菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶体内的富集动力学研究

采用室内半静态双箱动力学模型实验,研究了菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶(Anadara subcrenata)体内的生物富集,通过对富集与释放过程中毛蚶体内菲和Cd的富集量进行非线性曲线拟合,获得了菲和Cd单一及复合污染条件下在毛蚶体内的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、生物半衰期B1/2和平衡状态下最大富集量CA max等动力学参数。实验结果表明,菲和Cd在实验前期富集速率较高,8 d以后富集速率减缓,释放阶段与富集阶段相似。毛蚶对菲的BCF值为37.80,远大于Cd的BCF值13.12,且生物半衰期时间更长,菲更容易在生物体内富集。菲和Cd联合暴露条件下,在毛蚶体内的CA max和BCF值均大于单一作用,说明二者同时暴露时,毛蚶对菲和镉的吸收富集均有所增强。实验模型拟合度较好,输出值和实测值之间无显著性差异,拟合方程和拟合参数可信。     

0#柴油和原油水溶性成分在黑鲷(Sparusmacrocephlus)体内的富集动力学

石油是海洋环境中的一类重要污染物,为探索石油烃在海洋生物体内的生物富集动力学特征,应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了黑鲷(Sparus macrocephlus)对0#柴油和东海平湖原油水溶性成分(Water accommodated fraction,WAF)的生物富集实验,通过对富集与释放过程中黑鲷体内石油烃的动态检测以及对检测结果的非线性曲线拟合,获得黑鲷对0#柴油、原油WAF的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、平衡状态下黑鲷体内石油烃含量CAmax和生物学半衰期B1/2等动力学参数.拟合结果得到的各动力学参数分别为:黑鲷对0#柴油WAF的吸收速率常数k1范围为3.46-4.87、k2为0.047 6-0.070 8、BCF为48.79-102.30、CAmax为1.53-2.93 mg/kg、B1/2为9.79-14.57 d;黑鲷对原油WAF的吸收速率常数k1范围为2.12-5.75、k2为0.036 3-0.050 5、BCF为58.35-147.21、CAmax为4.01-7.00 mg/kg、B1/2为13.71-19.08 d.黑鲷对0#柴油、原油WAF的吸收速率常数k1、BCF均随外部水体中石油烃浓度的增大而减少,对0#柴油和原油WAF的释放速率常数k2与外部水体中石油烃浓度无明显相关性,CAmax整体随外部水体中石油烃浓度的增大而增大.对模型的拟合优度检验结果显示,模型的拟合优度良好.研究表明,0#柴油在黑鲷体内的富集量低于原油WAF、释放量略高于原油WAF,不同种类石油的烃类组分可能是主要控制因子之一.     

鲍鱼对2种多环芳烃的富集动力学研究

为探究多环芳烃(PAHs)在海洋生物体内富集过程,选择皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)作为受试生物,应用半静态双箱动力学模型,分别考察了3-甲基菲和9,10-甲基蒽2种多环芳烃在皱纹盘鲍体内的富集动力学过程,通过非线性拟合获得鲍鱼对2种多环芳烃的吸收速率常数(K_1)、释放速率常数(K_2)、生物富集因子(BCF),以及平衡状态下鲍鱼体内2种多环芳烃的含量(Cmax)、生物学半衰期(t_(1/2))等动力学参数。结果表明,鲍鱼对9,10-甲基蒽富集动力学参数K_1、K_2、BCF、Cmax、t_(1/2)的平均值分别为4.9437、0.406、13.59、790.03μg·L~(-1)、3.78 d。鲍鱼对3-甲基菲富集动力学参数K_1、K_2、BCF、Cmax、t_(1/2)的平均值分别为2.3023、0.367、5.97、354.37μg·L~(-1)、3.13 d。鲍鱼在不同浓度下对3-甲基菲和9,10-甲基蒽的生物富集过程均符合双箱动力学模型。     

双齿许水蚤(Pseudodiaptomus dubia)对亚热带虾池Cu和Zn的富集

重金属污染是对虾养殖环境主要污染现象之一,查明重金属在环境中的迁移规律对养殖水质调控和对虾健康养殖具有重要意义.本文采用火焰原子吸收分光光度计测定在不同暴露时间下双齿许水蚤(Pseudodiaptomusdubia)对Cu和Zn的富集量,研究了双齿许水蚤对Cu和Zn富集动力学,并探讨了温度和盐度对其富集的影响.结果表明:双齿许水蚤对Cu和Zn的富集过程均经历了快速、慢速和平衡3个阶段,实验24h达到富集平衡;双齿许水蚤对Cu和Zn的富集动力学参数k1(Cu)=0.077＜k1(zn)=0272,BCF(cu)=0.344＜BCFZn)=2.252,双齿许水蚤对Zn的富集速率和富集能力均大于Cu.温度对双齿许水蚤Cu和Zn富集的影响显著(p＜0.05),最适温度范围为15 ～30℃;盐度对双齿许水蚤Zn富集的影响极显著(p＜0.01),而对Cu富集的影响不显著(p＞0.05),对Cu和Zn适宜的富集盐度范围为10 ～35.这些研究结果说明,双齿许水蚤对Cu和Zn均具有较强的富集能力,在对虾养殖期间,应通过循环过滤设施去除受到重金属污染池塘中的浮游动物,减少幼虾对其摄食和虾体中重金属的积累量,从而降低食品安全隐患.     

磺胺类抗生素在斑马鱼体内的生物富集性及模型预测评估

针对磺胺类抗生素在鱼体内的生物富集特性,采用半静态生物富集测试法,研究磺胺二甲嘧啶(SMT)和磺胺甲恶唑(SMX)在斑马鱼(Brachydanio rerio)体内的生物富集规律及生物富集系数(bio-concentration factor,BCF),并选用3种常用预测模型对2种磺胺类抗生素的BCF值进行估算,比较了估算值与实际测定值,为磺胺类抗生素生物富集性的预测提供依据。研究结果表明,当暴露浓度为0.01 mg·L~(-1)~1.00 mg·L~(-1)时,鱼体对SMT的最大生物富集系数BCF值为1.11,最大富集量出现在暴露24~48 h期间;SMX的最大BCF值为1.15,最大富集量处于暴露96~168 h之间。根据磺胺类抗生素的理化性质,通过比较3种生物富集预测模型获得SMT和SMX的BCF值,发现其中Kow预测模型所得估算值最为接近实测值。因此可利用该模型作为磺胺类抗生素富集性的预测工具,为我国兽药抗生素的环境风险预测和评价提供依据。     

戊唑醇在环境中的降解迁移和生物富集性研究

戊唑醇属于内吸性三唑类杀菌农药,在国内广泛用于田间病虫防治,故其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了戊唑醇在水-沉积物中的降解特性、土壤中的吸附性和在斑马鱼中的生物富集性。结果表明:好氧条件下,戊唑醇在河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解半衰期分别为533.2、433.2 d;厌氧条件下,河流与湖泊水-沉积物系统中降解半衰期分别为364.8、1 732.9 d;沉积物系统降解半衰期较长,降解速率主要受水中戊唑醇的降解速率影响。戊唑醇在江西红壤、太湖水稻土、常熟乌杉土、东北黑土中的吸附性符合Freundlich方程,Kd值分别为7.4、11.8、11.2和15;吸附性大小次序为东北黑土太湖水稻土常熟乌杉土江西红壤;以有机碳含量表示的土壤吸附常数KOC在698.9~1 635.5之间;影响戊唑醇土壤吸附性的主要因素为土壤有机质含量和p H。戊唑醇在斑马鱼中的生物富集系数BCF8 d为21.52~25.30,具有中等富集性。戊唑醇在水体环境中具有较强稳定性,不易被土壤吸附,且具有一定的生物富集性,可能会对水体和水体生物造成一定的污染。     

污染沉积物中重金属的释放及其动力学

研究了广州城市水体污染沉积物在不同pH条件下释放重金属的能力以及酸性条件下重金属的释放动力学。研究结果表明,重金属从污染沉积物中的释放主要是在酸性(pH<4)条件下发生,并且释放率随pH的升高而迅速降低。重金属的释放顺序大致为Cu≈Zn≈Ni>Pb。重金属的释放动力学过程可分为两个阶段,第一阶段一般认为是重金属从沉积物表面的快速解吸过程,第二阶段则可能是重金属缓慢地从沉积物内部微孔向溶液的扩散过程。释放动力学过程可以用Elovich方程和双常数速率方程(Freundlich修正式)较好地描述。     

长江南京段近岸沉积物中重金属富集特征与形态分析

在对长江南京段八卦洲和杨中两个冲积洲近岸沉积物及其优势野生植物中A1、Cu、zn、Cr、Pb、Nj和Cd元素含量分析的基础上,分别考查了这些重金属的富集系数(EF)和生物富集因子(BCF),并采用BCR连续提取法对Cd的赋存形态进行了研究.结果表明,本区域长江近岸沉积物和野生植物中重金属存在不同程度的富集现象,两洲沉积物中Cu、Cr、Pb、Ni、Cd均有富集趋势,各元素EF>1的样品占总样品比例分别为Cu 50%、Cr40%、Pb40%、Ni 40%、Cd20%.而在野生桐蒿和芦蒿两种优势植物中Cd富集显著,其中桐蒿的BCF平均值高达2.57.采用BCR连续提取法对沉积物中Cd进行形态分析,结果显示,沉积物中Cd主要以酸溶/交换态(B1)和可还原态(B2)为主,二者分别为31.7%和45.5%,占到总量的70%以上,B1态远高于一般土壤和沉积物中重金属的分布,表现出很强的迁移性和生物可利用性.新生成沉积物较老沉积物中的B1态有显著增加,反映出沉积物越新,Cd的迁移性越强的趋势.研究结果说明长江城市段近岸沉积物中Cd受近期人为因素影响明显,具有一定的生态风险.     

不同阳离子影响下小麦根吸收镉的动力学过程(Kinetic Uptake of Cadmium by Wheat（Triticum aestivum） Roots Affected by Cations)

生物配体模型（BLM）是基于稳定态假设的一个平衡模型,能够较准确地运用于预测重金属的毒性及其生物有效性. 根据BLM模型的假设条件模拟土壤溶液,研究了Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+对小麦根吸收Cd2+动力学的影响,阐述了BLM在应用中存在的局限性. 结果表明：在8h内的短期动力学吸收实验中,小麦根对Cd的吸收及吸附量呈线性增加,但未达到稳定值,这说明Cd2+在根-液界面未达到稳定平衡;并且小麦根对Cd的吸收是受溶液中Cd2+扩散速率影响的. 小麦根对Cd的吸收通量与Cd2+浓度［Cd2+］和Cd与小麦根表上的配体结合浓度｛Cd-Rcell｝都具有较好的线性关系,但随着Cd2+浓度的增加稳定常数KM-Rcell、渗透常数p和同化速率常数kint均呈降低趋势. Ca2+、Mg2+和Cu2+降低了小麦根对Cd2+的吸收通量,而Ni2+对Cd2+的竞争作用不显著. 由于Cd与Ca、Ni有共同的吸收通道,Ca通道吸收达到饱和后可降低小麦根对Cd的吸收,但是Ca2+、Mg2+和Cu2+通过降低内化速率常数也可使小麦根对Cd的内化通量减少,因此不能完全用竞争效应解释其结果. 另外,阳离子的存在会改变小麦根表的性质,Ca2+、Mg2+的存在会增加亨利系数KCd,即生物配体浓度｛Rcell｝和（或）离子与生物配体结合稳定常数KCd-Rcell会增加,同时这些离子的存在还会降低渗透常数p和kint;Cu2+、Ni2+的存在会降低KCd;且p和k在低浓度Cd（0.01~0.05μM）条件下增加,在高浓度Cd条件下降低.     

稻瘟酰胺在水/沉积物中的降解及生物富集性研究

稻瘟酰胺是一种新型内吸型杀菌剂,其在水体环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了稻瘟酰胺在水-沉积物中的降解特性和在斑马鱼中的生物富集性。结果表明,在水-沉积物降解中,好氧条件下河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解半衰期分别为169.1、60.3 d,厌氧条件下的降解半衰期分别为173.3、126.0 d,湖泊体系的降解速率快于河流体系。稻瘟酰胺在水-沉积物体系中主要存在于沉积物中,系统降解速率主要受沉积物中的降解速率影响。稻瘟酰胺在斑马鱼中的生物富集系数BCF_(8d)达64.8~189.1,具有中等富集性。稻瘟酰胺在水体环境中具有较强稳定性,且具有一定的生物富集性,可能会对水体和水体生物造成一定的污染影响。     

14C标记的月桂酸盐在淡水勾虾（Hyalella azteca）中的生物富集、代谢及空间分布

对水的生物蓄积性监管评估通常是基于鱼类流水暴露试验得出生物浓缩因子（BCF）。这样的实验需要很多实验动物，而且费时费钱。最近，有人提出了一种替代性的有机中性化合物的测试方法，即用勾虾（Hyalella azteca）进行测试得到BCF值，该值与鱼类 BCF值有很强的相关性。本文研究了离子化合物月桂酸盐在H. azteca中的生物浓缩潜力。 采用流动和半静态的方法对勾虾H. azteca进行1-14C-月桂酸钠暴露实验。由于该化合物的生物降解速度快，需要采用半静态方法，即频繁更换介质，以确保介质浓度稳定。月桂酸盐也可被H. azteca快速代谢。在勾虾组织中测得的总放射性中有很大一部分是不能提取的，这表明矿化月桂酸盐富集在H. azteca的钙化外骨骼中。这在使用14C标记的碳酸盐的进一步研究中得到了证实。以游离脂肪酸计量，月桂酸盐的脂质标准化（5.0%）的勾虾 BCF为8.9。H. azteca的生物浓缩研究结果证实了先前在鱼类中观察到的试验项目的低生物富集潜力。然而，需要测试更多的具有不同性质的有机离子化合物，以评估鱼和勾虾的BCF数据之间是否存在一般相关性。     

鲤鱼对三种硝基芳族化合物的摄取、释放和生物富集

用第二松花江水和鱼体中多次检出的三种硝基芳族化合物来分别测定鲤鱼体中的生物富集系数（ＢＣＦ），摄取和释放动力学参数，以及在肌肉、肠、肝和鳃等组织中的分布。试验在半静态条件下进行。硝基芳族化合物在鲤鱼体内的释放可用双区一级动力学模型很好地描述。鲤鱼对２，４－二硝基甲苯和对硝基氯苯的富集过程中发现有未知的代谢产物生成。     

单独与混合暴露条件下褶纹冠蚌对Cu、Zn的积累与分布

采用室内模拟方法,在单独与混合暴露条件下研究了褶纹冠蚌(Cristaria plicata)对Cu、Zn的积累与分布特征.结果表明:褶纹冠蚌对水环境中的Cu、Zn具有良好的积累能力,持续暴露8d内,体内各组织重金属积累量基本呈线性上升,其中鳃与外套积累速率最快(p<0.05).Cu在褶纹冠蚌鳃、内脏团和生殖腺中的积累速率与Zn之间存在显著差异(p<0.05),且Cu、Zn之间在各组织中的积累拮抗作用明显.暴露前,Cu含量在褶纹冠蚌体内依次为:生殖腺>外套、内脏团>鳃、足>肌肉(p<0.05),变化幅度为10倍左右;Zn含量依次为:鳃>内脏团>生殖腺>足、外套>肌肉(p<0.05),变化幅度为4倍左右.暴露后,外套和鳃对Cu、Zn的积累量最高,且Cu、Zn含量在不同组织间的变化幅度明显增加.暴露前后,Cu含量在不同组织间的变化幅度均高于Zn.不同暴露条件下,褶纹冠蚌不同组织对Zn的浓缩系数(BCF)明显高于Cu.     

Assessment of heavy metals in water,sediment, Anabas testudineus and Eichhornia crassipes in a former mining pond in Perak,Malaysia

The concentrations of Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn and Zn were analysed in water, sediment, muscle of climbing perch fish (Anabas testudineus), and tissue of water hyacinth plants (Eichhornia crassipes) collected from a former tin-mining pond in Perak, Malaysia. The monitoring was performed during the minimum and maximum rainfall periods. The concentrations of As, Cr, Fe, Ni, Pb and Zn in water exceeded the permissible limits set by the Interim National Water Quality Standards for Malaysia (INWQS). The risk index (RI) values determined for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb and Zn in sediment presented a low degree of ecological risk. The order of the top three heavy metals measured in fish muscle was Zn?>?Fe?>?Al. The estimated daily intake (EDI) of As and Cr exceeded the allowable limits in both rainfall periods. The bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF) values of Zn in water hyacinth were 24.865 and 3.214, respectively. The concentrations of Cu and Zn in the plant tissue were significantly correlated (p?<?.05) with the concentrations of heavy metals in water. Overall, climbing perch and water hyacinth are excellent bioindicators of environmental impacts on water bodies.     

Heavy metal accumulation in certain marine animals along the East Coast of Chennai, Tamil Nadu, India

Heavy metals disposed through anthropogenic activities find their way into the oceans and seas through the rivers or through direct fall out from factory effluents. These heavy metals resuspend back into the water column along with the sediments and are known to affect the marine animals. Marine animals like fish, prawn, crab and mussel were collected along the East Coast (off Pulicat lake to Chennai Harbour) to evaluate trace metal concentrations in various tissues. The above specimens accumulated heavy metals such as Zn, Pb, Cu, Co, Cr, Ni and Cd. Fish, prawn, crab and mussel revealed higher concentration of heavy metals such as Zn, Pb, Cr Co, Cu and Ni and Cd in low levels. The results revealed that the heavy metal concentrations in the marine animals are below the threshold levels associated with the toxicological effects and the regulatory limits. The bioconcentration factors revealed that the animals have accumulated heavy metals along the food chain rather than from the water column and sediment.     

啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集特性及其对SDH和复合物Ⅱ活性的抑制

为进一步探索啶酰菌胺对水生生物的毒性,选择斑马鱼为供试生物,采用半静态法,研究了啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集与消除规律及对其肝脏和鳃的毒性作用。结果表明,斑马鱼暴露于0.08、0.32 mg·L~(-1)中,14 d后均达到富集平衡,28 d生物富集系数(BCF_(28 d))分别为35.50和36.72。在0.16、0.32 mg·L~(-1)浓度下,斑马鱼的比肝重(HSI)和比鳃重(BSI)均明显高于对照组,而肝脏和鳃中琥珀酸脱氢酶(SDH)和线粒体呼吸链复合物II活性均明显低于对照组,浓度低于0.08 mg·L~(-1)时,对斑马鱼无明显影响。由此可知,啶酰菌胺对斑马鱼为中等富集性,并对其肝脏和鳃有一定毒性作用。     

Biokonzentration von persistenten superlipophilen Chemikalien in aquatischen Organismen

According to generally accepted theory, persistent superlipophilic chemicals with logn-octanol/water partitioning coefficient (log K_ow) >6 and molecular sizes >9,5 Å, such as octachlorodibenzo-p-dioxin, decachlorobiphenyl, Mirex etc., do not significantly bioconcentrate in aquatic organisms from ambient water. In the light of new results and considerations, this hypothesis has to be revised. The most convincing argument against this hypothesis is that in all bioconcentration experiments with superlipophilic chemicals compound concentrations have been applied which exceeded water solubility by several orders of magnitude. In this paper we describe various methods how to determine bioconcentration (BCF) factors of superlipophilic compounds. As exemplified with octachlorodibenzo-p-dioxin and Mirex, BCF values evaluated by this means match well those calculated by QSARs for fish and mussels based on log K_ow and water solubility as well. As expected these BCF values exceed previous ones by several orders of magnitude. As practical consequences, we recommend for BCF evaluations of superlipophilic chemicals:

1. flow-through systems, kinetic method (OECD guideline No 305 E)
2. ambient concentrations≤water solubility.

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