壬基酚对多刺裸腹溞连续世代的毒性效应

为探讨典型环境激素壬基酚(nonylphenol,NP)对枝角类浮游动物多刺裸腹溞连续世代的毒性效应,在实验室条件下,暴露连续3个世代(F0、F1、F2)多刺裸腹溞于0.02~0.10 mg·L-1的NP。15 d后测定成体死亡率、首胎繁殖时间、后代数目、成体蜕皮次数以及终点体长。研究结果表明,NP对F0代多刺裸腹溞具有很高的致死率;随着世代的增加,在相同NP质量浓度暴露下,与母代成体的死亡率相比,子代多刺裸腹溞成体的死亡率增高,致死毒性放大;NP对多刺裸腹溞连续3个世代的繁殖力都有显著抑制作用(P0.05),并随着世代递增,NP对子代繁殖力的抑制增强;在NP暴露下,多刺裸腹溞F0首胎繁殖时间明显推迟,NP暴露浓度与延迟程度呈正相关,呈现出剂量-效应关系,首胎繁殖时间延迟的趋势也存在于F1、F2世代中且存在放大效应;但是连续3个世代多刺裸腹溞成体的蜕皮次数都不受NP暴露影响;F0和F1世代多刺裸腹溞终点体长降低,并呈现明显的剂量-效应关系,但与F1相比,F2低浓度处理组受试个体终点体长呈增加趋势。对结果进行分析,认为多刺裸腹溞在NP暴露后的母代DNA或DNA完整性遭到破坏导致子代在相同NP质量浓度暴露下更容易受到NP致死性的影响;NP化合物具有的苯酚结构抑制枝角类体内葡萄糖、硫酸盐与类固醇的结合,从而引起体内荷尔蒙水平异常,最终对诸如生殖等生理行为造成不利影响;多刺裸腹溞成体的蜕皮次数都不受NP暴露影响表明蜕皮激素系统未受到干扰,且NP对生长的影响显然存在蜕皮外的其他作用机制。     

壬基酚聚氧乙烯醚对大型溞的急性和慢性毒性效应

通过急性毒性实验和21 d慢性毒性实验,研究壬基酚聚氧乙烯醚(NP40EO)对大型溞(Daphnia magna)的致死性和生长繁殖指标的影响,建立毒物剂量-反应关系,并寻找其中的敏感生物学指标。急性毒性试验结果表明:NP40EO对大型溞的48 h半抑制浓度(EC50)为14.23 mg·L-1。慢性毒性试验结果表明,NP40EO对大型溞的平均蜕壳次数、首次产幼溞时间、平均产幼溞数量、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长都有显著影响。其中,0.445 mg·L-1暴露浓度可以显著减少大型溞的蜕壳次数、平均产幼溞数、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长。因此,综合考虑各项指标,NP40EO对大型溞21 d的最低观测效应浓度(LOEC)值为0.445 mg·L-1,无观测效应浓度(NOEC)值为0.11 mg·L-1。此外,还发现当NP40EO暴露浓度为1.78 mg·L-1时,大型溞的首次蜕壳时间和首次产幼溞时间受到显著影响。由此可见,NP40EO在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应。     

壬基酚对球形棕囊藻的生态毒性效应

为了探讨环境激素类物质壬基酚（Nonylphenol,NP）对海洋赤潮藻的生态毒性效应,实验以球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）为测试对象,设置了7个NP质量浓度处理（0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6 mg·L-1）,实验周期为96 h,测定了各处理组球形棕囊藻的生长、可溶性蛋白质量浓度、光合色素质量浓度、丙二醛（MDA）摩尔分数以及最大光能转化效率（Fv/Fm）等指标。结果表明,NP对于球形棕囊藻的96 h EC50为0.42 mg·L-1;而且,随着NP质量浓度的增加,球形棕囊藻的生长速率、可溶性蛋白质量浓度、光合色素质量浓度以及Fv/Fm等指标的下降幅度更加显著;随着NP质量浓度的增加,球形棕囊藻的MDA摩尔分数明显上升;NP低质量浓度（0.1 mg·L-1）暴露能够使球形棕囊藻的类胡萝卜素质量浓度、可溶性蛋白质量浓度和Fv/Fm等指标高于对照组,说明球形棕囊藻在NP暴露下能够产生毒物刺激效应现象。     

3种酚类化合物对多刺裸腹溞GST和AChE活力的影响

为探讨酚类化合物对水生生物的毒性效应,实验研究了多刺裸腹溞（Moina macrocopa）暴露于不同浓度的苯酚（0.25、0.75、1.25、1.75、2.25mg·L-1）、邻苯二酚（0.10、0.25、0.40、0.55、0.70mg·L-1）和间苯二酚（0.015、0.030、0.045、0.060、0.075mg·L-1）后,体内谷胱甘肽-S-转移酶（GST）和乙酰胆碱酯酶（AChE）活力的动态变化. 结果表明,3种酚类化合物处理24h后,多刺裸腹溞体内GST活力随染毒浓度的升高呈先升高后降低趋势. 处理48h后,体内GST活力随苯酚和邻苯二酚浓度的升高逐渐降低,而间苯二酚对GST活力的影响与处理24h后GST活力的变化趋势相似. 3种酚类化合物处理24h、48h后,多刺裸腹溞体内AChE活力均呈先升高后降低趋势. 48h处理多刺裸腹溞体内GST和AChE活力均显著低于24h处理. 短时间内低浓度酚类化合物对GST和AChE活力具有诱导作用,但随着酚类化合物处理浓度的升高和处理时间的延长酶活力受到显著抑制. GST和AChE活力的变化能够灵敏地反映出酚类化合物对多刺裸腹溞的毒性大小及造成的损伤,初步推断可作为生物标志物来评价酚类污染物对水生生物的生化毒性.     

壬基酚在蛋白核小球藻和大型溞体内的富集与传递

为探究壬基酚(nonylphenol,NP)在水生生物中的富集传递效应,选择以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为研究对象,开展蛋白核小球藻对NP的富集效应实验,及NP在蛋白核小球藻和大型溞体内的传递效应实验。研究结果表明,NP对蛋白核小球藻的96 h半数效应浓度(96 h-EC50)为3.13 mg·L~(-1),对蛋白核小球藻的生长和叶绿素含量的影响呈现明显的剂量-时间效应。NP对大型溞的48 h半数效应浓度(48 h-LC50)为37.41μg·L~(-1),属于高毒类化合物。蛋白核小球藻暴露于0.05 mg·L-1NP 4 h后,其生物富集系数(BCF)为5 144.93,富集量为252.2μg·g~(-1),在12 h内对NP的生物富集系数(BCF)最高达12 053.64,富集量为1 181.73μg·g~(-1)。以0.05 mg·L-1NP中暴露4 h后的蛋白核小球藻为饵料投喂大型溞7 d后,大型溞体内NP富集量最高达3.6μg·g~(-1)。0.05 mg·L~(-1)NP直接暴露组大型溞暴露10 d后,大型溞体内NP富集量最高达4.02μg·g~(-1)。蛋白核小球藻对NP具有较强的富集能力,能够通过摄食过程将NP传递到大型溞,经传递的NP能够显著抑制大型溞的生长、繁殖、摄食等生命活动。论文为评估NP在水生生态系统中的污染风险和富集传递效应提供了一定的参考依据。     

3种酚类化合物对多刺裸腹溞GST和AChE活力的影响

为探讨酚类化合物对水生生物的毒性效应,实验研究了多刺裸腹溞(Moina macrocopa)暴露于不同浓度的苯酚(0.25、0.75、1.25、1.75、2.25mg·L-1)、邻苯二酚(0.10、0.25、0.40、0.55、0.70mg·L-1)和间苯二酚(0.015、0.030、0.045、0.060、0.075mg·L-1)后,体内谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和乙酰胆碱酯酶(AChE)活力的动态变化.结果表明,3种酚类化合物处理24h后,多刺裸腹溞体内GST活力随染毒浓度的升高呈先升高后降低趋势.处理48h后,体内GST活力随苯酚和邻苯二酚浓度的升高逐渐降低,而间苯二酚对GST活力的影响与处理24h后GST活力的变化趋势相似.3种酚类化合物处理24h、48h后,多刺裸腹溞体内AChE活力均呈先升高后降低趋势.48h处理多刺裸腹溞体内GST和AChE活力均显著低于24h处理.短时间内低浓度酚类化合物对GST和AChE活力具有诱导作用,但随着酚类化合物处理浓度的升高和处理时间的延长酶活力受到显著抑制.GST和AChE活力的变化能够灵敏地反映出酚类化合物对多刺裸腹溞的毒性大小及造成的损伤,初步推断可作为生物标志物来评价酚类污染物对水生生物的生化毒性.     

红霉素对连续3个世代多刺裸腹溞存活和生殖的影响

红霉素是一种常用的大环内酯类抗生素,其对多刺裸腹溞连续世代生活史参数的影响尚不得而知。本文以连续3个世代的多刺裸腹溞为对象,研究了不同浓度(0.02、0.2、2、20、200和2 000μg·L~(-1))的红霉素对其平均寿命、首次生殖年龄、生殖窝数、窝卵数和总后代数等的影响。结果表明,红霉素浓度对多刺裸腹溞的平均寿命、首次生殖年龄、生殖窝数、窝卵数和总后代数的影响在多刺裸腹溞世代间均存在着明显的差异。与空白对照组相比,红霉素浓度对多刺裸腹溞F0代平均寿命的影响表现出"低(0.02μg·L~(-1))促高(2~2 000μg·L~(-1))抑"的剂量-效应关系,暴露于20μg·L~(-1)红霉素溶液中的多刺裸腹溞F0代的生殖窝数显著减小了55.76%,但暴露于各浓度红霉素溶液中的多刺裸腹溞F1和F2代的平均寿命和生殖窝数均未出现显著性差异;暴露于各浓度红霉素溶液中的多刺裸腹溞F0代的首次生殖年龄也未出现显著性差异,但暴露于0.2、20~2 000μg·L~(-1)红霉素溶液中的F1代的首次生殖年龄显著减小了4.90%~15.69%,暴露于0.2~2 000μg·L~(-1)红霉素溶液中的F2代的首次生殖年龄显著减小了5.00%~16.00%;暴露于20和200μg·L~(-1)红霉素溶液中的多刺裸腹溞F1代的窝卵数分别显著增加了28.87%和10.18%,但暴露于各浓度红霉素溶液中的F0和F2代的窝卵数未出现显著性差异;暴露于2~200μg·L~(-1)的红霉素溶液中的多刺裸腹溞F0代的总后代数显著减少了43.99%~62.21%,而暴露于20和200μg·L~(-1)红霉素溶液中的F1代的总后代数分别增加28.56%和37.17%,红霉素浓度对多刺裸腹溞总后代数的显著性影响在F2代中消失。本研究结果表明,多刺裸腹溞对不同剂量红霉素多代暴露表现出适应性或耐受性。     

树脂吸附法去除水中的壬基酚聚氧乙烯醚

研究后交联反应前后氯甲基化聚苯乙烯交联微球对水中壬基酚聚氧乙烯醚(NP10EO)的吸附.结果表明,后交联反应能显著改善氯甲基化聚苯乙烯交联微球对NP10EO的吸附性能.两种吸附剂的吸附行为均不受溶液初始pH值的影响.吸附动力学结果显示,NP10EO在后交联反应前后氯甲基化聚苯乙烯交联微球上的吸附符合二级动力学.     

有机磷农药的构效关系及其对浮游生物的毒性效应

以定量构效关系理论和实验室内急性毒性试验相结合研究了六种有机磷农药对四尾栅藻（S.quadricanda）和多刺裸腹溞（Moina macrocopa）的生态毒性。有机磷农药的毒性取决于磷原子的电正性,各取代基种类和构象对电荷分布作用显著。根据构效关系原理,磷氧双键（P=O）被磷硫双键（P=S）取代后毒性降低;羟基（-OH）被甲、乙、丙氧基（-CH3O、-CH3CH2O、-CH3CH2CH2O）取代后有机磷农药毒性依次增强;磷氧单键（P-O）毒性高于磷碳单键（P-C）。该实验中毒死蜱、辛硫磷（-CH3CH2O）毒性高于其它四种（-CH3O）,敌敌畏和敌百虫（P=O）毒性高于乐果（P=S）,敌敌畏（P-O）又高于敌百虫（P-C）,甘氨酸异丙胺盐取代羟基（-OH）的草甘膦毒性最低。毒性试验结果表明,毒死蜱、辛硫磷、敌百虫、敌敌畏、乐果、草甘膦异丙胺盐对四尾栅藻的96 h EC50分别为6.34、6.62、59.53、82.12、141.37和7.25 mg.L-1。它们对多刺裸腹溞的48 h LC50分别为0.20、0.12、0.28、0.17、1.12和5.03 mg.L-1。六种有机磷农药对多刺裸腹溞的毒性强度结果与QSAR分析具有较高的一致性,即表征有机磷农药毒性特征的取代基团作用的毒性强弱顺序为：-OH〉=O〉-O;对四尾栅藻毒性试验结果中,由于草甘膦异丙胺盐作用于植物类靶位点的特殊性,导致其对四尾栅藻毒性显著增强。综合以上研究,以构效关系理论和浮游生物毒性试验相结合进行有机磷农药的生态风险评价将更加便捷和准确。     

4-壬基酚对斑马鱼(Danio rerio)胚胎/仔鱼的毒性效应

4-壬基酚(4-NP)作为一种稳定的环境内分泌干扰物,会对生物体的生长发育造成影响。以斑马鱼(Danio rerio)胚胎为供试体,研究4-壬基酚对斑马鱼胚胎生长发育的毒性效应。斑马鱼胚胎被暴露在一系列浓度的4-壬基酚溶液中(2.0、5.0、10.0、25.0、50.0和125.0μg·L-1),暴露120 h后空白组初孵仔鱼因饥饿出现死亡即停止实验。记录暴露120 h内斑马鱼胚胎的死亡数、孵化数,畸形数、仔鱼体长及30 s心跳数。结果表明,4-壬基酚对斑马鱼胚胎48、72和96 h的半致死浓度(LC50)分别为131.4、47.2和26.8μg·L-1;125.0μg·L-1的4-壬基酚对斑马鱼胚胎的高致死效应使其孵化率显著降低;与空白对照组相比,4-壬基酚的暴露可显著提高斑马鱼胚胎尾部畸形率和仔鱼的心包囊肿率,其中斑马鱼胚胎尾部畸形率随处理浓度的增加而增加,呈正剂量-效应关系;经4-壬基酚暴露处理的斑马鱼仔鱼的体长及30 s心跳数较空白对照组均显著下降。2.0μg·L-14-壬基酚对斑马鱼胚胎及仔鱼即具有致畸和致死效应,对其胚胎的发育有不利影响。     

Fate and effects of nonylphenol in the presence of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa

Interactions of nonylphenol (NP), a toxic and oestrogenic degradation product of widely used non-ionic surfactants, with the cyanobacterium Microcystis aeruginosa were studied. Batch cultures were incubated for 10 days with NP concentrations between 10 and 570 nM. NP was removed more quickly in the presence of M. aeruginosa (half-life 2.7–5.2 days) than in its absence (half-life 6.7–10.2 days) at all concentrations tested. At the end of the experiment, NP could not be found in the biomass, so the biotic removal is due to uptake and chemical transformation, and not to physical binding on the cells. The observed effective concentrations, EC₅₀ and EC₂₀, were 0.45 and 0.25 μ M, respectively. Therefore, NP is expected to have toxic effects on M. aeruginosa only in very contaminated surface waters. However, for concentrations that go far beyond environmental levels, cyanobacteria are able to cope with NP toxicity by internalising the compound in a less toxic form. Therefore, the presence of cyanobacteria may increase the rate of NP removal from the aquatic environment.     

壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响(Effects of Long-Term Exposure to Nonylphenol on Secondary Sexual Characteristics and Sperm Motility of Male Zebrafish（Brachydanio rerio）)

研究了不同浓度下(0(对照)、0.1、1、10、100μg·L-1)壬基酚(NP)长期暴露对斑马鱼(Brachydanio rerio)雄鱼第二性征、精子活力的影响.结果表明,NP暴露对斑马鱼第二性征的影响显著,可导致雄性个体出现泄殖乳突、腹部膨大等典型雌性化特征.100μg·L-1NP暴露导致76.9%的雄鱼出现泄殖乳突.NP暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著,随NP暴露浓度升高精子激活率下降,呈现负相关的剂量-效应关系.NP暴露对斑马鱼精子寿命和精子剧烈运动时间均有显著影响.低剂量(0.1μg·L-1)和高剂量(100μg·L-1)NP暴露下精子寿命及其剧烈运动时间显著缩短,而中等剂量(10μg·L-1)NP对上述指标影响不显著(p>0.05).斑马鱼第二性征、精子活力可作为指示水体环境雌激素毒理学效应的敏感指标.     

微藻对壬基酚的响应及去除能效研究

分离筛选11种微藻开展微藻对NP暴露的响应特征和去除能效研究。NP对叶绿素a含量的96 h半抑制效应浓度(EC50)介于0.60~3.33 mg·L~(-1)之间,EC50由小到大依次为:短棘盘星藻羊角月牙藻小球藻衣藻斜生栅藻肥壮蹄形藻卷曲纤维藻二尾栅藻惠氏微囊藻四尾栅藻蛋白核小球藻。除斜生栅藻、羊角月牙藻、肥壮蹄形藻、卷曲纤维藻之外,微藻的生长速率与EC50呈显著的正相关关系。EC50与细胞粒径、表面积以及体积总体上呈负相关关系,与微藻对NP的最大去除速率和半饱和常数呈正相关关系。NP的藻类去除过程符合一级反应动力学方程,且NP的半衰期与微藻起始总表面积呈显著的负相关关系。NP对微藻群落的影响与其浓度相关,其选择性干扰效应主要与微藻耐受性相关。NP耐受性高的种类多表现出高生长速率和去除能力。     

环境浓度下壬基酚对秀丽隐杆线虫时间依赖性的毒性兴奋效应

为研究暴露时间对壬基酚生态毒理学效应的影响,选取秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,采用急性(24 h和72 h)、慢性(10 d) 3个不同时间点,进行壬基酚环境浓度下(0、0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2 mg·L~(-1))的暴露实验,以秀丽隐杆线虫的生理指标(体长、运动行为)、生化指标(氧化应激、细胞凋亡、脂褐素)为终点进行评估。结果表明:急性暴露24 h后,活性氧自由基(ROS)在0.01 mg·L~(-1)时即出现了明显的下降,其他生理生化指标无统计学意义上的明显变化。72 h暴露条件下,体长随壬基酚浓度的增加呈现倒U型趋势,在0.0001 mg·L-1时表现出最大刺激效应,比对照组高出26.4%(P0.01);头部摆动频率和身体弯曲频率在2个较高浓度(0.1和0.2 mg·L~(-1))时表现出明显的刺激效应;细胞凋亡水平在0.0001 mg·L~(-1)时显著性下降,呈现负剂量-效应关系(P0.05),在0.2 mg·L~(-1)时表现出最大刺激效应,比对照组降低了45.5%; ROS及脂褐素在壬基酚暴露浓度范围内呈正相关性增加。慢性暴露条件下,脂褐素在0.001 mg·L~(-1)时表现出最大效应,和对照组相比下降了65.4%,并且随着壬基酚浓度的增加呈现U型趋势;其他生理生化指标随着壬基酚浓度的增加表现出明显的负面效应。研究揭示了环境浓度水平的壬基酚对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应是时间依赖性的,急性暴露以引起刺激作用为主,表现为毒性兴奋效应,而长期暴露后壬基酚对生理生化指标的负面效应更为明显。上述结果为进行壬基酚的毒性评价及更好地理解其毒性作用机理提供基础数据。     

Effects of nonylphenol on brain gene expression profiles in F1 generation rats

The effects of nonylphenol (NP) were examined on brain gene expression profiles of F1 generation rats by means of microarray techniques. The mRNA were extracted from the brain of two-day-old F1 generation rats whose F0 male generation were treated with NP, then reversely transcribed to cDNA and labeled with Cy5 and Cy3 fluorescence. Subsequently, the cDNA probes were hybridized to the mouse 40S cDNA microarray and the fluorescent signals of Cy5 and Cy3 were scanned and analyzed. Sixteen identified genes were expressed significantly differently from control, including 13 down-regulated, of which five were related to brain energy metabolism. Data suggest that it is possible that NP affects function of energy metabolism in male rats when administered perinatally.     

Effects of nonylphenol on endocrine regulation-associated gene expression profiles in whole brain of F1 generation male rats

In order to determine the effects of nonylphenol (NP) on endocrine regulation-associated gene expression profiles in whole brain of F1 generation rats, mRNA extracted from the brain of 2-day old F1 generation rats whose F0 male generation was treated with NP. The mRNA was then reversely transcribed to cDNA and labeled with cy5 and cy3 fluorescence. Subsequently, cDNA probes were hybridized to the Mouse40S cDNA microarray and the fluorescent signals of cy5 and cy3 were scanned and analyzed. Sixteen genes were identified which expressed differently, including 13 that were down-regulated in which 4 were related to brain regulation of endocrine function. Data suggest that NP mainly affects metabolism and synthesis of steroid hormone in various ways and disturbs the reproductive function of male rats when administered perinatally.     

壬基酚和双酚A对雄性斑马鱼(Danio rerio)卵黄蛋白原mRNA的诱导效应

为了对野外环境中内分泌干扰物更快速有效地进行检测,运用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测了17β-雌二醇(E2)、壬基酚(NP)和双酚A(BPA)对雄性成体斑马鱼肝脏合成卵黄蛋白原(VTG)mRNA的诱导作用,并初步探讨了VTGmRNA体内代谢动力学模式.结果表明,随着暴露浓度的升高(E2:20、100、250、500ng·L-1;NP:20、100、250、500μg·L-1;BPA:50、100、250、500、1000μg·L-1),VTGmRNA表达量均显著增加,VTGmRNA表达量与暴露浓度具有明显的剂量-效应关系.在10d的暴露期内,随着暴露时间的延长,VTGmRNA表达量均显著增加,VTGmRNA表达量与暴露时间呈明显的时间-效应关系;停止暴露后,VTGmRNA表达量迅速下降,E2诱导的表达消失得最快(4d),而NP、BPA诱导的表达持续时间相对较长(6d).     

壬基酚对赤子爱胜蚓的生态毒理学研究

环境激素对生态的影响越来越受到人们的重视。通过赤子爱胜蚓对壬基酚的滤纸接触法毒性试验,从分子水平揭示环境污染物对蚯蚓组织的毒性影响。在壬基酚对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)的急性毒性试验中,测得72hLC50为0.908μg/cm2。在系列浓度的壬基酚暴露中,过氧化氢酶(Catalase,CAT),超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)和谷胱甘肽硫转移酶(GlutathioneS-transferase,GST)的敏感性依次为CAT>SOD>GST。实验结果表明,这三种酶均可作为早期NP污染预警指标。