循环经济中的行为神经科学:斑马鱼的贡献

考虑到将斑马鱼用作生物测定法，在所有生命阶段使用斑马鱼越来越受欢迎。这种小型、多功能和易于研究的鱼提供了有关(生态)毒性问题的宝贵信息，无论是在行为还是形态层面。

我们强调了Camilla Della Torre等人最近的一项研究，该研究使用斑马鱼研究土壤中污水污泥的(生态)毒性。

斑马鱼在污水污泥处理中的贡献:循环经济中的行为神经科学。

为了用可持续的做法对抗土壤流失，污水污泥(SS)通常被用作土壤的补充物或替代品，以增加养分和土壤恢复力。然而，人们对使用与某些化合物毒性有关的污水污泥感到担忧。尽管废水处理过程去除了大部分有害物质，但污水污泥中仍有有毒化学物质，对陆生和水生植物和动物生命构成威胁。

为了克服这一问题，并在污水污泥补充土壤的过程中实施循环经济战略，可以使用一种称为热液碳化(HTC)的创新工艺将污水污泥转化为氢焦(HC)。氢焦是一种富含碳的固体，可用于农业、土壤改良，甚至由于其吸收二氧化碳的能力而具有巨大的环境效益。但是那些可能已经存在于污水污泥中的化学污染物呢?

这和斑马鱼有什么关系?

生物测定法是一种有趣而创新的方法，可作为评估废水和污泥生态毒性的筛选工具。然而，目前有关氢焦的生态毒性研究大多是在土壤生物中进行的。Camilla Della Torre等人最近的一项研究旨在使用斑马鱼(Danio Rerio)的胚胎/幼虫进行这种生物测定，以评估与污水污泥和氢炭暴露有关的自然(水生)生态系统的危害[1]。

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斑马鱼作为生态毒性的模型

斑马鱼胚胎/幼体是一种优良的生态毒性管理模式生物。快速的开发，小的体积和透明度使它成为一个易于和可扩展的模型在实验室条件下使用。使用斑马鱼胚胎/幼体还有助于动物试验方法中的三个Rs(减少、替换和改进)。

Della Torre等人假设，与污水污泥相比，氢炭诱导的毒性较低。为了达到这一目的，他们的研究首先针对斑马鱼胚胎接触试验对污水污泥和氢炭的适用性。这基本上是一种急性毒性测试，用于确定导致急性毒性的化学物质的浓度(在这种情况下，存在于SS和HC中的化学物质)。此处的一种标准化方法是测定致死浓度(50%;LC50)。

使用DanioVision进行行为评估

为了筛选这些污水污泥和氢炭可能的有毒影响，使用了沉积物接触试验(SCA)。这是一种广泛采用的检测方法，用于筛选与污染物结合沉淀物相关的危害。分析了与解毒、氧化应激和神经毒性相关的酶。所有这些都与行为改变使用的调查相结合Noldus的DanioVision™观察室，它是由EthoVision XT．

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在对照组、污水污泥组和氢焦暴露组的多孔板中，以96 hpf的速度评估幼虫的运动行为。在专门为斑马鱼幼体设计的明暗过渡运动反应测试之后，对游泳性能进行了评估。

氢焦的毒性比污水污泥小

Della Torre等人通过这种行为分析发现，与暴露在污水污泥中相比，暴露在氢焦中的幼虫减少了一些影响游泳性能的神经活性分子的负荷。当暴露在(神经)有毒化学物质中时，游泳活动通常会显著减少。与对照组相比，暴露于氢焦的污水污泥组和暴露于氢焦的组游泳行为的下降最大，并且与氢焦相比，污染污泥的影响更高。游泳活动的部分恢复可能与氢焦对具有神经活性潜能的化学物质的“笼状效应”有关。

(斑马鱼)行为分析和生态毒性研究的重要性

Della Torre等人的研究有助于推广斑马鱼作为水生系统的代表性生物模型。在实际评估污水污泥和焦炭的环境风险方面，斑马鱼胚胎-幼虫接触试验成为一种合适的筛选工具。在这个框架中，行为观察是必不可少的，因为这关系到水生物种的生态福祉。就观察到的游泳行为而言，与污水污泥组相比，接触氢焦组的游泳行为受损更小，Della Torre等人的发现是至关重要的:游泳行为受损对鱼类的捕食和食物觅食构成了很大的风险。

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参考文献

1. 德拉老爹,卡米拉;Liberatori会;Ghilardi,安娜;▽Giacco,卢卡;普契尼,莫妮卡;费拉罗,法;桑德拉Vitolo;柯西,Ilaria(2022)。斑马鱼胚胎-幼虫接触试验结合生物化学标记物和在污水污泥中的游泳性能及碳氢炭危害评估。环绕。 Pollut., 302, 119053

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