重金属暴露引起鱼体氧化应激反应的研究进展

综述了水体中重金属对鱼类氧化胁迫的影响,介绍鱼类在受到重金属暴露后机体组织总抗氧化酶(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性变化以及谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量变化来反映其受到重金属毒性作用情况,以期通过监测鱼体内抗氧化物质的变化来反应水体中重金属的污染情况,也为鱼类养殖的水体条件监测提供参考资料。     

重金属对农田节肢动物的影响研究进展

综合分析了近年来重金属对农田节肢动物影响的研究概况。通过解析农田节肢动物对重金属的富集及生理机制,分析了节肢动物对重金属的代谢和解毒、重金属影响节肢动物的生长发育和繁殖、重金属影响节肢动物的种群生态等内容,发现重金属可通过多种方式传递和富集在农田节肢动物体内,对其产生各种生理、生态的毒性影响。这种毒性作用受重金属种类、暴露途径、机体的生物学特性、地球化学特性等多种因素的综合影响而表现出差异性。最后,针对目前存在的问题提出了未来的研究方向。     

非生物胁迫下植物体内活性氧和丙酮醛代谢的研究进展

活性氧（ROS）和丙酮醛（MG）是植物响应非生物胁迫过程中不可或缺的组成部分。低剂量的ROS或MG参与信号交流、种子萌发、植物生长发育及非生物胁迫应答等过程，而过量的ROS或MG具有高反应性和细胞毒性，会导致植物处于氧化胁迫或MG胁迫状态。为了维持植株体内ROS和MG的动态平衡，植物自身进化出了一系列的ROS和MG产生及清除机制。文章归纳总结了植物体内ROS和MG的合成代谢过程、分解代谢过程以及两者合成和分解代谢间的关系，阐明了不同非生物胁迫 （干旱、温度、盐、碱、盐碱和重金属胁迫）条件下植物体内ROS和MG代谢间的调节情况。提出今后应加强植物体内MG的信号作用、乙二醛酶系统响应非生物胁迫的机理以及乙二醛酶系统耐逆基因工程开发的深入研究，以期为非生物胁迫下植物体内ROS和MG代谢机制的深入研究提供借鉴。     

太湖鱼体中重金属铬的含量及风险评估

水产品的重金属污染已经受到越来越多的关注,鱼体内的重金属会随着食物链的富集作用对人体健康构成威胁。为了研究太湖淡水鱼重金属铬的生态风险,采集鱼类22种,样本量401个进行采样分析调查,其中杂食性鱼类315条、肉食性鱼类49条、草食性鱼类37条。采用原子吸收分光光度计对太湖鱼体中铬的含量进行检测,分析其污染状况并对食用安全性进行评价。结果表明:太湖鱼体重金属铬含量在ND~5.21 mg·kg-1之间,有12条鱼处于重污染水平;杂食性鱼类的重金属铬含量显著高于草食性鱼类,而与肉食性鱼类的含量没有相关性,可能与鱼类的生活环境有关。风险评估的结果显示,重金属铬超出暂定每周可耐受摄入量(PTWI)的比例为7.48%,因此食用太湖鱼类可能会对人体健康产生一定的危害。这为评估太湖水产品质量安全提供了一定的参考依据。     

一氧化碳:植物气体信号分子的新成员

一氧化碳(carbon monoxide,CO)是植物中新发现的气体信号分子,在植物体内主要由血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)催化产生,并应答多种激素处理和环境胁迫因子对植物的刺激。最近的研究表明,CO参与植物不定根、侧根及根毛的发育,并在植物耐受盐害、渗透、重金属、紫外辐射和营养元素缺乏等非生物胁迫中起重要的调节作用。本文综述了植物中CO的产生及其结合物、生理功能及信号作用的研究新进展,并介绍了CO与激素及其他信号分子之间的互作关系。     

贝类镉胁迫功能基因研究进展

贝类对重金属有较强的富集能力和耐受力,说明在贝类体内具有重金属积累、贮存和解毒的特殊机制,可能存在复杂的功能基因应激表达调控网络。近年来,国内外关于贝类镉胁迫功能基因的研究逐渐增多,主要有抗氧化酶、金属硫蛋白和热休克蛋白等,但相较于其它物种鉴定得到的功能基因数量还是太少、功能研究不够系统和深入。随着人们对环境保护和食品安全的重视,伴随着生命科学新技术的不断涌现,相关功能基因的研究也必将不断加深,而这对于更好的认识并掌握细胞生命活动的运作机制、弄清贝类重金属胁迫应激表达通路及分子调控网络,以及准确评价和预测重金属对水环境的影响具有非常重要的意义。     

向日葵对重金属胁迫的防御机制及其土壤修复效率提高途径

土壤重金属污染具有隐蔽、高残留、治理难度大等特点,易通过食物链在生物体内累积,对人体健康造成威胁。向日葵(Helianthus annuus L.)是经济价值很高的油料作物,对重金属有较强的耐受性和富集能力,利用向日葵来开展重金属污染土壤的治理具有广阔的应用价值和潜力。综述了重金属在向日葵体内的迁移规律和富集特征,从激活抗氧化系统、络合重金属离子等方面阐述了向日葵对重金属胁迫的解毒(防御)机制,从农艺措施、螯合剂诱导修复、微生物联合修复等方面阐述了提高向日葵修复重金属污染土壤效率的途径,并对今后研究重点进行了展望。     

脱落酸在植物抗镉胁迫中的作用

镉(Cd)作为环境中广泛分布且具有潜在毒害作用的重金属污染物之一,易被植物吸收、富集并引起中毒,例如植物生长发育和光合作用受到抑制,叶片黄化和细胞死亡等,严重情况下还会导致死亡。因此,缓解植物Cd胁迫的研究尤为重要。脱落酸作为一种植物胁迫激素,能通过调控植物生长、降低Cd吸收量等在植物抗Cd胁迫应答反应中发挥重要作用。本文综述了脱落酸在Cd诱导的植物胁迫中所发挥的作用及其在缓解Cd毒性作用中的潜在机理。     

博落回对铅的耐性、富集及生理响应研究

以草本植物博落回（Macleaya cordata）为供试植物,采用沙培盆栽实验研究其对重金属铅（Pb）的耐性、富集及生理响应机制。结果表明：博落回能耐受500 mg/L的Pb胁迫而其生长发育不受影响,高于此浓度时植株生长发育受到抑制。不同组织对Pb的富集能力表现为根>茎>叶,博落回对Pb的富集与转运能力皆随Pb胁迫浓度的升高而减弱。Pb胁迫引起丙二醛（Malondialdehyde, MDA）在植物体内累积。低于500 mg/L的Pb促进叶绿素、可溶性蛋白的合成和抗氧化酶活性的提高,高于此浓度时,则表现为抑制,且导致膜脂过氧化与生物膜的损伤。Pb主要以迁移活性低的化学形态存在于细胞壁和可溶性组分中,浓度升高会导致Pb向迁移毒性强的形态转化。透射电子显微镜（TEM）观察到高浓度的Pb胁迫会损害细胞壁结构,使Pb进入细胞内部,对细胞造成毒害。傅里叶红外光谱仪（FTIR）分析表明,Pb胁迫会提高细胞内-OH、-COOH等基团和有机酸、蛋白质的含量,在低浓度时可与Pb结合,削弱其对博落回的毒性。     

丛藓科植物重金属含量对环境的指示作用

[目的]研究丛藓科植物重金属含量对环境的指示作用。[方法]选取Cu、Zn、Cd、Pb等主要重金属元素为营养富集指标,对河北省邢台太行山区丛藓科藓类植物体内及其土壤中的重金属含量进行了分析。[结果]丛藓科植物小反纽藓、花状湿地藓和丛本藓对Pb、Cu、Cd、Zn有较强的吸收能力,植物体内重金属元素含量较高,对环境污染具有指示和富集作用。不同丛藓科植物对重金属的积累能力有显著差异,其中花状湿地藓对重金属具有较强的富集能力。[结论]丛藓科植物可作为环境指示生物进一步研究。     

渔业生态环境研究进展

近十年来,我国借鉴国外经验,开展环境监测传感器技术研发、构建渔业生态环境监测网,进行赤潮等环境灾害预警技术研究,从宏观和微观层面探索水域污染对生态系统结构功能的影响和污染物毒性、毒理和迁移转化规律,进而提出生境修复和野生物种保护和恢复的方法措施,并在溢油、化学污染物和重金属污染事故应急处置关键技术研究等方向上取得了显著进展。针对目前的政策导向和研究热点,今后应更重视国家级大型环境监测数据网构建、灾害预警的机理性研究、分子水平上污染物对生物毒理作用和遗传变异规律、水环境修复与健康养殖的整体策略等方面的研究,为我国渔业的可持续发展奠定基础。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对草履虫的毒性试验

[目的]为水体环境监测中废水排放安全性评价提供参考依据。[方法]通过单一急性毒性试验和联合毒性试验,研究了金属离子Cu2+和Cd2+对草履虫的急性毒性和联合毒性。[结果]在单离子急性毒性试验中,Cu2+和Cd2+对草履虫的毒性随浓度的增高而增大,且均呈明显的剂量效应。Cu2+的1h半致死浓度(LC50)为0.32mg/L,而Cd2+的1h半致死浓度(LC50)为0.96mg/L。当Cu2+和Cd2+共存时,Cu2+的1h半致死浓度(LC50)为0.24mg/L,Cd2+的1h半致死浓度(LC50)为0.19mg/L,2种金属离子表现为协同作用。[结论]在废水排放中,不但要考虑单种金属离子对水生生物的毒害作用,而且要重视2种或多种金属离子共存时它们对水生生物的毒害作用。     

区域土壤重金属风险综合管理框架研究

为满足土壤重金属宏观管理需要,开展人地关系视角下的风险管理研究。在系统梳理土地利用系统中土壤重金属的来源及其物质流循环的基础上,依据社会-生态系统(Social-ecological systems,SESs)理论分析框架,构建了区域土壤重金属风险综合管理模式框架。该框架由外部驱动子系统、内生驱动子系统和土地利用系统表征三部分组成,该框架的资源系统、资源单元、利益相关者和管控系统是区域土壤重金属累积协同演化和不确定问题分析的主体。结合我国土壤重金属管理研究实际,围绕提出的模式框架,建立区域土壤重金属分析控制技术体系,主要包括实现土壤重金属社会-生态类型(孕污环境)分区、制定不同土地利用系统(方式)下的土壤重金属标准系列、构建基于负载容重管理法和土壤重金属清单管理法的污染物定量控制技术、建立基于社会-生态类型区的重金属预警与风险管理体系四部分,并探讨我国在该体系下的相关研究进展。我国在区域土壤重金属风险综合管理研究方面已取得重要进展,但仍有待加强。     

土壤重金属污染及其植物修复研究进展

随着城市化、工业化发展的脚步加快,土壤重金属污染成为国内外普遍关注的环境问题,并且已经严重威胁到地球生态系统的稳定和人类生命的安全,因此,对土壤重金属治理刻不容缓。本研究在介绍土壤重金属污染的现状的基础上,综述了土壤重金属对植物各方面的影响,概述了土壤重金属的植物修复机理以及土壤重金属的植物修复研究进展,提出了今后的研究方向：未来应挑选出超富集植物,为土壤重金属污染植物修复机理的研究工作奠定基础;重点研究微生物对植物修复的研究效果;加强对木本植物的研究,特别是耐性强的乡土植物修复土壤重金属的能力研究;对超富集植物凋落后的安全回收、合理利用进行研究。     

近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展

基于不同源解析方法中所采用的数据类型的差异性,归纳总结了常用于土壤中重金属来源解析的源排放清单法以及不同受体模型,结果表明:现阶段我国土壤中的重金属源解析研究仍主要以定性的传统多元统计方法为主,且不同源解析方法得到的源解析结果基本一致,能够相互印证、互相支持。现阶段,我国土壤中的主要重金属污染元素为Cd,同时也普遍存在Cu、Zn、Pb、Hg的污染。其中,Cd、Cu、Zn主要来自于施肥等农业活动,部分地区还来源于工业活动,甚至以其为主;Hg则主要来源于工业活动及其产生的大气沉降,局部地区叠加高Hg农药的贡献;Pb的来源则比较复杂多样;As、Cr、Ni则主要受土壤母质控制。总体看来,源排放清单法具有适用于不同尺度的优势,应加强源排放量数据和重金属土壤淋滤量数据的收集,以便计算重金属浓度在土壤中的动态变化;先进的统计学方法在土壤重金属源解析中的应用研究应进一步开展,以便探讨这些方法的应用前景。将上述多种源解析方法联用并加强污染源贡献的定量研究仍是未来开展土壤重金属源解析工作的方向。此外,大气沉降作为很多重金属的重要来源,应加强对不同区域大气沉降中重金属初始来源的解析研究,为进一步从源头控制土壤重金属污染提供理论支持。     

重金属污水对不同湿地植物种子萌发的影响

为探讨湿地植物种子在重金属污染湿地植被恢复中的应用,以17种临沂地区常见湿地植物种子为材料,研究了不同浓度重金属污水对其萌发的影响。结果表明:随着重金属污水浓度的增加,萌发率、萌发指数及活力指数,除了芦苇、芦竹、风车草、黄菖蒲、灯芯草、泽泻和石龙芮,其他均呈现先升高后降低的趋势,浓度越高受到的抑制越明显,且在T3和T4处理下均显著低于对照(P0.05);重金属污水对活力指数的抑制作用大于对萌发率和萌发指数的抑制;17种供试湿地植物种子普遍对重金属污水有一定的耐性;通过隶属函数值聚类分析,将供试植物在种子萌发期划分为耐重金属污水较好、中等和较差3种类型,其中黄菖蒲和黄花蔺耐性较差,12种植物耐性中等,香蒲、小香蒲和芦苇耐性较好,说明这3种植物在种子萌发期对重金属污水具有较强的抗性,在利用植物种子修复重金属污染湿地中可优先作为选择的材料。     

重金属Pb与抗生素对发光菌的联合毒性研究

重金属是水环境中的典型无机污染物,随着水体中抗生素检出率的增加,重金属和抗生素的复合污染及其效应已成为环境领域的研究热点。通过研究重金属和抗生素对发光菌的发光抑制作用,可以了解重金属和抗生素的毒性效应,为评估重金属和抗生素复合污染在水环境中的潜在风险提供理论依据。本文利用便携式急性毒性检测仪,系统研究了重金属Pb和6种抗生素(四环素、氧四环素、氯四环素、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲基嘧啶和磺胺嘧啶)对费氏弧菌的单一和联合急性毒性,得到了单一污染物的半数效应浓度,并对重金属Pb和抗生素所组成的二元、三元复合污染体系的联合作用进行初步探讨。研究表明,当Pb与抗生素共存时,对发光菌的急性毒性急剧上升。因此,在评价Pb与抗生素二元或多元复合污染体系的生态风险时,应考虑其联合毒性作用。     

水体重金属污染的生物有效性评价研究进展

生物监测具有综合评价水体污染物的生物有效性及其毒性等优点。综述了水体重金属污染监测中指示生物的主要生态类群,概述了水体重金属污染的生物有效性评价的主要方法和研究进展,并对生物监测存在的一些问题进行了探讨。     

河北省优势小麦产区土壤重金属污染水平调查研究

在大面积调查的基础上,通过现场取样、实验室检测、数据统计分析,对河北省13县(市)18.2万hm2优势小麦产区土壤中重金属的污染现状进行了研究。结果表明,河北省优势小麦生产区域土壤重金属污染水平均未超过国家土壤环境二级标准,适合发展优势小麦生产,但根据河北省土壤重金属本底值和国家一级土壤环境质量标准评价,所监测的8种重金属在河北省优势小麦产区均存在不同程度的污染累积现象,全省污染面积占到了总面积的11.9%,不同重金属污染程度不同、不同县域污染程度不同。用综合污染指数法评价,所监测的13个县(市)均存在污染等级处于警戒限和轻污染水平的土壤,全省达到警戒限水平的土地占到了总面积的41.0%,达到轻污染水平的土壤面积占到了总面积的4.3%,中度污染的土壤面积占总面积的0.07%。