斑馬魚體型小、用途廣、易于研究，無論是在行為還是形態(tài)層面，它都能提供有關(guān)（生態(tài)）毒性問題的寶貴信息，在各個(gè)生命階段的使用越來越受歡迎。
本文介紹了卡米拉（Camilla Della Torre）等人利用斑馬魚研究土壤中污水污泥毒性的一項(xiàng)研究。
斑馬魚在污水污泥處理中的貢獻(xiàn)
為了以可持續(xù)的方式解決土壤流失問題，污水污泥（SS）通常被用作土壤的補(bǔ)充或替代品，以增加養(yǎng)分和土壤復(fù)原力。然而，人們對(duì)使用與某些化合物毒性有關(guān)的污水污泥表示擔(dān)憂。雖然廢水處理過程會(huì)去除大部分有害物質(zhì)，但污水污泥中仍含有有毒化學(xué)物質(zhì)，對(duì)陸生和水生動(dòng)植物構(gòu)成威脅。
為了克服這一問題，并在用污水污泥補(bǔ)充土壤的過程中實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，可以采用一種名為水熱碳化（HTC）的創(chuàng)新工藝，將污水污泥轉(zhuǎn)化為水熱炭（HC）。水熱炭是一種富含碳的固體，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、土壤改良，并且由于其吸收二氧化碳的能力而具有巨大的環(huán)境效益。
這和斑馬魚有什么關(guān)系？
生物測(cè)定是一種有趣而創(chuàng)新的方法，可用作評(píng)估廢水和污泥生態(tài)毒性的篩選工具。考慮到生態(tài)毒性，大多數(shù)圍繞水熱炭的研究是在土壤生物中進(jìn)行的。Camilla Della Torre 等人的一項(xiàng)研究旨在使用斑馬魚胚胎/幼魚進(jìn)行生物測(cè)定，以評(píng)估與污水污泥和水熱炭接觸相關(guān)的自然（水生）生態(tài)系統(tǒng)危害[1]。
作為生態(tài)毒性模型的斑馬魚
斑馬魚胚胎/幼魚是生態(tài)毒性管理方面的優(yōu)秀模式生物。斑馬魚胚胎/幼體發(fā)育快、體積小、透明度高，因此是一種易于在實(shí)驗(yàn)室條件下使用且可擴(kuò)展的模型。使用斑馬魚胚胎/幼魚還有助于實(shí)現(xiàn)動(dòng)物試驗(yàn)方法中的三個(gè)R（減少、替代和完善）。
Della Torre 等人假設(shè)，與污水污泥相比，水熱炭的毒性更低。為此，他們的研究首先著眼于斑馬魚胚胎接觸測(cè)試對(duì)污水污泥和水熱炭的適用性。這基本上是一種急性毒性測(cè)試，用于確定引起急性毒性的化學(xué)品濃度（此處指污水污泥和水熱炭中的化學(xué)物質(zhì)）。本文的標(biāo)準(zhǔn)化方法是測(cè)定致死濃度（50%；LC50）。
使用 DanioVision 進(jìn)行行為評(píng)估
為了篩選污水污泥和水熱炭可能產(chǎn)生的毒性影響，使用了沉積物接觸測(cè)定法（SCA）。這是一種廣泛采用的檢測(cè)方法，用于篩選與污染物結(jié)合沉積物相關(guān)的危害。對(duì)與解毒、氧化應(yīng)激和神經(jīng)毒性有關(guān)的酶進(jìn)行了分析。此外，還使用諾達(dá)思的斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)對(duì)行為改變進(jìn)行了調(diào)查。
在對(duì)照組、污水污泥組和水熱炭暴露組的多孔板中，對(duì)96 hpf時(shí)的幼魚進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)行為評(píng)估。在專門為斑馬魚幼魚設(shè)計(jì)的光/暗轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)反應(yīng)測(cè)試后，對(duì)其游泳表現(xiàn)進(jìn)行了評(píng)估。
水熱炭的毒性低于污水污泥
Della Torre等人通過這種行為試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與暴露于污水污泥相比，暴露于水熱炭中的幼魚減少了一些影響游泳性能的神經(jīng)活性分子的負(fù)荷。當(dāng)暴露于（神經(jīng)）有毒化學(xué)物質(zhì)時(shí)，游泳活動(dòng)通常會(huì)顯著減少。與對(duì)照組相比，污水污泥組和水熱炭組的游泳行為下降幅度最大，污水污泥中的游泳行為的下降幅度高于水熱炭。
斑馬魚行為測(cè)定和生態(tài)毒性研究的重要性
Della Torre 等人的研究有助于促進(jìn)斑馬魚成為水生系統(tǒng)的代表性生物模型。在實(shí)際評(píng)估污水污泥和水熱炭的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)方面，斑馬魚胚胎-幼魚接觸試驗(yàn)成為一種合適的篩選工具。在此框架內(nèi)，行為觀察至關(guān)重要，因?yàn)檫@關(guān)系到水生物種的生態(tài)福祉。就觀察到的游泳行為而言，與污水污泥組相比，接觸水熱炭組的游泳行為受到的影響較小。游泳行為受到影響對(duì)魚類種群的捕食和覓食會(huì)構(gòu)成較大風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
1. Della Torre, Camilla; Liberatori, Giulia; Ghilardi, Anna; Del Giacco, Luca; Puccini, Monica; Ferraro, Fabrizio; Vitolo, Sandra; Corsi, Ilaria (2022). The zebrafish (Danio rerio) embryo-larval contact assay combined with biochemical biomarkers and swimming performance in sewage sludge and hydrochar hazard assessment. Environ. Pollut., 302, 119053
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