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低剂量DEHP慢性暴露联合高脂饮食对雌性小鼠认知功能的损伤作用

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低剂量DEHP慢性暴露联合高脂饮食对雌性小鼠认知功能的损伤作用

作者：郑刘根山东大学

学位级别：硕士

研究目的邻苯二甲酸二乙基己酯(diethylhexyl phthalate,DEHP)是目前广泛使用的增塑剂,因其与塑料母体不是以牢固的共价键结合,极易在塑料的生产、储存、使用、处置等过程中游离出来并迁移至水体、土壤、空气等环境介质及食品中。DEHP... 详细信息

研究目的邻苯二甲酸二乙基己酯(diethylhexyl phthalate,DEHP)是目前广泛使用的增塑剂,因其与塑料母体不是以牢固的共价键结合,极易在塑料的生产、储存、使用、处置等过程中游离出来并迁移至水体、土壤、空气等环境介质及食品中。DEHP主要经消化道进入人体,其摄入量占成人每日DEHP摄入量的50～98%。随着我国传统膳食模式的改变,膳食脂肪摄入量逐年增加,高脂饮食可增加DEHP的暴露风险。人群流行病学资料提示DEHP暴露与认知功能降低相关,实验室研究显示较高剂量的DEHP暴露导致实验动物认知功能损伤。但低剂量下慢性暴露以及在高脂饮食条件下DEHP对认知功能的影响尚不清楚。本研究分别采用常规饲料和高脂饲料喂饲小鼠,同时给予人群环境接触相关剂量的DEHP慢性暴露,观察DEHP对小鼠认知功能的影响并探索其潜在机制。研究方法C57BL/6J雌性小鼠分别喂饲常规饲料和高脂饲料,同时经口给予玉米油溶解的50μg/***的DEHP,持续24周,实验第20周进行葡萄糖耐量试验(glucose tolerance test,GTT)检测小鼠葡萄糖耐量的变化;第24周采用旷场试验、新物体识别试验评估小鼠的神经行为学变化;实验结束,每组随机取部分动物麻醉后经心脏进行体内灌注固定,取大脑制备脑组织切片,分别采用免疫组化染色观察小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元的改变。每组其他动物处死后,取脑组织进行相关指标测定,采用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)检测小鼠脑组织氨基酸类神经递质的变化;采用western blot检测比较不同处理对小鼠大脑前额叶皮质突触蛋白的影响,同时检测了对细胞周期蛋白依赖性激酶5(cyclin-dependent kinase 5,CDK5)的异常激活及其下游过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorsγ,PPARy)的磷酸化影响,以及对胰岛素信号通路蛋白、脑内Aβ42水平及其产生及清除相关蛋白、炎性相关蛋白的影响。研究结果DEHP组和单纯HFD组小鼠葡萄糖耐量下降、血清胰岛素水平升高,并在HFD和DEHP联合处理组观察到协同作用;高脂喂养小鼠大脑胰岛素水平略有升高。旷场实验显示,DEHP和HFD均明显缩短了小鼠在中央区域的活动时间;新物体识别实验中,DEHP和HFD处理小鼠新物体识别指数均明显低于对照组,HFD和DEHP联合处理对小鼠的神经行为损伤呈现协同效应。病理形态学分析显示,DEHP和HFD均导致大脑小胶质细胞和星形胶质细胞激活,伴随神经元损伤和丢失,突触蛋白PSD95和突触素1降低,HFD和DEHP联合处理对以上变化均表现为协同作用。Western blot结果显示,DEHP和HFD使大脑CDK5表达增加,伴随p25蛋白明显升高,提示CDK5激活,其下游蛋白PPARγ(ser273)磷酸化增强;对于胰岛素信号通路蛋白:IRS1表达下降、丝氨酸磷酸化增加,PI3K和AKT磷酸化降低,mTOR、GSK3β、CREB磷酸化降低,以上变化均呈现DEHP和HFD的协同作用;同时,DEHP和HFD升高大脑Aβ42蛋白水平,伴随BACE1蛋白表达增加,DEHP和HFD对Aβ42和BACE1表达增加呈现协同作用;DEHP暴露降低大脑IDE蛋白表达;DEHP和HFD均引起大脑组织NF-κB磷酸化激活,伴随炎性小体NLRP3、pro-IL-1β和成熟IL-1β表达增加,这些炎性蛋白的变化同样表现出DEHP和HFD的协同作用。研究结论1.低剂量DEHP慢性暴露和高脂饮食均可诱导实验动物认知功能损伤,伴随神经元退行性改变;DEHP和高脂饮食对实验动物的中枢神经损伤呈现协同作用。2.低剂量DEHP慢性暴露和高脂饮食均可导致脑内CDK5异常激活,PPARγ丝氨酸磷酸化,胰岛素信号通路受损,Aβ水平升高;DEHP和高脂饮食对以上变化呈现协同作用。3.低剂量DEHP慢性暴露和高脂饮食均可引起大脑炎性反应,DEHP和高脂饮食协同增强动物脑内的炎性反应。

关键词：邻苯二甲酸二乙基己酯高脂饮食认知功能损伤

煤炭资源型城市生态-经济-社会协调发展分析——以淮南市为例

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应用生态学报 2019年第12期30卷 4313-4322页

作者：张琪郑刘根刘辉程桦安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 安徽大学矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601

以典型的煤炭资源型城市淮南市为例,构建"经济-社会-生态"三维系统指标体系,通过熵权法、耦合协调发展模型和灰色关联系数研究了该系统2002-2016年间的发展,从宏观角度分析淮南市多维关系的协调发展.结果表明:生态子系统所占权重最大,... 详细信息

以典型的煤炭资源型城市淮南市为例,构建"经济-社会-生态"三维系统指标体系,通过熵权法、耦合协调发展模型和灰色关联系数研究了该系统2002-2016年间的发展,从宏观角度分析淮南市多维关系的协调发展.结果表明:生态子系统所占权重最大,其发展水平整体呈U型(先减后增),并对综合发展水平造成显著影响;三维耦合系统总体呈上升态势,耦合绝对水平较低,生态系统压力在逐渐增大的过程中制约经济和社会的发展,并反作用于协调发展水平;经济发展和经济活力分别对社会和生态子系统发展产生积极影响,社会发展对生态子系统影响较大,环境现状的改善对经济和社会发展具有支撑作用;在淮南市转型过程中,需保持经济的稳定快速发展,增加对社会发展和环境污染治理方面的投入力度,同时注重生态的支撑能力,避免对社会经济发展产生限制作用.

关键词：煤炭资源型城市生态-经济-社会多维关系协调发展度

非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面的氮、磷分布及迁移转化特征

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湖泊科学 2016年第1期28卷 86-93页

作者：郑刘根刘响响程桦姜春露陈永春安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601 煤矿生态环境保护国家工程实验室淮南232001

以淮南后湖非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面为研究对象,分析该湖未开发区(A区)、水产养殖区(B区)和水生蔬菜种植区(C区)3个功能区上覆水-间隙水-沉积物体系中氮、磷分布及其迁移特征.结果表明,氮、磷在不同水体界面的分布差异较大.其... 详细信息

以淮南后湖非稳沉采煤沉陷区沉积物-水体界面为研究对象,分析该湖未开发区(A区)、水产养殖区(B区)和水生蔬菜种植区(C区)3个功能区上覆水-间隙水-沉积物体系中氮、磷分布及其迁移特征.结果表明,氮、磷在不同水体界面的分布差异较大.其中上覆水中氮、磷浓度表现为A区>B区>C区;间隙水中氮、磷分布差异不显著,然而各功能区间隙水的氮、磷浓度明显高于上覆水,氮、磷主要由间隙水向上覆水中移动;沉积物中氮、磷含量以C区最高.后湖采煤沉陷区水体表现出氮污染、磷限制的现象.

关键词：采煤沉陷水体上覆水间隙水沉积物氮磷后湖

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淮北临涣采煤沉陷区水域水体污染源解析

中国科学技术大学学报 2016年第8期46卷 680-688页

作者：任梦溪郑刘根程桦喻怀君安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心安徽合肥230601 淮北矿业(集团)有限责任公司地质测量处安徽淮北235001

在采煤沉陷区水资源管理与污染控制研究过程中,水质特征的分析与评价具有重要意义.选择淮北临涣采煤沉陷水域5个功能区(A、B、C、D、E区)作为研究对象,应用综合水质标识指数法对其2014年丰水期、枯水期水污染特征进行了分析和评价,并利... 详细信息

在采煤沉陷区水资源管理与污染控制研究过程中,水质特征的分析与评价具有重要意义.选择淮北临涣采煤沉陷水域5个功能区(A、B、C、D、E区)作为研究对象,应用综合水质标识指数法对其2014年丰水期、枯水期水污染特征进行了分析和评价,并利用主成分分析法对研究区污染源进行了分析.结果表明:(1)主要污染物为总氮、总磷、重铬酸盐指数,水体具有富营养化风险;(2)不同功能区的综合水质评价结果显示,丰水期:E区(4.240 9)>D区(4.130 9)>C区(4.040 9)>B区(3.940 9)>A区(3.630 9),枯水期:E区(4.330 9)=D区(4.330 9)>C区(4.020 9)>B区(3.920 9)>A区(3.620 9);(3)污染源分析结果表明,污染源主要来自居民生活、工业、煤矿和农业生产,从丰水期到枯水期,污染源基本呈现从点源向非点源过渡的规律.

关键词：采煤沉陷积水区水质评价污染源解析淮北

基于非等温法的废弃环氧树脂电路板热解动力学分析

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过程工程学报 2022年第5期22卷 680-688页

作者：丁桂珍郑刘根吴盾迟文飞安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 安徽省煤田地质局勘查研究院安徽合肥230088 安徽省绿色矿山工程研究中心安徽合肥230088

热解技术在处理废弃电路板,回收电路板中的金属,实现树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化方面发挥愈来愈重要的作用,但目前对于不含任何电子元件、含少量铜箔的废弃环氧树脂电路板的热解机理研究尚不明确。为阐述其热解催化作用,采用同... 详细信息

热解技术在处理废弃电路板,回收电路板中的金属,实现树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化方面发挥愈来愈重要的作用,但目前对于不含任何电子元件、含少量铜箔的废弃环氧树脂电路板的热解机理研究尚不明确。为阐述其热解催化作用,采用同步热分析仪和气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪对不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下电路板的热解特性及热解机理进行分析。结果表明,废弃电路板热解过程主要分为四个阶段:表面残余水蒸发或其他小分子散逸、环氧树脂侧链基团氧化、四溴双酚A的分解和热解残留物分解;运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法及Friedman法等明确单一反应的热解区间并求解热分解反应动力学参数,最终得到指前因子1.14×10^(22)min^(-1)和活化能218.533 kJ/mol;采用Šatava-Šesták法和主曲线法进行机理函数对比分析,最终表明废弃环氧树脂电路板适用随机成核与增长模型:Avrami-Erofeev方程模化。研究结果可为促进热解技术的应用提供理论支撑。

关键词：热解动力学机理模型废弃电路板环氧树脂主曲线法

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多壁碳纳米管与镉复合污染对水稻生长的影响

环境化学 2019年第5期38卷 1113-1118页

作者：杨思楠刘玲郑刘根安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601 淮南师范学院淮南232001

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L^-1 MWCNTs、0 mg·L^-1 Cd^2+)为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd2+复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水... 详细信息

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L^-1 MWCNTs、0 mg·L^-1 Cd^2+)为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd2+复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水稻幼苗的生长与MWCNTs添加浓度呈明显负相关.低浓度的MWCNTs(1.5 mg·L^-1)对水稻幼苗的生长产生抑制作用,较高浓度的MWCNTs(≥6.0 mg·L^-1)会显著(P<0.05)抑制水稻幼苗的生长.添加5 mg·L^-1 Cd^2+会增强MWCNTs对水稻幼苗的生长抑制,当MWCNTs浓度从1.5 mg·L^-1上升到12 mg·L^-1,单一处理组与复合处理组相比,水稻幼苗的根系活力分别下降6.4%、10.4%、24.4%和13.9%;水稻幼苗的叶绿素含量显著降低;复合处理组的水稻叶片的POD活性略高于单一处理组,分别高出11.0%、46.1%、5.6%、11.6%;水稻幼苗叶片气孔导度变小、胞间CO2浓度升高、光合速率减慢.MWCNTs与Cd2+对水稻幼苗的生长具有明显的协同抑制效应.

关键词：多壁碳纳米管镉水稻

潘谢矿区地下水稀土元素地球化学特征及控制因素

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中国稀土学报 2021年第6期39卷 962-972,I0004页

作者：汤之铭姜春露安士凯郑刘根陈永春安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 煤矿生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232011

为揭示煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集潘谢矿区松散层、太原组灰岩(太灰)和奥陶系灰岩(奥灰)3个含水层共65个水样,进行稀土元素测试,探讨不同含水层稀土元素的含量特征及控制因素。结果表明:研究区地下水整体呈弱碱性,水质类型... 详细信息

为揭示煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集潘谢矿区松散层、太原组灰岩(太灰)和奥陶系灰岩(奥灰)3个含水层共65个水样,进行稀土元素测试,探讨不同含水层稀土元素的含量特征及控制因素。结果表明:研究区地下水整体呈弱碱性,水质类型整体为Cl-Na,Cl·HCO_(3)-Na型。地下水稀土元素含量总体较低,轻稀土元素亏损,中重稀土元素富集。奥灰水中稀土总量最低,可能与金属氧化物(如铁、锰)吸附或与碳酸岩(如方解石)发生共沉淀有关。3个含水层地下水均表现为明显的Eu正异常,可能与含水介质中富Eu矿物(如长石)的优先化学风化溶解有关。太灰水和奥灰水Ce负异常明显,松散层水Ce负异常较弱,研究区地下水Ce负异常与其继承母岩密切相关。pH对水体中的稀土元素总量的控制与碱度有关,碱度较低时控制作用显著。碳酸根的络合反应、铁的胶体或氧化物与稀土元素的吸附/络合反应是稀土元素分异的重要控制因素。

关键词：稀土元素地下水潘谢矿区络合作用

安徽齐云山晚白垩世恐龙蛋矿物和元素组成及古环境分析

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岩矿测试 2017年第4期36卷 340-349页

作者：姜琴何情郑刘根胡毅安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽齐云山风景区管理委员会安徽黄山245451

安徽齐云山新发现的恐龙蛋化石保存完好,是研究该地区晚白垩世恐龙动物群生活环境及绝灭的关键。本文采用粉晶X射线衍射法(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)分析齐云山恐龙蛋壳、蛋核及围岩的宏观矿物及主量、微量元... 详细信息

安徽齐云山新发现的恐龙蛋化石保存完好,是研究该地区晚白垩世恐龙动物群生活环境及绝灭的关键。本文采用粉晶X射线衍射法(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)分析齐云山恐龙蛋壳、蛋核及围岩的宏观矿物及主量、微量元素组成,以探讨齐云山晚白垩世古环境和古气候特征。结果表明:恐龙蛋壳主要矿物组成为方解石和石英,且蛋内外物质矿物组成相似,主要为石英和长石;而元素组成包括常量元素Ca、Na、Mg、K、Al和Fe及微量元素Sr、Zn、Ba、As、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Mn、Pb、La、U和Ir,其中Sr在蛋壳中含量的平均值为6199.3×10^(-6),高于河南西峡及广东南雄大部分恐龙蛋壳中的Sr含量,蛋壳中Ir含量的平均值为59.6×10^(-12),Sr和Ir与背景值相比均有明显异常,分析认为是恐龙与外界进行物质交换时吸收有害元素引起的。而As、Mn和Pb的富集及Zn的不足可能使恐龙机体中毒进而灭绝。围岩中Fe含量的增加表明齐云山地区晚白垩世为干旱炎热的气候条件,与Fe呈正相关性的Ir元素随Fe含量的增加而富集,且越靠近K/T界线,围岩中Sr和Ir元素含量越高,这是导致该地区恐龙动物群绝灭的原因之一。此结论为研究齐云山地区恐龙动物群的生活环境提供了依据。

关键词：恐龙蛋矿物组成元素组成晚白垩世齐云山地区

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淮北煤田煤中汞的赋存状态

地球科学（中国地质大学学报） 2007年第2期32卷 279-284页

作者：郑刘根刘桂建齐翠翠张莹陈怡伟中国科学院壳幔物质与环境重点实验室中国科学技术大学地球与空间科学学院安徽合肥230026 Croucher Institute for Environmental Science and Department of BiologyHong Kong Baptist UniversityKowloon TongHong Kong SARChina

系统采集淮北煤田10、7、5、4和3煤层的29个煤样品,采用逐级化学提取方法研究了煤中汞的赋存状态,根据提取步骤和汞的特性,将煤中的汞分为水溶态、离子交换态、有机态、碳酸盐结合态、硅酸盐结合态和硫化物结合态,利用FlowInjectionMerc... 详细信息

系统采集淮北煤田10、7、5、4和3煤层的29个煤样品,采用逐级化学提取方法研究了煤中汞的赋存状态,根据提取步骤和汞的特性,将煤中的汞分为水溶态、离子交换态、有机态、碳酸盐结合态、硅酸盐结合态和硫化物结合态,利用FlowInjectionMercurySystem(FIMS)分析了样品中总汞和不同形态中汞的含量.测试结果表明,与华北石炭-二叠纪煤、中国煤以及美国煤含量相比较,淮北煤田煤中汞的含量明显富集.逐级化学提取实验结果和煤中汞与硫、灰分的相关分析结果表明,岩浆的侵入对煤中汞的赋存状态有较大的影响,不受岩浆侵入影响的10、4和3煤层煤中的汞主要以有机态和硫化物结合态存在,受岩浆侵入影响的5和7煤层中的汞主要以硅酸盐结合态存在.

关键词：汞赋存状态逐级化学提取淮北煤田