湘西花垣县主要地表河流水重金属污染特征及健康风险评价

为探明湘西花垣主要地表河流水重金属污染的程度,评估河流地表水的健康风险,于2016年8月、12月分别采取花垣县主要河流花垣河与兄弟河11个点位地表水水样,对水样中重金属铅(Pb)、锌(Zn)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)进行监测,并采用美国环境保护局(USEPA)推荐的健康风险评价模型,对花垣县主要地表河流水中的重金属进行健康风险评价.结果显示,研究区地表河流水中Pb、Zn、Cr、Cu、Fe与Ni的含量分别为2.57×10~(-3)、4.66×10-4、1.65×10~(-3)、6.27×10~(-4)、0.19、8.50×10~(-4) mg/L.地表河流水中重金属产生的健康风险较高,化学致癌物(Cr)的健康风险值高于化学非致癌物质(Pb、Zn、Cu、Ni)5-6个数量级,化学非致癌物质产生的健康风险均值大小为PbCuZnNi.地表河流水相关性及主成分分析表明,花垣县主要地表河流水中6种重金属元素由3个主成分组成,第一主成分Fe与Ni的贡献率为33.28%,主要来源于内源;第二主成分Cu与Cr的贡献率为26.98%,主要来源于重金属采选与冶炼企业产生的工业外排废水或雨水淋溶矿物废渣;第三主成分Zn的贡献率为17.10%,来源于地球化学行为.本研究表明湘西花垣县主要地表河流水由重金属引起的健康风险值较高,优先控制顺序为CrPbCuZnNi.     

土法炼锌区废渣重金属固定研究

黔西北土法炼锌形成大量的废弃地,废渣重金属Zn、Pb和Cd全量分别为:7 521、5365和53.4mg·kg-1,废渣的pH值为8.53,当地的背景土壤的pH值为5.39.重金属污染是当地面临的主要问题,同时也是土地复垦需要考虑的首要问题,目前来说防止重金属的迁移扩散显得尤其必要.用优级纯硝酸调控废渣的pH值检验pH值降低时废渣重金属释放程度;用碱石灰、活性炭、粉煤灰和有机质对重金属进行吸附;野外用碱石灰、纯碱和烧碱在土法炼锌区对废渣释放的重金属进行吸附.结果发现废渣重金属Pb、Zn和Cd随pH值降低而释放,Cd和Zn的释放量较大,pH值是影响重金属迁移扩散的重要因子;碱石灰、活性炭、粉煤灰和有机质对重金属吸附能力的比较得出碱石灰的吸附效果最好;野外实验进一步发现碱石灰固定重金属稳定性好、吸附性强.黔西北土法炼锌区有大面积的喀斯特地区分布,碱石灰来源广,用作废渣重金属释放的固定材料相对经济实用.     

多壁碳纳米管存在环境下Pb、Zn对斑马鱼毒性的变化(The Change of the Toxicity of Pb and Zn on Zebrafish in the Case of the Existence of Multi-Walled Carbon Nanotubes)

研究了重金属铅、锌对斑马鱼的急性毒性效应及在人工碳纳米材料——多壁碳纳米管存在环境下,铅、锌对斑马鱼毒性的变化.结果显示,随着铅(Pb(NO3)2)、锌(ZnSO4)浓度的增加以及染毒时间的延长,斑马鱼死亡率逐渐增加;单一多壁碳纳米管悬液(10mg·L-1)对斑马鱼无明显毒性效应.Pb和Zn对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为5.38mg·L-1、3.99mg·L-1、3.83mg·L-1和26.37mg·L-1、21.39mg·L-1、20.62mg·L-1;在多壁碳纳米管存在条件下,二者对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为2.74mg·L-1、2.26mg·L-1、2.15mg·L-1和21.85mg·L-1、17.17mg·L-1、16.77mg·L-1.多壁碳纳米管存在条件下铅、锌对斑马鱼的LC50显著降低,提示碳纳米材料可能会增加重金属对水生生物的毒性.     

Cu2+、Cd2+和Cr6+对斑马鱼联合毒性作用和生物预警的研究

为了研究重金属对水生生物的联合毒性作用,以斑马鱼为受试生物,采用半静态法,在研究Cu2、Cd2和Cr6+对斑马鱼单一毒性的基础上,以获得的Cu2+、Cd2+和Cr6+的96 h-LC50数据,利用等效应曲线法研究了Cu-Cd、Cu-Cr和Cd-Cr的联合毒性作用,并综合分析环境毒理学指标的测定结果,考察利用斑马鱼作为水...     

土法炼锌区基质改良对刺槐生长的影响

植被重建是废弃地污染控制的有效途径.通过苗圃盆栽试验和田间植被重建试验,研究了不同改良措施对贵州省赫章县土法炼锌污染场地土壤理化特性、重金属含量特征和刺槐（Robinia pseudoacacia）生长特性的影响,探索废弃地植被重建限制因子和基质改良途径.研究表明,废渣上植被重建的限制因子主要表现为盐碱胁迫,全氮、碱解氮和全钾含量低,重金属含量高,持水保水能力差.废渣中Pb、Zn和Cd含量高,但其活性较低.新废渣中添加矿区土壤,可导致pH值和电导率（EC）降低,盐碱胁迫减缓,持水能力提高,并显著提高刺槐在新废渣上的生长和生存能力,是废渣基质改良的有效方式.废渣经过长期淋溶后,盐碱胁迫强度显著降低,土壤有效水分增加.添加保水剂或矿区土壤能有效促进刺槐在老废渣上定植.     

乙草胺与Cu,Zn对发光菌和斑马鱼胚胎的联合毒性效应

研究了乙草胺与Cu,Zn（以毒性单位配比为1∶1,1∶4和4∶1以及1∶1∶1构成的二元或三元混合体系）对发光菌（photobacterium phosphoreum）和斑马鱼（B.rerio）胚胎的联合毒性,采用相加指数法（AI）对联合毒性效应进行评价.结果表明：同种物质混合毒性配比不同时,对生物的联合毒性作用不完全相同;不同的混合体系对发光菌和斑马鱼胚胎表现出不同的联合毒性效应,乙草胺与重金属对发光菌的联合毒性主要以拮抗为主,对斑马鱼胚胎的联合毒性则主要以协同为主,说明受试生物不同,其对化合物的敏感性不同.     

苏州河沉积物中重金属的污染特征及其评价

本研究通过对苏州河上海段13个采样断面的沉积物中重金属含量进行测定,揭示苏州河底泥重金属污染的空间分布特征,并运用生态危害指数等对底泥重金属含量进行了评价.     

水体酸化条件下Cu(II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。     

水泥、粉煤灰及生石灰固化/稳定处理铅锌废渣

以铅锌废渣为研究对象,采用水泥、粉煤灰为固化剂,生石灰为稳定剂,对废渣进行固化/稳定化处理,并通过TCLP和Tessier连续提取法对固化/稳定化效果进行分析和评价.结果表明,单独添加水泥或水泥、粉煤灰混合固化处理废渣时,重金属铅TCLP浸出浓度显著减少,但达不到安全填埋要求;当稳定剂生石灰添加量为4%(废渣),固化剂废渣比为0.4∶1(粉煤灰与水泥比为1∶9)时,固化/稳定化效果最佳.此时,固化体中重金属Pb、Zn的浸出浓度分别为0.16 mg·L-1、0.243 mg·L-1,符合安全填埋要求.经过固化/稳定化处理后,降低了废渣中的重金属Pb、Zn交换态比例,有效地限制了重金属的迁移.XRD和SEM分析表明,废渣固化/稳定化后形成的Ca(OH)2、水化硅酸钙凝胶(C—S—H)及钙矾石等物质将重金属离子包容起来,形成稳定的固化体.     

锌冶炼渣堆场优势植物的重金属累积特征研究

金属冶炼废渣未经处理露天堆存,经降雨和地表水的冲刷及风扬扩散,重金属会进入周围土壤和地下水,严重威胁周边自然生态环境和人体健康。以黔西北某锌冶炼厂的废渣堆场为研究对象,通过实地调查分析废渣堆场土壤和18种优势植物的重金属含量,研究优势植物对重金属的吸收、转运和富集特征,筛选出适应该地区生态修复的先锋植物。结果表明,该场地土壤Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和Ni存在不同程度超标,以Cd、Pb、Zn污染最为严重,三者平均含量分别是贵州省土壤背景值的48、311、141倍。废渣场土壤受有效态Cd污染的风险较大,其生物有效性系数为49.12%。调查的优势植物均能适应废渣堆重金属元素较高的环境,对重金属具有一定的耐性。所有植物对重金属的吸收虽然都没有达到超临界植物规定的临界值,但植物体的重金属含量都远远超过了正常范围,且不同植物对重金属的吸收和蓄积特征不同。其中,鬼针草Bidens pilosa L.和土荆芥Chenopodium ambrosioides L.对Cd、Pb、Zn的吸收量大、运输能力强,且覆盖率高、生物量较大,对复合重金属具有一定的耐性,可以作为该地区生态恢复中的先锋物种。根据优势植物对重金属的富集和转运特征,研究区优势植物可分别富集型(如马刺蓟Cirsium monocephalum、蒲公英Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.和土荆芥Chenopodium ambrosioides L.)、根部囤积型(如牛筋草Eleusine indica(L.)Gaertn.、车前草Plantago asiatica L.和节节草Equisetum ramosissimum Desf)和规避型(如红花酢浆草Oxalis articulata Savigny)等3种类型。     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

镉胁迫对不同镉富集能力海水养殖贝类抗氧化能力的影响——以扇贝和菲律宾蛤仔为例

为研究具有不同镉(Cd)富集能力的扇贝和菲律宾蛤仔在相同镉胁迫环境下的抗氧化能力反应的差异,将2种贝类于0.05mg·L-1Cd环境中暴露10 d,分别于第0天、2天、4天、6天、8天、10天分别取样检测内脏团中SOD、CAT、GPx、GST酶活性和GSH含量,同时分析内脏团中Cd的含量。结果表明,对于Cd胁迫组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD和CAT酶活反应相似,均呈先被诱导后被抑制的规律,且2种贝类的SOD和CAT活性差异较小。2种贝类内脏团中GSH含量、GST和GPx活性变化差异较大:扇贝内脏团中GSH含量显著降低(p0.05),GST和GPx活性均在第2天和第4天时处于显著诱导状态(p0.05),从第6天时处于抑制状态,而菲律宾蛤仔内脏团中GSH含量、GST和GPx活性在Cd暴露期间无显著变化,且2种贝类间比较,扇贝内脏团中GSH含量和GST活性在整个实验期间始终显著高于菲律宾蛤仔(p0.05),GPx活性从第4天开始高于菲律宾蛤仔;对于无镉污染的对照组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD、CAT和GPx活性无显著差异,但扇贝内脏团中GSH含量和GST活性显著高于菲律宾蛤仔,其中前者GSH含量约为后者的22倍。研究同时表明在相同镉环境下扇贝内脏团对Cd的富集浓度和富集速率均远高于菲律宾蛤仔。本研究明确了2种贝类在相同镉环境下的抗氧化反应的差异,推断出扇贝内脏团中高含量的GSH以及较高的GST和GPx活性可能在扇贝高富集、高耐受Cd方面起重要作用。     

芘暴露对马氏珠母贝鳃和肝胰腺抗氧化酶活性的影响

在实验生态条件下,采用生态毒理学方法,选用海洋环境中常见的有机污染物多环芳烃芘（Pyrene）,以马氏珠母贝（Pinctada martensi）为实验材料进行毒理实验。研究了芘不同质量浓度（8、16、32和64μg·L^-1、不同时间（7,10 d）的胁迫对马氏珠母贝鳃和肝胰腺组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）3种抗氧化酶活性的影响。结果表明：3种酶在不同组织和不同胁迫时间的敏感性有所差异,在芘胁迫马氏珠母贝第7天,鳃组织中 SOD、POD、GPx 3种酶活性主要表现为诱导现象,高质量浓度组对3种酶活性均具有极显著诱导作用（p〈0.01）,而芘胁迫对肝胰腺3种酶活性的影响主要表现为抑制作用,且POD酶活性表现最敏感,在较低浓度组就被显著抑制（p〈0.01）;到染毒第10天,鳃组织中SOD、GPx两种酶诱导作用明显,POD诱导现象不显著（p〉0.05）,肝胰腺中3种酶活性与对照组相比诱导明显,并表现出一定的剂效关系。两种组织中SOD和GPx活性的变化具有一定的同步性。通过比较最低可观察效应质量浓度（LOEC）,发现在第7天,鳃组织中敏感性强弱表现为SOD=POD〉GPx,肝胰腺中表现为POD〉GPx〉SOD,而到第10d,两组织中敏感性又分别表现为GPx〉SOD〉POD,GPx=SOD〉POD。因此,在较短的暴露时间,POD酶活性可作为芘胁迫对马氏珠母贝的生物标志物,而对于较长时间的染毒实验,可选用 GPx 酶作为芘胁迫对马氏珠母贝的生物标志物以监测海洋环境芘污染。     

Antioxidant enzymatic activities and lipid peroxidation in liver and ovary of zebrafish (Danio rerio) exposed to deltamethrin

Deltamethrin (DM) is being used as a substitute for organochlorines and organophosphates in pest control because of its low environmental persistence and toxicity. But it has become an environmental contaminant as it has been used widely. In this study, we investigated the effect of DM (technical grade) on the antioxidant system of adult zebrafish. For this, six-month-old fish were exposed to 2, 4 and 6?μg/L of DM for 96?h. The tissues selected were liver and ovary. Our data showed that exposure to DM increases CAT (catalase), SOD (superoxide dismutase), GPx (glutathione peroxidase, antioxidant enzymes), LPO (lipid peroxidation, non-enzymatic antioxidant) and GST (glutathione S-transferase, detoxifying enzyme) in liver and ovary. Increased GST could detoxify the toxicant; still there could be enough DM to cause oxidative stress. It appears from our study that zebrafish used compensatory mechanisms in eliminating reactive oxygen species. These data will be useful as oxidative stress is being used as a biomarker for aquatic pollution.     

汞、硒暴露对紫贻贝(Mytilus edulis)抗氧化酶系统的影响

为了研究重金属汞及微量元素硒对海洋贝类的毒性效应,揭示汞、硒在生物体内的相互作用机制,用汞和硒对指示生物紫贻贝(Mytilus edulis)进行单一及联合亚慢性暴露实验。设置对照组(0μg·L-1)、汞暴露组(25μg·L-1Hg2+)、硒暴露组(4μg·L-1Se4+)以及硒汞联合暴露组(25μg·L-1Hg2++4μg·L-1Se4+)4个实验组,并分别在暴露期间的第0、2、4和6天定时采集样本,测定紫贻贝鳃SOD、GPx及CAT3种抗氧化酶活性。将实验数据进行ANOVA分析处理后,结果表明:与对照组相比,汞暴露组SOD和GPx均呈现先显著升高(p<0.05或p<0.01)后降低(p<0.01或p<0.001)的趋势,CAT则从第4天开始显著降低(p<0.05);硒暴露组中SOD活性始终高于对照组(p<0.001),GPx活性在第2天也显著升高(p<0.001),CAT活性始终与对照组相近;硒汞联合作用与汞暴露组相比,SOD、GPx和CAT活性在不同时间点均有显著升高(p<0.05),而与硒暴露组相比,3种酶活性均低于硒单独暴露的水平。说明汞在短期能够诱导抗氧化酶活性,随着暴露时间的延长,则表现出明显的抑制作用;微量硒能够增强抗氧化酶系统活性,对汞导致的氧化损伤具有拮抗作用。     

Mercuric chloride induced proteotoxicity and structural destabilization in marine fish (Therapon jarbua)

The reaction byproducts derived from lipid peroxidation (LPO), as well as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione peroxidase (GPx) enzyme activities were measured in tissues of marine fish (Therapon jarbua) exposed to mercuric chloride (HgCl) in water dispersions of 0.125 or 0.25 ppm. LPO was significantly increased in various tissues relative to control values after 96-h exposure. SOD and GPx activities significantly decreased after exposure to first two doses but significantly elevated CAT in Dose II kidney and liver tissues. The elevated levels of LPO, decreased activities of SOD and GPx, and increased CAT activities in all tissues examined in T. jarbua are an index of oxidative stress in fish. Structural analysis by scanning electron microscopy studies revealed the structural deformation in HgCl₂-exposed animals. These observations suggest that HgCl acts as a mediator in free radical generation. The increase in CAT and decrease in SOD and GPx activities in these tissues may be an adaptive response.     

消油剂与120#燃料油对马粪海胆(Hemicentrotus pul-cherrimus)抗氧化酶活性的影响

在溢油事故应急处置中,消油剂的使用备受争议。为探究消油剂和溢油对海洋底栖模式生物海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)复合毒性效应,通过WAFs(Water-accommodated fractions)和CEWAFs(Chemically enhanced water-accommodated fractions)的96 h暴露实验,测定海胆肠和性腺中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性的变化。实验结果表明:随油水配比浓度的增加,4种酶活性呈现先升高后降低趋势,且酶活性峰值均极显著高于海水对照组水平(P0.01)。肠中4种酶活性最大诱导倍数均高于性腺。相同暴露浓度下,CEWAFs组4种酶活性诱导程度均高于WAFs组。消油剂对照组和海水对照组间4种酶活性则无显著性差异(P0.05)。     

翡翠贻贝内脏团抗氧化酶活性及脂质过氧化物含量对苯并(b)荧蒽胁迫的生物响应研究

为了研究苯并(b)荧蒽这一典型的多环芳烃化合物对水生生物的毒性效应,测定了不同浓度(2.0、10.0和50.0 μg· L-1)苯并(b)荧蒽胁迫15 d和清水释放10 d后翡翠贻贝(Perna viridis)内脏团组织中抗氧化酶(CAT、SOD和GPx)活性和MDA含量的变化.结果表明,2.0 μg· L-1浓度组...     

溴氰菊酯对菲律宾蛤仔体内酶活性和组织损伤的初步探索

采用不同质量浓度的溴氰菊酯(0.0070 mg·L~(-1)、0.014 mg·L~(-1)、0.020 mg·L~(-1)、0.027 mg·L~(-1))对菲律宾蛤仔进行20 d半静置染毒,测定不同时间淋巴液中乙酰胆碱酯酶(ACh E)和钠离子-钾离子-三磷酸腺苷酶(Na~+-K~+-ATPase)活性、鳃和肝脏中谷胱甘肽转硫酶(GST)活性的变化,并观察染毒20 d后鳃丝组织和消化盲囊组织的损伤情况。酶活性分析结果显示,与对照组相比,低浓度组(0.0070 mg·L~(-1))试验期间酶活性均无显著差异(P0.05);中浓度组(0.014 mg·L~(-1)、0.020 mg·L~(-1))淋巴液中ACh E和Na~+-K~+-ATPase均呈先激活后抑制的变化规律(P0.05),鳃和肝脏中GST活性均呈上升趋势(P0.05);高浓度组(0.027mg·L~(-1))淋巴液中ACh E和Na~+-K~+-ATPase、肝脏中GST活性在试验期间持续下降(P0.01),而鳃中GST活性呈先抑制后升高的趋势(P0.05)。研究表明,低中浓度的溴氰菊酯对菲律宾蛤仔体内的酶活性表现为先诱导后抑制,具有明显的时间、剂量效应;高浓度的溴氰菊酯对菲律宾蛤仔体内酶活持续抑制,且染毒浓度越高,组织细胞变异越显著,表现为鳃丝上皮细胞纤毛层萎缩、纤毛脱落,消化盲囊上皮细胞膨胀,出现包涵体样结构。     

纳米氧化镍颗粒对长牡蛎(Crassostreagigas)抗氧化防御体系的影响

纳米氧化镍(nNiO)作为一种广泛使用的纳米颗粒,其水生毒理效应研究还很有限。为探索n Ni O对海洋贝类的毒性机制,本研究将长牡蛎(Crassostrea gigas)置于不同浓度(0、1、10、100 mg·L~(-1))的n Ni O中暴露96 h,分别测定鳃和消化腺组织的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,并通过实时荧光定量PCR技术测定了鳃和消化腺中应激蛋白HSP70和AOX基因的表达变化。结果显示:在100 mg·L~(-1)n Ni O处理下,2种组织中MDA含量均显著性升高(P0.01),显示纳米颗粒造成了长牡蛎的脂质过氧化,并可能引起相应的氧化损伤。同时,n Ni O暴露也诱导了长牡蛎抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性的改变。其中,SOD和CAT活性在10 mg·L~(-1)浓度处理组达到最高,而POD活性在1 mg·L~(-1)浓度组即达最高值。在高浓度n Ni O(100 mg·L~(-1))胁迫下,3种抗氧化酶的活性均比低浓度(1和10 mg·L~(-1))处理组降低,表明抗氧化酶的保护作用在较低浓度暴露下更有效;而热激蛋白(hsp70)和交替氧化酶(aox)基因却分别在长牡蛎消化腺和鳃组织中上调表达(P0.01),并表现出一定的组织差异。说明高浓度纳米颗粒暴露中主要是应激蛋白发挥了作用。本文结果为纳米氧化镍对海洋双壳贝类的毒性机制研究及生态风险评估提供了基础数据。