计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的应用和展望

内分泌干扰物通过干扰内分泌系统导致多种疾病,如生殖疾病、肥胖症甚至癌症。然而,面对环境中大量潜在的内分泌干扰物,传统的体外、体内评估方法由于成本高、耗时长等问题,难以实现内分泌干扰物的高通量筛查。计算毒理学逐渐发展成为被美国环保局(Environmental Protection Agency,EPA)、经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)等机构所推荐的内分泌干扰物筛选与预测方法。本文综述了计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的进展,主要包括分子对接和分子动力学模拟的应用,并对有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)的方法进行介绍和展望。     

1957-2007年新疆天山山区气候变化对径流的影响

利用天山山区1957-2007年的气温、降水量及径流数据,借助非参数检验、小波变换等方法分析了天山山区气温、降水量及年径流量的变化趋势及多时间尺度相关。结果表明:玛纳斯河与塔里木河源流区年径流量、气温与降水量均呈显著增加趋势;在年代际上,塔里木河源流区气温存在11、18和22 a的主周期,降水量存在10、20与22 a的主周期;玛纳斯河气温在10与22 a处存在明显周期,降水量在20与22 a处周期性明显;同时,两源流区气温和降水量皆存在3~6 a的年际周期变化;塔里木河年径流量、气温和降水量的突变点分别发生在1993、1993和1992年,而玛纳斯河分别在1995、1988与1996年发生显著性突变;两流域源流区年径流量与气候因子存在显著的多时间尺度相关关系。     

田湾核电站周边土壤及植物中137Cs含量调查及人群内辐射风险评价

为了调查田湾核电站运行后土壤环境中核素137Cs放射性水平的变化及评估其对当地居民的健康风险,采用现场采样测定的方法,分析了田湾核电站装料2年后周边土壤及植物中137Cs的放射性水平,并与运行前的本底调查结果进行了比较,同时利用放射性核素对人群内辐射风险评价模型结合田湾地区居民饮食情况对人群辐射风险进行了评估.结果表明,核电站运行2年后周边土壤中137Cs的放射性水平与运行前相比总体上没有明显变化,但个别村镇点位的137Cs放射性水平升高;核电站周边植物中137Cs的放射性水平均远低于我国相关国家标准(GB14882-1994)和运行前的本底值;田湾地区高公岛居民核素137Cs的年总摄入量为18.62Bq·a-1,远低于我国国标成人限值(GB14882-1994).通过摄入137Cs引起的人群内辐射总致癌风险较低,为1.51×10-7a-1,其中超过50%的风险来源于摄入鱼类海产品.     

化学品健康风险评估过程中的数据质量评估技术概述

自1938年美国首先颁布管控化学品的法律以来,健康风险评估逐步发展,各个国家和地区相继颁布文件,并已形成较为完善的评估框架.由于在化学品健康风险评估的过程中,存在大量收集引用的数据及信息,因此数据质量评估是保证风险评估结果可信的关键.目前为止美国环保署(environmental protection agency,EPA)和欧盟《化学品的注册、评估、授权和限制》(regulation concerning the registration,evaluation,authorization and restriction of chemicals,REACH)法规均对数据质量评估方法进行了详细的规定.两个地区均采用数据评分(1—4)与证据权重(weight of evidence,WOE)(1/2)相结合的评估方法,不同之处在于欧盟更侧重于对数据整体的相关性、可靠性和充分性进行评估和打分,U.S EPA则更为细致具体,其侧重于不同情境下的数据分组分析,根据不同的评分领域和指标,规定高置信度、中置信度、低置信度和数据不可接受的标准.通过总结对比欧盟及美国的数据质量评估方法,建议我国采用数据打分与证据权重相结合的定量评估方法,并明确规定不同情景下不同数据来源的打分规则和标准,使数据质量评估过程系统化.     

土壤生态环境健康监测与评价技术现状与展望

综述了国内对土壤生态环境健康的研究进展,总结了传统土壤环境监测技术的不足,介绍了土壤生态环境健康监测技术,包括植物、动物、微生物等生态监测方法,旨在通过对各项技术的比较,了解各项监测技术对土壤健康监测和评价现状。对土壤生态环境健康监测与评价技术的发展趋势进行展望,提出未来需要对土壤生态健康监测技术进行标准化和定量化;开展多生物指标联合监测;结合遥感和物联网技术扩大土壤时空监测尺度,形成完整的土壤生态环境健康监测与评价体系,为环境管理部门有效监测土壤生态环境提供依据。     

水源水中有机提取物生殖毒性评价和敏感检测指标的筛选（Reproductive Toxicity of Drinking Source Water and Selection of Sensitive Bioassays）

以原代培养的大鼠睾丸细胞为体外毒性试验靶细胞,采用支持细胞、生精细胞、间质细胞的形态、细胞活力、胞外乳酸脱氢酶(LDH)活力、细胞早期凋亡坏死率和间质细胞睾酮分泌量5种检测指标评价了X市和L市水源水中有机提取物的生殖毒性,并筛选了对痕量有机污染物敏感的生殖毒性指标.研究结果表明,两市水源水中有机提取物皆可引起支持细胞、间质细胞和生精细胞形态的变化,相比较而言,对生精细胞的影响更严重.X市水源水有机提取物对3种生殖细胞胞外LDH活力没有显著影响(p>0.05);而在L市水源水中有机提取物的暴露下,支持细胞和间质细胞胞外LDH活力显著增强(p<0.01).X市水源水中有机提取物可使间质细胞睾酮分泌量显著减少(p<0.01);而L市水源水有机提取物对间质细胞睾酮分泌量无明显影响(p>0.05).两市水源水有机提取物均能不同程度地诱发大鼠睾丸细胞损伤,生精细胞对环境毒物是比较敏感的细胞,细胞形态、活力、LDH活力、凋亡坏死率、睾酮分泌量等生殖毒理学检测指标可用于饮用水源地水质的评价.     

有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

水体复合污染包含低浓度、种类复杂的毒害化学污染物,威胁人类健康和生态安全。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway,AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。     

基于毒性效应的非目标化学品鉴别技术进展

现代社会大量化学品的生产与广泛使用造成了地表水、地下水、沉积物、土壤等环境受到污染,并对人体健康和生态系统构成威胁。基于毒性效应的关键致毒物质鉴别技术(effect directed analysis,EDA)已经在水体、沉积物的致毒物筛选方面得到了一定的应用。但是由于污染物组成复杂、范围广、基质干扰高、同分异构体广泛存在、人工合成标样缺少等问题,非目标致毒化合物的鉴别成为了EDA的瓶颈技术。逐渐发展的色谱与质谱技术、数据库指标在化合物筛选识别中发挥了重要作用。本文综述了基于高分辨质谱,数据库搜索,色谱保留特征,模型构建来筛选识别化合物的方法,总结了近年来化合物筛选识别方法在环境新型污染物及药物筛选等方面的应用并分析了化合物筛选识别所存在的问题与应用前景。这些方法可以提高非目标化合物筛选的准确性和通量,减少样品复杂性和基质干扰带来的负面影响,从而有利于未知化合物的确定。     

基于毒性效应的间隙水致毒物质鉴别技术进展

沉积物作为污染物迁移转化过程中重要的"源"和"汇",与整个生态系统及人类健康有着密切联系。间隙水很大程度上反映了水体沉积物的污染状况,同时可以真实反映生物的实际暴露情况,间隙水中关键致毒物质的鉴别是科学准确地评价间隙水及沉积物毒性与风险的重要基础。毒性鉴别评估(Toxicity Identification Evaluation,TIE)和效应引导的污染物识别(Effect Directed Analysis,EDA)技术作为致毒物质识别的主要方法,已在沉积物和间隙水的致毒物筛选中得到了初步的应用。本文介绍并比较了常用的间隙水提取方法,总结了TIE和EDA在间隙水致毒物质异位及原位鉴别方面的应用与发展,及鉴别过程中使用到的基本毒性量化方法与其适用条件。在当前间隙水关键致毒物质识别研究的基础上,指出了异位分析难以避免毒性损失和有机污染物鉴别方面的局限等问题,并提出应推广原位毒性试验技术且进一步发展有机物的精细分离技术和质谱识别技术等发展方向。