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持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances,PTS)已成为21世纪影响人类健康与生存的重要环境问题。电子垃圾拆解活动是环境中PTS主要污染源,我国长期大量原始粗放的电子垃圾拆解活动已导致严重的重金属铅(Lead,Pb)、多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)及阻燃剂等 PTS 污染。水生生态系统是PTS富集的重要场所,不同种类PTS同时或先后进入水环境中,容易造成水体复合污染,对水生生态系统及人群健康构成潜在威胁。九龙江河口是典型亚热带河口,由于厦门、漳州的电子垃圾拆解活动、海底石油管路及船只原油泄漏事件等,导致九龙江河口水和沉积物中阻燃剂多溴联苯醚、重金属和PAHs等PTS污染。然而,目前关于新型阻燃剂得克隆(DechloranePlus,DP)和烷基PAHs(AlkylPAHs,A-PAHs)在九龙江河口的污染调查鲜见报道。动物实验表明,DP是一种潜在的神经毒物,但目前有关DP神经毒性、及DP与其它有机或无机污染物的联合神经毒性研究也鲜见报道。基于此,本文首先展开九龙江河口水和沉积物中DP和A-PAHs的污染调查;再选取环境中普遍共存的DP、Pb和烷基菲(AlkylPhenanthrene,A-Phen)三种典型PTS为研究对象,以斑马鱼为模式生物,初步探究DP单一暴露、及DP与Pb、A-Phen联合暴露对斑马鱼的神经毒性作用及机制,主要研究结果如下:1.首先,九龙江河口 4种DP类阻燃剂[DP、Dechorane602(Dec602)、Dec603和 Dec604]和 40 种 PAHs(∑PAHs,包括 21 种 A-PAHs 和 19 种 P-PAHs)的污染调查结果表明,九龙江河口水和沉积物中存在DP和A-PAHs的共同污染。DP类阻燃剂在九龙江河口水和沉积物中含量变化范围分别为1.4-4.1 ng/L和9.3-36.2ng/g,其中DP检出率为100%,占主导地位。∑PAHs含量在水和沉积物中变化范围分别为26.2-398 ng/L和2905-5449 ng/g,其中A-PAHs平均含量分别占水和沉积物中∑PAHs含量的31%和24%,且A-PAHs主要成分为A-Phen。水中∑PAHs含量与悬浮颗粒物(Suspended Particle Matters,SPM)和总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)无相关性,但水中DP含量与SPM和TOC呈显著正相关,说明SPM和TOC对九龙江河口水中DP的分布起着重要作用。与国内外其它地区相比,九龙江河口水和沉积物中DP和PAHs均处于中等污染水平。2.其次,以斑马鱼为模式生物,探究DP急性暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用。实验结果表明,DP染毒斑马鱼引起自主运动频率增加、触摸反应下降、自由活力及光暗刺激的反应能力降低,这说明DP具有神经行为毒性。与DP引起斑马鱼神经行为异常相一致,DP染毒斑马鱼显著抑制初级运动神经元轴突的生长,并使神经相关基因gaP-43和α1-tubulin的表达上调。此外,30μg/L和60μg/LDP暴露引起斑马鱼体内活性氧(ROS)和脂质氧(MDA)水平显著增加(P<0.05),氧化损伤基因Caspase-3和促进凋亡基因Bax也显著上调(P<0.05),加剧斑马鱼尾部细胞凋亡,并导致尾部肌肉纤维损伤。可见,DP急性染毒引起斑马鱼神经元受损及肌肉氧化损伤,二者共同作用导致斑马鱼神经行为异常。3.接着,针对九龙江河口及其它电子垃圾拆解区各环境介质中DP和Pb普遍共存的污染现象,在DP引起斑马鱼神经行为毒性的基础上,开展了 DP和Pb的联合神经毒性研究。实验结果显示,Pb(5、20 μg/L)或DP(15、60μg/L)单一暴露改变斑马鱼自主运动频率,降低自由游泳活力、削弱触摸反应和对光暗刺激的响应,这表明DP和Pb具有神经行为毒性。进一步的研究发现,DP和Pb联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应和运动活力表现为拮抗作用。免疫组化和AO染色实验结果表明,DP和Pb单一染毒明显抑制斑马鱼初级运动神经元的生长;并加剧斑马鱼尾部细胞凋亡数量。但与Pb单一暴露相比,DP和Pb二者联合暴露对神经元生长的抑制效应起到一定的缓解作用,并减少斑马鱼尾部的细胞凋亡。这说明DP和Pb联合暴露对斑马鱼神经元生长和细胞凋亡也存在拮抗作用。化学含量检测表明斑马鱼体内DP和Pb蓄积含量随着染毒浓度的增大而增加;但是DP和Pb联合暴露,Pb显著降低仔鱼对DP的生物利用,并且促进体内anti-DP的转化,这可能是二者联合暴露表现为拮抗效应的最主要原因。4.最后,针对九龙江河口水和沉积物中DP和A-Phen共存的污染现象,选取A-Phen中毒性较强的3-甲基菲(3-Methylphenylene,3-MP)为研究对象,开展DP和3-MP对斑马鱼的联合神经毒性作用。实验结果表明,3-MP(5、20μg/L)单一暴露或与DP(15、60 μg/L)共暴露均可引起斑马鱼运动行为异常,二者联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应、自由活力和光暗刺激反应表现为叠加或协同效应。与运动行为异常一致,进一步的研究发现3-MP单暴露或与DP联合暴露显著抑制次级运动神经元的生长,改变细胞内Ca2+稳态,诱导斑马鱼尾部肌肉细胞凋亡。此外,3-MP单暴露或与DP联合暴露显著增加ROS水平,并上调细胞凋亡相关基因Caspase-3和Bax的表达。这些结果说明3-MP单暴露或与DP联合暴露引起斑马鱼运动行为异常可能是由于神经连接改变以及肌肉功能异常二者共同作用的结果。此外,运用GC-MS检测到斑马鱼体内3-MP和DP的蓄积含量均随染毒剂量的增加而增大,并且DP的加入明显促进斑马鱼体内3-MP的吸收,同时3-MP也显著提高仔鱼体内DP的生物利用,因而二者联合暴露加剧了斑马鱼的神经行为毒性作用。可见,DP和3-MP联合暴露所产生的叠加或协同效应可能主要是由于化学物在斑马鱼体内蓄积含量的增加。由上可知,九龙江河口水和沉积物中DP和A-PAHs共存,对水生生物构成潜在威胁;进一步实验室内模拟研究证实DP具有神经行为毒性,其作用机制包括肌肉氧化应激损伤及神经元受损;复合效应研究表明,DP和Pb复合暴露对斑马鱼的神经行为毒性作用表现为拮抗作用,而DP和3-MP则表现为叠加作用;因此在九龙江河口 DP环境风险评价中,需综合考虑DP与无机、有机污染物的复合效应。