小球藻水环境毒理学研究进展及应用前景

小球藻作为水体中的初级生产者,是水生生态系统不可或缺的一部分,对促进物质循环、能量流动有着重要意义,同时也是水环境毒理学评价的标准试验藻种。为了给小球藻的水生态风险评估及相应产品的开发提供参考数据,本文系统分析了小球藻培养影响因素,概括了其产生的毒理效应,并对其营养价值与应用前景等进行了综述。本文认为温度、光照、pH、营养盐、氮磷比是小球藻规模化培养过程中的影响因素,重金属、农药、新型纳米材料、抗生素等污染物可对小球藻产生毒性效应,小球藻在污水处理、生物能源等领域具有较好的应用前景。     

“双碳”视域下的淡水生态系统修复与固碳增汇

淡水生态系统作为地球水生生态系统的重要组成部分,在生物多样性维持、固碳增汇以及全球物质循环等方面具有重要功能。随着工业化进程的快速发展,人为和自然等因素对淡水生态系统的健康发展和正常运转造成了诸多负面影响。因此,本文在碳中和背景下着重对淡水生态系统问题与现状、生态修复与固碳增汇成效的关系进行了深入探讨,以期为淡水生态系统科学管理和碳中和事业的发展提供参考。     

金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展

金属纳米材料(MNMs)在农业领域中的广泛应用,已经引起国内外学者对其生态风险的关注。传统毒理学研究方法与组学技术(转录组学、代谢组学和蛋白质组学)相结合,逐渐成为当前纳米生态毒理学研究领域的主要手段。本文首先从植物生长效应、亚细胞及生理生化水平等不同层次,分别评述了MNMs植物效应的传统毒理学研究的主要发现;其次,阐述了转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等多组学技术在MNMs植物毒理学领域中应用的最新研究进展,旨在进一步揭示MNMs植物效应潜在的分子机制;最后分析了该领域的研究现状、尚待解决的问题和未来发展方向,并提出今后的研究思路。     

杀虫剂对淡水生态系统的影响

文章从生态学角度首先分析了杀虫剂对淡水生态系统的直接影响和间接影响,这些影响包括抑制生物代谢、引起浮游生物变化、改变生物群落组成和结构以及影响生物量等。然后阐述了杀虫剂对淡水生态系统里各主要生物相的影响。     

双酚A水环境分布特征及对水生生物毒性效应

BPA作为使用广泛的工业化合物,能够通过废水排放、垃圾渗滤液等途径进入水生态系统,在水环境中分布广泛,对水生生物尤其是底栖生物带来一定的生态风险。本文总结了BPA在水环境中的分布特征,以及对水生生物的毒性效应,以期为水环境监测提供参考。     

人工纳米材料对藻类的毒性效应研究进展

近年来,随着纳米材料的大量生产和广泛应用,其生物安全性引起人们的极大关注。综述了纳米材料对藻类的毒性效应研究进展,重点讨论了纳米金属及氧化物、碳纳米材料以及半导体量子点对藻类的毒性效应研究,同时归纳了纳米材料对藻类的致毒机制,并总结了现有研究中存在的问题,对该领域的研究提出了建议和展望。     

氧化铜纳米颗粒的环境影响及其生态毒理效应综述

随着纳米科技的迅猛发展,多种纳米材料被广泛应用并逐步进入到周围的环境及生命体中,纳米材料的生物安全性和生态毒理学效应逐渐成为国内外关注的热点。纳米氧化铜(Cu O)因具有良好的杀菌性、催化特性、热稳定性而被广泛应用于涂料、废水处理、杀菌、生物医用陶瓷材料等领域,因此它将不可避免地进入环境和生态系统中,并引起相应的环境毒理效应。本文从流行病学调查和试验研究2个方面出发,综述了纳米Cu O对细胞(细胞膜、细胞生长、凋亡)、生物体(肺、肝、肾)、生态系统的影响,探讨其产生毒性的可能机制,并对其毒性研究的前景进行展望。     

兴纳牌纳米抗菌生物助长器在种植业上的应用

纳米，就象米、厘米、毫米一样，是一个长度计量单位。1纳米是1米的十亿分之一，我们把粒径在1纳米～100纳米之间的材料称为纳米材料。随着物质的超微化，使纳米材料具有独特的四大效应：小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，具备了传统材料所不具有的物理、化学特性。纳米技术在农业领域的应用，对我国农业的发展产生了积极的影响。     

西藏朋曲河流域淡水生态系统服务价值评估

西藏朋曲河流域分布着多种淡水生态系统类型,蕴涵着巨大的生态效益与经济效益.本文采用市场价值法、影子价格法、影子工程法和当量因子法等方法,对朋曲河流域淡水生态系统服务价值进行评估.经估算,2014年流域内淡水生态系统服务总价值为792 937.95万元.其中,调节服务价值远远高于其他服务价值,供给服务价值最小.因此,本研究建议地方政府应高度重视流域内淡水生态系统的保护与恢复,促进流域生态安全和经济社会可持续发展.     

无镉量子点纳米探针在疾病标志物检测和生物成像中的应用

量子点纳米探针在生物分析化学领域有着广泛的应用,以其优良的电化学、光学和磁学效应给生物分析检测带来简便、快速和灵敏的响应信号。随着量子点合成方法和修饰技术的发展,无镉量子点以其低毒、高荧光量子产率等优势逐渐成为取代含镉量子点,在生物分析检测应用中展现出巨大的应用前景。该研究综述了几种无镉量子点在疾病标志物检测和生物组织成像中的应用。     

碳纳米颗粒诱发植物毒性效应及其机理的研究进展

对碳纳米颗粒植物毒性的研究是推广碳纳米技术应用及规避其可能引起的生态风险的重要前提,在相关研究的基础上,结合国内外研究进展,从研究植物对碳纳米颗粒物的吸附、吸收入手,阐述了碳纳米颗粒物在植物体内的迁移,分析了碳纳米颗粒物对植物产生的毒性效应,进而概述了碳纳米颗粒物毒性效应的影响因素以及产生这些毒性作用的分子机理,提出了碳纳米颗粒物在植物毒理学方面的研究重点.     

人工纳米材料吸附放射性核素的机理研究

人工纳米材料因其优异的理化性能以及独特的微观结构,被广泛应用于航空航天、放射医疗、建筑、农业等多个领域,尤其在放射性环境污染治理方面有着巨大的应用价值和潜力。通过综述人工纳米材料对废水中的放射性核素[U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Co(Ⅱ)等]富集、去除等方面的研究,系统讨论吸附行为和作用机理,借助吸附动力学、吸附热力学、光谱分析技术、表面络合模型和理论计算等方法,对纳米材料吸附放射性核素机理进行了深入分析,表明纳米材料对放射性核素具有强吸附能力而在放射性废水处理领域有着良好的应用前景,认为在科学研究和实际应用过程中,还需开展更多的研究工作,重点应放在低成本、高选择性的功能性纳米材料的绿色环保制备和应用。通过对前期研究结果的总结,期望能对放射性废物处理以及人工纳米材料应用等研究提供一些帮助。     

草坪基质添加碳纳米材料对高羊茅生长和蚯蚓生理的影响

为探讨碳纳米材料对高羊茅生长和蚯蚓生理的影响,在草坪土壤基质中添加3种碳纳米材料(石墨烯、氧化石墨烯和碳纳米管),采用赤子爱胜蚓作为受试生物,研究了施加1%和3%碳纳米材料90 d后高羊茅生长、蚯蚓抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:不同比例的碳纳米材料对高羊茅的株高、地上鲜质量和干质量均没有显著影响。碳纳米材料均显著抑制了蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)的活性,3%碳纳米管的抑制率达到39.3%;暴露于3%氧化石墨烯,过氧化物酶(POD)活性显著降低;添加1%氧化石墨烯,过氧化氢酶(CAT)活性有所升高,添加3%碳纳米管和3%石墨烯,CAT活性显著低于1%氧化石墨烯处理。此外,碳纳米材料对蚯蚓体内的谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性和MDA含量并无明显影响。因此,施加一定浓度的碳纳米材料不会影响草坪植物的生长,但其可以诱导蚯蚓体内活性氧(ROS)的产生,引起抗氧化酶活性发生变化,对土壤动物蚯蚓具有一定的毒性作用。     

磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用

为了解磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用,采用文献综述和归纳总结的方法,阐述了1997—2021年以铁氧化物为核心的磁性纳米材料的研究进展,同时比较了材料结构和表面相关活性官能团的修饰对DNA提取效率的影响。结果表明：1）应用磁性纳米颗粒的固相萃取有着安全无毒、操作简单、可重复使用、能够实现自动化与高通量操作等多种优势,提取DNA效率相比于商业化试剂盒也有优势。2）目前磁性纳米材料已有比较全面的研究。磁性纳米颗粒的尺寸、孔径大小、磁化强度及引入的活性官能团不同等性质均对DNA的提取效率有影响,改变这些性质研发新型且高效的功能化磁性纳米颗粒或改变磁性纳米材料的制备方法、所提取DNA的形态性质、溶液的pH或盐浓度等试验条件,以提高DNA与材料的解吸率,不断优化磁性分离过程,提高DNA分离效率和质量。3）发展高通量商业化的核酸提取程序,是磁性固相萃取可观的发展前景。4）磁性纳米颗粒除了在核酸提取中的应用,在其他生物医学应用中也有着广泛的研究。以上结果均表明磁性纳米材料有着极强的研究发展前景。     

纳米材料在有机污染土壤修复中的应用与展望

工农业发展过程中排放入土壤中的高毒性有机污染物可以通过食物链进入人体,并产生富集作用,对人体存在致突变、致畸和致癌的潜在危害。近几年,纳米材料因其巨大的比表面积和良好的催化反应活性逐渐成为有机污染土壤修复的研究热点。通过对金属类纳米材料及其改性技术、碳基纳米材料和聚合类纳米材料等典型纳米材料在有机污染土壤修复中研究进展的综述,对纳米材料在土壤介质中能够发挥实用性所需的性质予以归纳总结,并对未来纳米材料的合成及应用进行了展望,以期为修复有机污染土壤的相关纳米材料研究提供参考。     

团头鲂种质资源及遗传改良研究进展

团头鲂作为中国特有的优良草食性鱼类,现已成为主要淡水水产养殖品种之一。然而多年来的人工繁殖、过度捕捞、环境污染等因素,导致团头鲂种质资源出现混杂并受到衰退的威胁,开展团头鲂种质资源保护和遗传改良研究势在必行。本文总结了团头鲂形态学、细胞遗传学、分子群体遗传学和基因组等种质资源研究方面的成果,并简要概括了杂交育种、选择育种、雌核发育等方法在团头鲂遗传改良方面所取得的进展,以期为团头鲂种业的可持续发展提供基础资料。     

植物外植体灭菌技术研究进展

外植体污染一直是植物组织过程中极难解决的问题,外植体的灭菌效果直接关系着植物组织培养能否成功启动。本文通过研究近几年报道的植物组织培养成功案例,发现在干旱季节或连续的晴朗天气时采取外植体,污染率最低;外植体在进行表面灭菌之前先进行冲洗、黄化、热水浴等处理,一定程度上可以降低污染率;外植体的表面消毒可以使用氯化汞和次氯酸钠等消毒剂;当外植体有严重的内生菌时,则可以使用四环素、链霉素等抗生素进行抑制;此外,纳米材料也已经越来越多地用于植物组织培养中污染物的抑制。     

磁性HAP/Fe3O4材料去除水土环境中Cd的效果研究

为探究磁性羟基磷灰石/四氧化三铁(HAP/Fe₃O₄)纳米材料对水土环境中Cd的去除效果,以米糠为原料,采用水热法制备纳米材料,通过水中吸附实验和土壤培养实验对Cd去除效果进行研究。结果表明:pH为8时,HAP/Fe₃O₄对Cd的吸附更符合伪二阶动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。溶液为酸性时,HAP/Fe₃O₄对Cd²⁺的吸附机制可能为表面吸附和生成沉淀,溶液为中碱性时,对Cd²⁺的去除以表面吸附以及离子交换为主。此外,HAP/Fe₃O₄在5次循环后吸附能力仍保持在较高水平,说明其作为吸附剂具有较高的可重复利用性。在土壤实验中,土壤pH随培养时间的延长和HAP/Fe₃O₄投加量的增加,总体呈上升趋势。与对照组相比,HAP/Fe₃O₄添加量为0.5%的处理显著降低了土壤CaCl₂提取态Cd含量,降幅为62%;浸出实验证明HAP/Fe₃O₄增强了土壤中重金属的滞留能力。HAP/Fe₃O₄纳米材料作为一种原料价格低廉且环境友好的吸附剂在处理水污染和修复土壤方面应用前景广阔。     

功能纳米材料在重金属污染水体修复中的应用研究进展

重金属污染对水体生态和人体健康会造成严重危害,通过纳米材料来去除重金属是一个简单便捷的方法,受到了广泛的关注以及研究。本文主要综述了纳米零价铁、铁氧化物、硫化铁、碳纳米管、石墨烯、锰氧化物、铝氧化物、二氧化钛、聚合物纳米材料和壳聚糖纳米材料等几种纳米材料对水中重金属污染修复研究进展。对它们去除重金属的机理也进行了探讨,纳米材料对重金属的去除机理主要包括物理吸附、化学吸附、氧化还原、光催化还原以及共沉淀等。并通过表格的形式对它们的优缺点、机理以及改进方法进行了总结归纳。同时,本文对影响重金属去除的几个因素(溶液pH值、重金属浓度、吸附时间、温度、纳米材料性能、离子强度以及共离子影响)进行了归纳总结。最后,对未来纳米材料在修复重金属方面的研究进行了展望。