杭州西湖龙泓涧和北里湖水体及底泥毒性的生物学评价

以青海弧菌(Vibrio Qinghaiensis)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)和热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎为研究对象,检测分析了龙泓涧和北里湖的水体及底泥的可能毒性.结果发现,绝大部分水样和底泥提取液对3种实验对象均未产生明显毒性效应.部分水体和底泥反而呈现出一定的正效应,表现为增强青海弧菌的发光强度,促进热带爪蟾胚胎发育.极个别水样对青海弧菌和秀丽线虫显示毒性,引起爪蟾胚胎轻微致畸效应,可能与污染物排放等偶然因素有关.结果表明,龙泓涧和北里湖的水体及底泥呈现较低的生态风险,西湖水体具有相对高的生物安全性.     

三苯基锡对热带爪蟾胚胎的早期发育毒性

有机锡的外暴露能引起脊椎动物胚胎的独特畸形,但通过母体传递引起的内暴露毒性还缺乏研究.本文通过显微注射的方式研究了三苯基锡(TPT)、过氧化物酶体增殖体激活受体γ(PPARγ)的激动剂罗格列酮(Rosi)和抑制剂T0070907(C_(12)H_8ClN_3O_3)对热带爪蟾胚胎的发育毒性.将3种化合物注入S1一S2期的胚胎后,胚胎的存活率显著下降,其中5 ng TPT,80 ng Rosi和10 ng T0070907注射组存活率分别为46.9%、42.7%和54.2%.胚胎的体长也受到不同程度的影响,5 ng TPT,80 ng Rosi和20 ng T0070907注射组与对照相比体长分别减少了27%、22%和57%.3种化合物还引起了多样的畸形效应,尤其是头部变小及眼睛畸形.说明PPARγ在热带爪蟾早期胚胎的发育特别是头、眼发育中扮演非常重要的角色.TPT与相近剂量T0070907引起的畸形非常相似,说明TPT的致畸机制可能与PPARγ存在某种关系.另一方面,利用整胚原位杂交检测了注射TPT后S20及S25期胚胎的头、眼部标志基因的空间表达,结果表明bf1、en2、krox20及pax6的表达信号均随TPT剂量增大而逐渐变弱且区域变小,定量PCR进一步验证了TPT能在神经胚及早期尾牙期之前影响胚胎头、眼标志基因的表达.研究结果表明,TPT的内暴露对脊椎动物胚胎具有较强的致畸效应和神经毒性.     

视黄酸对热带爪蟾胚胎致畸效应的表型特征

取典型的胚胎致畸剂——全反式视黄酸对热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎进行24,36和48 h暴露.结果表明,2,10和50 μg·L^-1视黄酸暴露对胚胎的存活率没有影响,对胚胎的生长和发育却有明显的抑制作用,并导致所有胚胎出现畸形现象,说明视黄酸对热带爪蟾胚胎具有极强的致畸性,同时显示了热带爪蟾胚胎对视黄酸的敏感性.视黄酸主要引起胚胎脑部缩小、眼睛色素减少、围心腔水肿和尾巴弯曲等多种畸形类型. 24,36和48 h后,暴露组脑部畸形指数和眼睛畸形指数较对照组均有明显增加,并表现出较好的浓度-效应关系,而时间-效应关系不明显,表明视黄酸对脑和眼部的影响主要发生在暴露的前24小时;48 h后尾部的畸形指数相对于24 h有明显的升高.将视黄酸导致的胚胎畸形类型与污染物三丁基锡对比,表明视黄酸致畸特征图谱在三丁基锡致畸机制的研究中有重要的参考价值.由此可见,有可能将FETAX实验发展为一种基于致畸机制的发育毒性检测方法.     

三丁基锡对热带爪蟾蝌蚪甲调基因mRNA表达的影响

用三丁基锡( TBT)对热带爪蟾(Xenopus tropicalis)NF51阶段蝌蚪进行48 h和96 h暴露.结果显示,50 ng·L-1和200 ng·L-1 TBTCl暴露对胚胎的存活率没有影响.50 ng·L-1TBTCl暴露组TRβ和DI 3 mRNA在蝌蚪尾巴中的表达比对照组增加了1～2.3倍.200 ...     

运用爪蟾变态实验检测镉的甲状腺激素干扰效应

将NF51阶段非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪暴露于Cd2+浓度为0.01,0.1和1mg.L-1的溶液中21d,观测Cd2+对爪蟾的生长、变态和甲状腺组织结构的影响.1mg.L-1Cd2+暴露组爪蟾蝌蚪与对照组相比,7d后,平均体重减少了0.39倍,体长和后肢长分别减少了0.17倍和0.27倍,发育阶段稍有延缓;21d后,1mg.L-1Cd2+暴露组爪蟾蝌蚪后肢长减小了0.11倍,延缓了1个发育阶段.其余各浓度组在7d和21d暴露后,体重、体长、后肢长和发育阶段与对照组无显著差异.21d后,Cd2+各浓度组甲状腺组织结构出现滤泡数目减少、胶质减少甚至空泡化等现象,1mg.L-1Cd2+暴露组甲状腺滤泡之间还出现溶通现象.结果表明CdCl2具有甲状腺激素干扰效应,并可能是由于该化合物直接作用于甲状腺组织引起.由此可见,爪蟾变态实验可以有效检测重金属盐的甲状腺激素干扰效应.     

三丁基锡对非洲爪蟾甲状腺组织结构的影响

幼龄非洲爪蟾（Xenopus laevis）暴露于低浓度三丁基锡（25 ng&;#8226;L^-1TBTCl）中2个月,运用组织学切片的方法观测甲状腺组织结构的变化.结果表明,TBT暴露1个月能引起爪蟾甲状腺滤泡胶质减少甚至空泡化,暴露2个月后,甲状腺滤泡的变形率也显著增加,相对甲状腺横截面积和滤泡面积仅为平行对照的35.3%和45.6%,而滤泡数目没有明显变化.空白组和暴露组均未观察到明显的滤泡上皮增厚或肥大等现象.由此可见,甲状腺萎缩是由于滤泡面积减小而不是滤泡数目减少所引起的;滤泡中胶质的减少和变形等与常见的滤泡上皮代偿性增生或肥大无关.所用低浓度的TBT能对爪蟾甲状腺组织结构造成严重损伤,TBT可以被认定为一种环境甲状腺激素干扰物.     

热带爪蟾胚胎对三丁基锡致畸作用响应的敏感时期

采用200 ng·L-1氯化三丁基锡对热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎进行第1天、第2天、第3天和3d全暴露实验.结果表明,第3天和3d全暴露组胚胎的存活率比对照组分别降低了10％和20％,第2天、第3天和3d全暴露组的体长分别减少了30％、20％和39％.暴露组胚胎畸形率均在90％以上,畸形类型主...     

唑草酮对斑马鱼和非洲爪蟾的急性毒性评价

为了探究除草剂唑草酮对鱼类和两栖类生物的环境毒性效应。在实验室模拟试验系统内,利用斑马鱼和非洲爪蟾蝌蚪测试了95%唑草酮原药的急性毒性,并评价其毒性等级。结果显示,95%唑草酮原药对斑马鱼、非洲爪蟾的急性毒性96 h-LC₅₀分别为4.40 mg/L、7.14 mg/L,毒性等级均为中等。95%唑草酮原药对两种试验生物均具有中等毒性,表明唑草酮暴露后可能引起造成鱼类和两栖类生物的毒性危害,在两栖类生物丰富或自然保护区域应避免使用。产品于使用后应注意加强田水管理,避免溢入水体;同时应避免器具、外包装直接接触水体,以减轻鱼类和两栖类生物的暴露风险。     

乙酰胆碱对非洲爪蟾卵母细胞ATP-激活电流的调制作用

研究乙酰胆碱对爪蟾卵母细胞上ATP激活电流的影响及其机理.用双电极电压钳技术记录爪蟾卵母细胞的细胞外液加入乙酰胆碱对ATP激活电流（IATP）的影响.结果显示,乙酰胆碱对大多数细胞IATP具有增强作用,而对少数细胞IATP具有抑制作用,且均呈现浓度依赖性;乙酰胆碱对IATP的调制作用是通过毒蕈碱样乙酰胆碱受体（M受体）激活实现的.     

温州灵昆岛围垦区土壤重金属污染特征及生态风险评价

以温州灵昆岛围垦区土壤为研究对象,进行了Cd、Cr、Cu、Zn、Mn、Ni、Pb、Hg和As的测定及风险评价,为合理规划围垦区土壤提供理论依据.结果表明,灵昆岛围垦区土壤均受Cd和Hg污染最为严重,其地累积指数高于其他重金属元素,且对土壤重金属的潜在生态风险贡献最大.在围垦区内,底泥吹填区土壤中重金属含量最高,其次为农业生产用地.底泥吹填区土壤浸出液具有中等毒性,使热带爪蟾胚胎无法存活,建议在吹填区土壤开发利用之前采取一定的修复.     

温州市典型黑臭河道人居环境调查分析

选取温州市山下河和九山外河两岸居民,开展<温州市典型黑臭河道人居环境评价>的抽样问卷调查,拟获取示范河道周边居民对河道水体景观及周边居住环境的整体感知.结果显示:86.2%的被调查者认为非常需要对河道进行专项治理;近40%的居民对河道两岸生态景观质量评价较好,而有58.6%的居民评价水体环境质量恶劣;河道周边生命线系统...     

长江武汉段和黄河花园口段水体中重金属污染物的急性毒性效应

采用Q67发光菌和大型蚤为试验生物,在实验室条件下对长江武汉段、黄河花园口段的河水及表层沉积物和孔隙水及其加标样品(Cu、Pb、Zn、Cd、Ni)进行了毒性测试,通过测定样品对受试生物的EC₅₀和LC₅₀值,评价了2河段水体重金属毒性和对毒性的屏蔽效应。结果表明长江武汉段和黄河花园口段的上覆水和沉积物孔隙水均未对Q67发光菌产生毒性,但是长江沉积物样品在96h内对大型蚤产生明显的急性毒性。加标重金属后,长江孔隙水中观察到的毒性均小于黄河孔隙水;而在上覆水中,加标后毒性增加,其中加入相同质量浓度Zn和Ni,长江表现出的毒性反而大于黄河;对加标的长江沉积物,不同重金属对大型蚤的毒性大小顺序是Cd, Cu, Zn, Pb。     

底泥疏浚对温州市牛桥底河水环境质量的影响

以温州市牛桥底河为研究对象,对河道疏浚前、中、后水体中理化指标、重金属含量及生物毒性进行跟踪分析.结果表明,牛桥底河底泥疏浚显著降低了水中的CODCr浓度,提高了DO含量和透明度.疏浚工程实施后,水中NH+4-N、TN、TP及重金属含量呈现"先升高,后降低"的变化趋势.疏浚不同阶段牛桥底河水样对发光细菌和胚胎的生物毒性先增强后逐渐减弱,总体上,疏浚有助于减轻水样的生物毒性.相关性分析表明水样的生物毒性与TN相关性显著,与重金属相关性不大.     

布吉河枯水期总细菌和反硝化功能基因定量研究

为了研究污染河流中微生物群落结构的存在状况及与水环境因子的关系,以深圳市深圳河的一级支流布吉河为研究对象,采用DGGE和Q-PCR技术分析了布吉河不同断面水样和沉积物中总细菌数量和群落结构以及反硝化基因(nosZ和narG基因)数量变化。结果表明,水样中总细菌数量的变化范围为5.77×108~7.13×1011copies/L,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为2.99×106~9.39×108copies/L和1.45×107~9.11×109copies/L。沉积物中总细菌数量的变化范围为1.14×109~1.61×1011copies/g,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为1.52×106~3.80×107copies/g和2.38×107~2.93×108copies/g。由于生境的差异,沉积物中nosZ和narG基因丰度高于水样。冗余度分析表明,影响微生物数量和群落结构的水环境因子不同,Fe是影响布吉河水样中细菌数量的主要水环境因子,而COD、亚硝氮和硝氮是影响布吉河微生物群落结构的主要水环境因子。水样和沉积物中微生物生态功能都很稳定,但水样中总细菌多样性比沉积物中高。     

江苏沿海沙脊群表层沉积物Pb同位素特征及对物源的指示

为进一步查明江苏沿海沙脊群沉积物的来源,分析了该区域沉积物酸不溶组分Pb同位素特征。结果表明,远岸沙脊群陆向区域沉积物Pb同位素比值与近岸沙脊群相似,暗示其在潮波作用下有向岸运移的趋势。铅-钕同位素分析揭示长江及周边河流沉积物在长江冲淡水和东海沿岸流作用下输移至远岸沙脊群海向区域。在苏北沿岸流作用下,老黄河三角洲沉积物输入对近岸沙脊群及远岸沙脊群陆向区域有影响;相反,诸如现代黄河口、济州岛和韩国河流等地沉积物输入对江苏沿海沙脊群的影响较弱。     

人类扰动下太湖入湖河道的稀土元素及环境指示意义

采集了接纳不同类型污染物的3条太湖入湖河道的水体、悬浮物和沉积物,分析了其中稀土元素的含量分布特征.结果表明:水体中的稀土总量,漕桥河最大,大浦河其次,梁溪河最小;悬浮物与沉积物中的稀土总量,大浦河最大,漕桥河其次,梁溪河最小.河流不同介质稀土元素标准化曲线差别明显,水体富集重稀土,悬浮物主要富集于中稀土,而沉积物主要为平坦型曲线;但标准化曲线中均有离群的曲线,沉积物中尤为明显,而且污染河道样品页岩标准化曲线不同于周边土壤和湖泊沉积物,说明太湖入湖河道的稀土元素明显地受到了人类活动物质输入的影响,而且显示了不同污染源的特点.     

Elemental composition in the sediments of the Yangtze and the Yellow Rivers and their tracing implication

Elemental compositions in the surface sediments of the Yangtze River and the Yellow River are quite different. The Yangtze River' s sediment is rich in K, Fe, Mg, Al and most of trace elements, and its elemental composition show remarkable spatial variations, whereas the Yellow River s sediment has higher contents of Ca, Na, Sr, Ba, Zr and Hf, and the elemental composition remains relatively stable. The ratios of some elements are also different in the sediments of the two rivers. The elemental composition of the Yangtze River sediment results from widely distributed igneous rocks and complicated source rocks and strong chemical weathering in the Yangtze River catchment basin, while the main provenance of the Yellow River sediment is the Loess Plateau which has dominant influence on the elemental composition, and the intense physical weathering is another controlling factor. The elements such as Cu, Zn, Sc, Ti, Fe, V, Ni, Cr, Co, Li and element ratios such as La/Sc, La/Co, Th/Co, Ti/Zr and Zr/Y can be used as the tracers to distinguish the Yangtze River sediment from the Yellow River s. The tracers can be used in the study of the mixing and distribution of the substances of the two rivers matters in coastal zones of China.     

水动力作用对污染物在河流水沙两相中分配的影响研究进展

通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度较低;随着紊动强度增大,水沙界面切应力随之增大并促使泥沙悬浮,污染物与悬浮泥沙颗粒接触面积增大,使得泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度显著增加。流速对污染物在水沙两相间分配的影响较为复杂。泥沙静止时,流速的增大会减小边界层厚度,增大水体溶解氧含量、氧化还原电位等参数,并使污染物在水体里的扩散由分子扩散转变为以紊动扩散为主,增强污染物在水-沙界面的交换通量,对污染物在水沙两相间的分配产生影响;随着流速进一步增大,床沙逐渐起动、悬浮,此时除上述因素外,泥沙运动状态、悬浮颗粒间碰撞强度、悬浮物的絮凝等均会对泥沙吸附/释放污染物产生影响,由于影响因素较多,作用机制复杂,目前关于泥沙运动对污染物在水沙两相间分配的影响所得结论仍存在分歧。相应的机理研究及数学模型的建立均做了较大简化。综观当前的研究成果,水沙运动及其化学生物过程等对污染物在河流水沙两相中的分配作用机理和耗氧有机物、有毒有机物等污染物与泥沙的作用机理是这一领域的未来研究重点。     

Clay mineral composition and their sources for the fluvial sediments of Taiwanese rivers

Located at the collision boundary between the Philippine Sea Plate and the Eurasian Continental Plate,the island of Taiwan is generally recognized as an important example in the MARGINS Program Science Plan and "source-to-sink" research because of its high tectonic activity,heavy rainfall and unique geography.Large suspended sediment loads are transported to the adjacent ocean by Taiwanese rivers every year,making Taiwan an important source of sediments into the adjacent seas and a natural laboratory for studying the systemic movement of fluvial sediments from source to sink.A detailed study on the clay mineral composition of surface sediments collected from the drainage basins of 12 Taiwanese rivers using X-ray diffraction methods was conducted.Our results indicated that the clay mineral assemblages consisted dominantly of illite(approximately 73%) and chlorite(approximately 24%),with lesser abundances of kaolinite(approximately 3%) and even lower levels of smectite from the Danshuei River sediments in northwestern Taiwan.The Jhuoshuei River sediments from western Taiwan contained clay mineral assemblages that consisted of illite(approximately 75%) and chlorite(approximately 25%),but they lacked kaolinite and smectite.In southwestern Taiwan,the clay mineral assemblages were dominated by illite(approximately 75%) and chlorite(approximately 23%),but had a low abundance of kaolinite(generally < 2%) and no smectite.The clay mineral assemblages in eastern Taiwan are obviously different from those in western parts of the island.The most noticeable difference is that the average abundance of chlorite in the Hualien River from eastern Taiwan was the highest(approximately 48%) of all the Taiwanese rivers.We concluded that,in general,the clay mineral assemblages in Taiwanese rivers were mainly composed of illite and chlorite with kaolinite and smectite being scarce,and these trends are different from those in China’s mainland rivers.The clay mineral composition shown in this study was primarily determined by the properties of the bedrock,and the differential weathering intensities of the drainage area.The surface sediments in Taiwan’s rivers showed a greater abundance of illite and chlorite because the outcropped rocks were mainly composed of Tertiary sedimentary rocks,especially sandstone,shale and slate,and show strong physical weathering.The relatively high relief and more abundant rainfall also caused the clay minerals in the fluvial sediments to be transported to the estuaries down rivers from the mountains and then delivered to the adjacent seas by currents and waves over a shorter time scale.