金属和氧化物纳米颗粒对细菌毒性的研究进展

阐述了纳米颗粒的组分、尺寸、形状和表面电荷等性质与毒性的关系,介绍了纳米颗粒对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的毒性差异,指出了分散介质、暴露方式等毒性试验条件对纳米颗粒细菌毒性的影响,讨论了纳米颗粒对细菌毒性的可能机制,如氧化损伤、破坏细胞壁、作用于蛋白和核酸以及释放出金属离子等。针对目前纳米毒性研究尚处于起步阶段的现状,提出了建立纳米材料的毒性评价方法,加强从分子生物学水平开展对毒性机制的研究等建议。     

土壤中重金属[S,S]-乙二胺二琥珀酸浸提及其对重金属形态分布的影响

采用螯合剂[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS)对废弃矿区附近的农田土壤进行浸提,分析浸提前后残留土壤样品中重金属的形态.结果表明,[S,S]-EDDS对重金属元素的提取率在不同土壤之间有较大差异,对Cu的浸提率为13.4%-13.8%,对Pb的浸提率为2.28%-16.3%,对Zn的浸提率为2.73%-11.3%.[S,S]-EDDS在提取重金属的同时也造成了Fe和Mn的明显溶出,其中Fe的溶出率为0.090%-0.291%,Mn的溶出率为2.53%-6.31%,均远高于对照组.[S,S]-EDDS浸提后酸溶/可交换态金属含量的变化倚赖于金属种类,对于Cu和Zn,经[S,S]-EDDS浸提之后,其酸溶/可交换态含量远低于对照组;但对于Pb,经[S,S]-EDDS浸提之后,酸溶/可交换态含量略高于对照组.[S,S]-EDDS对Cu和Zn四种形态均有浸提作用,且对残渣态的影响小于其它形态.[S,S]-EDDS浸提导致土样中Cu和Zn残渣态比例上升,其它形态比例的变化则依赖于金属的种类以及土壤性质.     

碳酸氢根缓解高营养负荷下苦草（Vallisneria natans）胁迫的作用

富营养化湖泊沉水植物严重退化,可溶性无机碳DIC(Dissolved Inorganic Carbon)缺少是一个重要因素.本实验选择碳酸氢根形态DIC(HCO3-DIC)对苦草进行处理,设计了不同的HCO3-DIC添加晕(0、10、20mg·L-1)和营养水平N、P(N0.96、1.92、2.88、3.84mg·L-1,NH4--N:NO3--N=1:3,N:P=27)的交义实验,研究不同营养水平下HCO3--DIC对苦草(Vallisneria natans)的生理生态影响.实验证明,苦草幼苗在生长过程中可以不断吸收水体中的DIC,经15 d培养,培养液中DIC从16.91 mg·L-1下降到6.27 mg·L-1.21 d的实验结果显示,相同营养条件下高质量浓度HCO3--DIC组苦草相对生长率RGR(Relative Growthgate)高于其他组;无外加HCO3--DIC组过氧化物酶POD(peroxidase)活性随营养水平增加,从2.01 U·mg-1增至4.03 U·mg-1,相同营养水平下POD活性随HCO3--DIC增加而降低,说明水体营养水平的增高加剧了对苦草生长的胁迫,而HCO3--DIC大大减少和缓解了这种胁迫作用;中营养条件下,较低水平的HCO3--DIC质量浓度已经满足苦草叶绿素合成,而在重富营养时较高质量浓度的HCO3--DIC可以促进苦草叶绿素合成,缓解营养胁迫的黄化效应.研究揭示,水体HCO3--DIC增加可以缓解富营养化对沉水植物的胁迫作用.     

五氯酚暴露诱导斑马鱼胚胎细胞凋亡相关基因的变化及caspase-2基因克隆和系统进化分析

应用基因芯片技术研究发现,暴露于五氯酚的斑马鱼胚胎中有14个涉及细胞凋亡行为的基因表达发生了显著改变.利用生物信息学方法构建这些功能基因系统进化树,分析与环境毒物诱导的细胞凋亡行为密切相关的caspase-2基因和其他基因之间的同源关系.斑马鱼caspase-2基因由10个外显子和9个内含子组成,cDNA长1308bp,含一个开放阅读框(ORF),编码435个氨基酸.6种脊椎动物Caspase-2氨基酸序列的保守性及系统进化分析结果表明,在特定功能区结构域中氨基酸序列表现出较高的同源性,Caspase-2在进化上高度保守.利用RT-PCR技术,斑马鱼caspase-2基因cDNA被克隆并确认.研究结果表明斑马鱼caspase-2基因是一个研究细胞凋亡行为的模型分子,可为环境化合物的分子毒性评价及其机制研究提供一种分子标记。     

盐酸四环素对秀丽线虫（C. elegans）的急性与多代毒性研究（Tetracycline Hydrochloride’s Acute Toxicity and Behavioral Toxicity with Multiexposures at Environmental Levels on C. elegans）

环境中抗生素的生态安全性受到越来越多的关注. 以盐酸四环素（TCH）为对象、秀丽线虫（C. elegans）为模式生物,开展了急性与多代毒性研究. 急性毒性实验表明盐酸四环素对秀丽线虫的LC50为167.5mg·L-1（12h）、82.9mg·L-1（24h）,与现有四环素毒性数据相比,秀丽线虫对TCH的毒性更为敏感. 分别对虫卵和成虫进行多代毒性的研究表明,盐酸四环素环境水平（μg·L-1）下的暴露,对秀丽线虫母代（P0）、子一代（F1）和子二代（F2）的逆向运动抑制率（RMI）、身体弯曲频率（BBFI）、Omega运动抑制率（OMI）3个行为学指标均具有显著的抑制作用,而且行为学指标比死亡率更加敏感,虫卵比成虫更加敏感. 多代毒性作用的结果表明,盐酸四环素对P0、F1和F2产生的毒性存在差异,对于RMI和BBFI,其毒性作用强度为P0>F2>F1;对于OMI,其毒性作用强度为P0>F1≈F2. 代际之间没有显示世代毒性逐代恶化或逐代修复的一般规律,可能与行为学指标的敏感性差异、盐酸四环素自身的降解、生物抗性有关.     

饮用水有机类消毒副产物毒理学研究方法进展

伴随着饮用水消毒技术的改进,有机类消毒副产物(DBPs)的种类日趋多样化,其生物毒性和健康风险受到广泛关注。基于国内外对DBPs毒理学效应的研究成果,结合消毒技术的发展历程,对有机类DBPs进行了系统的分类,针对含碳消毒副产物(C-DBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)中典型的DBPs的毒理学研究方法进行了详细的介绍,在此基础上分析了相关研究的不足之处和发展趋势,对今后的研究方向提出了建议。     

离子对氧化铁纳米颗粒水中聚集作用的影响

研究了不同电解质(NaCl、CaCl2、KCl、K2SO4和K2CrO4)对氧化铁纳米颗粒(Fe2O3NP)聚集作用的影响,并用聚集效率来衡量聚集作用变化,用DLVO理论对各因素的影响进行解释.实验表明:浓度和价态的升高会显著增强NP的聚集作用;阴离子对NP聚集作用的影响强于阳离子(以KCl为对照,K2SO4引起了比CaCl2更显著的变化);K2CrO4的影响显著大于其他离子(0.5mmol/L的K2CrO4即可引起剧烈的聚集).通过DLVO理论发现:离子在较低浓度增长或价态的上升,会同时降低ζ电位和双电层厚度以促进聚集作用;阴离子和K2CrO4较阳离子,会更显著地降低ζ电位,从而加速聚集作用;浓度在较高区间变化时ζ电位相对稳定,此时双电层的压缩是促进聚集作用的主要原因.     

沉积物中汞的甲基化研究进展

汞是环境中存在的一种重要污染物质,其毒性与之化学形态密切相关。环境中的汞主要以无机汞形态存在,然而无机汞可以通过甲基化作用转化为毒性更强的甲基汞,从而给受到暴露的生物及人类带来更高的健康风险。沉积物是汞在水生环境系统中的主要分布相,也是无机汞甲基化过程发生的主要场所。沉积物中汞的甲基化过程受到生物种类、汞的生物可利用性等生物因素及温度、含硫化合物、有机质、氧化还原条件等环境理化性质的影响。本文对汞在沉积物中甲基化过程的作用机制及其影响因素的研究现状及最新进展进行了总结,并对未来更深入的研究进行了展望。     

富营养条件下不同形态氮对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的生理影响

在实验室条件下,研究了在富营养水平(ρ(TN)为4.0 mg/L,ρ(TP)为0.2 mg/L)下不同ρ(NH₄+-N)/ρ(NO₃--N)(4/0,5/1,1/1,1/5,0/4)对沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生理生化的影响,以期阐明富营养化水体中不同形态氮对沉水植物的影响.结果表明,不同ρ(NH₄+-N)/p(NO₃--N)对轮叶黑藻的生理活动和生长具有明显的影响,随着培养液中ρ(NH₄+-N)比例的上升,尤其当ρ(NH₄+-N)/ρ(NO₃--N)＞1时,轮叶黑藻的相对生长率、叶绿素含量和可溶性糖含量明显下降,谷氨酰胺合成酶(GS)和过氧化物酶(POD)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,蛋白质含量降低.当水体中铵盐含量上升到一定比例时对轮叶黑藻产生的胁迫作用,影响了其生理功能,抑制其生长.      

转聚磷激酶基因的大肠杆菌去除水体中的磷

为探索有效的生物除磷方法,构建了聚磷激酶基因(ppk)的表达载体pET28a(+),并转化大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21,获得了可过表达ppk基因的工程菌BL-PPK.RT-PCR结果表明,ppk基因在转化的大肠杆菌中得到了高效表达.聚磷试验结果表明,培养10h后,转化了ppk基因的大肠杆菌细胞内聚磷含量比对照菌株高20倍,而培养液中可溶性磷浓度为对照菌株的约1/9.