纤粒矿物粉尘体外细胞毒性研究

采用体外细胞培养技术,观察兔肺泡巨噬细胞死亡率,用丙二醛（ＭＤＡ）的含量变化、乳酸脱氢酶（ＬＤＨ）及超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）的活性变化来评价来自１２个矿６床的６种矿物的１２种结晶习性的矿物粉尘的细胞毒性,探讨其使巨噬细胞受损的机制。结果显示：沸石、硅灰石无细胞毒性,而其他的纤维状及片粒状矿物粉尘则表现出不同程度的细胞毒性,说明矿物粉尘的细胞毒性与矿物粉尘的形态有一定关系,但主要由矿物粉尘的特性所决     

大气粉尘中的矿物及其环境健康效应研究进展

大气粉尘中的矿物主要来源于土壤尘、建筑工地和局地扬尘,颗粒较小,一般呈不规则形状,表面凹凸不平。矿物粉尘具有很强的生物活性,对人体健康、生物效应有其特有的生理作用。矿物粉尘表面活性基团影响粉尘的生物效应。矿物粉尘本身或刺激吞噬细胞而产生的自由基对细胞的损伤和粉尘性疾病的形成起着至关重要的作用。大气粉尘成分、表面特性以及矿物粉尘对人体正常宿主菌群的抑制性和毒性效应研究是矿物粉尘环境健康效应研究的重要方向。     

纤蛇纹石石棉及代用纤维粉尘的光谱研究与噻唑蓝(MTT)比色法分析

以纤蛇纹石石棉、陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉、硅灰石为受试物,采用噻唑蓝(MTT)比色法检测染毒72h后V79细胞的存活率,并通过吉姆萨染色观察细胞形态学上的变化。不同浓度ρ/(μg.ml-1)的矿物粉尘(100,200,400,600,800,1000)作用72h后,V79存活率下降,细胞增殖明显受到抑制并出现大量细胞衰亡,呈现出剂量效应关系,且细胞毒性大小为玻璃纤维>纤蛇纹石石棉>陶瓷纤维>硅灰石>岩棉;形态学观察发现染毒细胞出现空泡、肿胀、裸核、黑褐色颗粒以及胞浆胞核模糊、形态变化等现象,且不同的粉尘对V79细胞的影响不同。总体而言,岩棉是五种粉尘中毒性最低的石棉代用纤维。     

矿物纤维粉尘表面及体内外安全性评估研究

本项目探讨了天然纤维材料的表面化学活性—生物活性—生物持久性、生物毒性—环境安全性,试图寻求工业矿物、环境医学、材料价值的联合评估。研究工作对生物大分子静电配合物和阳离子配合物形成,对带电粉尘及其出溶阳离子的行为、粉尘及其衍生物与体液、细胞膜、胞内物质作用方式与细胞代谢有重要意义;也为粉尘毒性的可改造性及工业矿物纤维的安全处理提供了有效的途径;对阐明氨基酸蛋白质膜功能与结构,以及含有外露蛋白质的其它机体单元的粉尘溶解、反应、配合与破坏;粉尘中的硅成分在体内的残留、溶解、运移方式、硅肺的治疗和…     

西菲律宾海GX149柱状样沉积物磁学性质及其环境意义

对取自西菲律宾海西部的GX149柱状样沉积物进行详细的环境磁学研究,揭示其蕴含的环境意义和物源信息。岩石磁学结果表明,GX149柱状样沉积物中携磁矿物以低矫顽力磁铁矿为主;反映磁性颗粒粒径的King图与Day图显示沉积物中磁性矿物以准单畴(PSD)为主。剖面上磁学参数变化明显,以磁性矿物粒径参数(χARM/χ)作为替代指标反演古气候变化结果显示:冷期沉积物中磁性矿物含量相对更高,粒径更粗,高矫顽力矿物含量增加;而暖期沉积物中磁性矿物含量相对较低,粒径更细,高矫顽力矿物含量降低。干燥、寒冷、风大的冷期气候下,东亚季风携带的粉尘输入增加导致沉积物中高矫顽力矿物含量增多;而温暖湿润的暖期,沉积物中风成粉尘输入减少,高矫顽力矿物含量降低。GX149柱状样沉积物与西菲律宾海其他区域以及南海沉积物相似的磁学特征,相同的冰期-间冰期旋回趋势说明沉积物磁学特征对气候变化的响应在东亚地区具有共性。     

几种矿物粉尘对硅酸盐细菌S35生长的影响

通过对6种矿物粉尘主要化学成分的分析,以及它们与硅酸盐细菌S35的相互作用后各培养液pH值、葡萄糖(GLU)、电解质以及Mn、Si、Fe等的变化的测试,比较矿物粉尘的化学成分和物理性状对试验目标菌生长的影响。利用SEM分析对粉尘与细菌的作用过程中细菌形态和界面作用情况进行了研究。结果表明,所选各种矿物粉尘对细菌生长情况的影响存在差异,矿物粉尘对硅酸盐细菌生长的影响可能与粉尘的化学成分有关。     

茫崖温石棉的纤维X光照相研究

茫崖石棉矿是我国大型超基性岩型温石棉矿床。温石棉作为一种矿物在宏观上可以是纤维状的,也可以是非纤维状的。但是,作为工业矿物的温石棉都是呈纤维状的。作者对茫崖温石棉进行了纤维X光照相,揭示了其结构特征,鉴定了温石棉的多型,测定了温石棉2M_(c1)和20_(rc1)的含量百分比,在个别样品中发现有极少量的副温石棉,一些样品中发现有Povlen型温石棉,这是在我国的温石棉纤维中首次找到Povlen型温石棉。     

3种硅酸盐矿物粉体对V79和A549细胞的遗传毒性

通过噻唑蓝(MTT)比色法、微核试验、单细胞凝胶电泳实验(SCGE),检测了3种硅酸盐矿物粉体(绢云母、石英、钠长石)对V79和A549细胞存活率、微核及DNA损伤的影响,比较和探讨了3种硅酸盐矿物粉体细胞遗传毒性的差异。研究结果表明,3种硅酸盐矿物粉体均不同程度抑制细胞增殖,诱发细胞染色体和DNA损伤,作用大小顺序均为绢云母石英钠长石,且对V79细胞的增殖抑制率和DNA损伤率均明显强于A549细胞,推测一定浓度范围内的硅酸盐矿物粉体对细胞遗传物质的稳定性可能存在影响,对人体可能具有遗传毒性。     

水泥粉尘对工业区土壤磁学性质影响及其环境意义（英文）

为监测水泥粉尘对工业区土壤的影响,在水泥工业区内采集了水泥粉尘、降尘、水泥、粉煤灰、厂内绿地表土及厂周围旱地表土等样品,采用环境磁学方法进行磁学参数测量与矿物成分分析。结果显示所有样品中主要磁性矿物都是磁铁矿,水泥粉尘、水泥厂降尘、水泥、粉煤灰等样品中磁性矿物粒径较粗,主要是准单畴和多畴。被水泥粉尘和降尘污染的厂内绿地表土和厂周围旱地表土的磁学性质发生了明显改变,磁性矿物含量升高,磁性矿物粒径变粗。X射线衍射结果显示,被污染后的厂内绿地表土和厂周围旱地表土中主要矿物成分与水泥粉尘相同,都是石英和方解石。研究发现,土壤的磁学参数(χ_(fd),χ_(ARM)/χ,χ_(ARM)/SIRM)值能反映土壤被污染的程度,其值越低,表示土壤被污染越严重。因此,利用水泥工业区旱地表土磁学参数组合特征,可以监测水泥工业区土壤环境变化。     

结束语

该专集刊载的研究论文是国家自然科学基金“生物活性矿物纤维表面介体及其活化机理研究”项目的部分成果。项目从探讨天然纤维材料的表面化学活性———生物活化———生物持久性———生物毒性———环境安全性出发 ,寻求工业矿物、环境医学、材料价值的联合评估。这本论文集反应了这一研究的主要成果 ,及时发表这些研究成果 ,无疑对推动我国环境矿物学和环境医学的发展以及缩小国内该领域的研究与国际前沿的差距是非常有益的。本专集比较集中地反映了基金项目在矿物纤维粉尘表面官能团、矿物粉尘溶盐处理与改型、矿物粉尘的生物持久性 (体…     

无机纳米(矿物)颗粒的生物活性研究进展

纳米(矿物)颗粒具有独特的物理化学性质,其对人体健康以及环境的潜在影响已经引起人们的广泛关注。本文综述了纳米金属、纳米氧化物、纳米硫及其化合物、无机盐类纳米颗粒及无机纳米复合颗粒的部分生物活性及细胞毒性的研究现状,包括纳米颗粒微生物活性;纳米颗粒引起的细胞毒性、细胞凋亡等。纳米颗粒(矿物)的这些生物活性及细胞毒性的机理人们目前尚无法完全了解。因此,今后应从纳米颗粒学、矿物学、材料学、生物毒理学、环境安全暴露评价等方面展开多学科联合研究。     

中亚地区现代表土磁学特征及其古环境意义*

在中国西北地区主要沙漠、绿洲和戈壁及蒙古国南部戈壁等亚洲中部粉尘源区采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,系统分析了样品的磁学性质(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)。结果表明,中亚地区表土样品中主要磁性矿物是铁磁矿,含有赤铁矿和磁赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴(PSD)和多畴(MD),超顺磁性颗粒含量较低,接近于中国西部黄土地层含量。中亚地区表土磁性矿物含量总体都较低,磁性矿物含量在空间上与降雨量成正比。研究结果指示西部地区(准噶尔盆地和南部塔里木盆地)表土样品较北部地区(鄂尔多斯高原、阿拉善高原以及蒙古高原)表土样品,其粗颗粒磁性矿物含量高,而细颗粒磁性矿物含量低。本研究结果为黄土地层古土壤磁性增强源自成土过程提供了最直接的证据。     

准噶尔盆地南缘坡缕石矿物学特征及古气候指示意义

为深入研究准噶尔盆地南缘新生界古气候演化过程,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对准噶尔盆地南缘(准南)新生界地层泥岩、砂岩中粘土矿物成分、坡缕石矿物学特征进行了系统分析。分析结果表明,新生界泥岩中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石是指示干旱-半干旱气候条件的特征矿物,呈纤维状、束状等形态,其形态及与周围矿物的接触关系说明坡缕石为典型自生成因,坡缕石、伊利石、绿泥石构成的粘土矿物组合所反映的干旱气候与地层颜色变化相吻合。     

石英—叶蜡石型矿石矿物X射线衍射法的定量研究

粘土矿物的结构构造大都为显微鳞片状、纤维状等,常呈隐晶—微晶质,给定最工作带来极大困难。可以利用矿物X射线衍射峰强度与矿物含量呈正相关的特点,探讨矿物的定量问题。 选用福建寿山的纯叶蜡石(相对而言)作为被定量矿物,纯石英分别以10％、20％、     

可吸入矿物细颗粒物与微生物的相互作用

矿物细颗粒物和微生物个体都是大气颗粒物(PM)重要组成部分,它们在形态、共生关系和空气动力学行为上均有高关联度.本文对可吸入颗粒物(IP)和可吸入矿物细颗粒(IMG)的颗粒特性、自由基和生物活性、IP和IMG与微生物相互作用效果的研究现状做了阐述,指出大气颗粒物与微生物的相互作用的重要性.提出今后应重点研究可吸入矿物细颗粒物的环境化学与微生物作用行为,研究IMG-微生物体系近尺寸作用体系中的尺寸效应、界膜作用等对矿物颗粒物表面形态、表面电性、表面基团及自由基等的影响,分泌蛋白质与相变、元素变价、溶解(络合)的关系以及由此引起的颗粒物活性和生物毒性的变化等.     

石英和Nano-SiO_2粉体对A549细胞炎性因子的影响

采用体外培养的方法,研究了2种粒径的石英粉体(KWC-Q3和KWC-Q4)和纳米二氧化硅粉体(Nano-SiO2)对A549细胞存活率、乳酸脱氢酶(LDH)释放、白细胞介素(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF-α)的影响。结果表明Nano-SiO2对A549细胞的毒性作用最大,对KWC-Q3其次,对KWC-Q4毒性最弱;随着暴露矿物粉体浓度的升高,细胞的死亡率明显升高,细胞释放的LDH随之升高,存在剂量效应关系。石英和Nano-SiO2能够引起A549细胞分泌IL-6的增加,但是并未引起TNF-α变化。     

贵州罗甸软玉矿的发现及岩石矿物学特征

贵州省境内近期发现了新玉石矿,玉石以白-浅绿色为主,偶见糖色、青色,多呈蜡状-弱油脂光泽。通过对采自该矿玉石样品的镜下观察,配合FTIR及XRD等大型仪器分析,确定其主要为透闪石矿物所组成的矿物集合体,与新疆和田玉基本一致。SEM观测结果揭示,该矿软玉中透闪石矿物主要呈纤维状、柱状和片状变晶结构,晶粒(片)粒度小,结构致密。其中具纤维状交织结构的软玉质地最为细腻,质量较好,与新疆和田玉相似度较高。     

江苏冶山矽卡岩型硼矿成因机制研究:来自硼酸盐矿物学制约

江苏冶山硼矿是中国典型矽卡岩型硼矿床。文章利用电子探针和粉晶X-射线衍射测试手段,对冶山硼矿中硼酸盐及共生脉石矿物,进行了岩相学、矿物化学成分、矿物种类等方面详细研究,并对该矿床中硼酸岩矿物的成因机制进行了讨论。研究发现,冶山硼矿中矿石矿物为硼镁铁矿和硼镁石。硼镁铁矿多为纤维状和针状集合体产出,属早期矽卡岩阶段形成产物;硼镁石主要为片状结构,少量为纤维状结构,且有四种赋存状态:(1)无定型分布硼镁石-Ⅰ,此种硼镁石与蛇纹石共生;(2)网脉状硼镁石-Ⅱ,穿且或环绕早期片状硼镁石;(3)与细粒磁铁矿共生的硼镁石-Ⅲ;(4)充填状硼镁石-Ⅳ,此种硼镁石为纤维状,充填于其他矿物的晶间。背散射电子图像表明,网脉状硼镁石-Ⅱ晚于片状硼镁石-Ⅰ,二者应该是形成于富硼热液与水镁石的相互作用;条带状硼镁石是由富硼热液与早期的硼镁铁矿之间的反应形成;充填在其他矿物之间的纤维状硼镁石可能直接从富硼热液中结晶而成,应该属于最晚期。     

工业矿物纤维粉尘的表面特性研究

本文在对比研究了７种工业矿物纤维表面官能团和表面行为的基础上讨论了矿物纤维粉尘对人体的危害性及对环境影响的毒理因素,强调矿物与生物体之间的相互作用要重视矿物表面／细胞物理化学作用,提出矿物纤维表面特征是表征其生物活性的关键因子,如表面活性域等,而纤维性只是矿物表面特性的表征因素之一。     

湘江入湖河段沉积物主元素组成对重金属污染的指示

本次工作利用X射线荧光(XRF)和电感耦合等离子质谱(ICP-MS)分析技术,对湘江人湖河段沉积物进行主元素和重金属元素分析.结果表明,湘江入湖沉积物中主元素含量变化相对稳定,沉积物具有明显亏CaO、Na2O,而富MnO、A12O3的化学组成特征.其化学组成和风化蚀变特征(蚀变指数CIA值大于78)指示流域上游花岗岩为沉积物提供了主要的物源.主元素揭示的沉积物矿物组成主要包括A12O3表征的细粒黏土矿物类和SiO2、Na2O表征的粗粒碎屑矿物类两部分.沉积物中重金属元素含量变化大,重金属综合富集指数EI值自湾河WH (EI=4.7、14.2)向湘阴XY (6.6、5.6)再向屈原农场QN沉积柱(18.4)趋于增大,重金属污染程度自上游向下游趋于增强.重金属污染程度主要与以A12O3为代表的Ⅰ类元素呈正相关关系.预示重金属污染主要与黏土矿物、铁锰氧化物、有机质、及磷灰石等副矿物相关.其中Bi、Pb、Mn、T1等重金属污染更趋于在黏土矿物、锰氧化物、有机质等矿物相中增强,Cd污染可能主要与铁锰氧化物、有机质等有关,U污染则主要与铁氧化物矿物有关,而Cu、Sb污染主要与有机质关系密切.不同的矿物相可能引起不同种类的重金属污染.