有机硅助剂Breakthru S240对大型溞的毒性研究

参照OECD推荐的化学品对水生生物的标准试验方法,测定了有机硅助剂Breakthru S240对大型溞Daphnia magna的急性、慢性毒性和胚胎毒性,以期综合评价有机硅助剂对大型溞的毒性效应.结果表明:有机硅助剂对大型溞的48h-LC50值为1.218mg/L,为中毒.21d慢性毒性结果显示,有机硅助剂对大型溞的产溞量、产溞胎数、21d体长和蜕皮次数都有显著的影响,且随着处理浓度的增大而更加明显.母溞暴露Breakthru S240后,对F1(1st)代的生长和繁殖没有显著影响,但F1(3rd)代的恢复比F1(1st)代差,虽然Breakthru S240对F1(3rd)代生长影响不大,但对其繁殖有显著影响.这可能与母溞的暴露时间有关.另外,高浓度有机硅助剂对大型溞胚胎发育也存在一定的威胁,孵化抑制率高达68.50%.     

壬基酚对浮游生物的毒性效应及其食物链传递研究

以蛋白核小球藻及5种枝角类(微型裸腹溞、多刺裸腹溞、盔型溞、蚤状溞、大型溞)浮游动物为研究对象,开展壬基酚(NP)对浮游生物的毒性效应,及NP在"水-蛋白核小球藻-大型溞"食物链的生物富集和生物传递能效研究.结果表明:NP对微藻的半抑制效应浓度为3.33mg/L;对5种枝角类浮游动物的48h半致死效应浓度范围介于8.67~131.79μg/L,裸腹溞属耐受性显著高于溞属.1和5μg/LNP连续暴露下,大型溞存活率显著降低,且首次繁殖时间延迟,前者仅在第8d有子代产出,而后者未观察到子代个体.微藻对培养液中0.1mg/LNP的生物富集系数(BCF)在3h时达到最大值7393.投喂NP暴露后的微藻,大型溞摄食率呈显著降低的趋势,且第3d天出现死亡现象.大型溞体内NP含量最大值为0.07mg/g,NP经蛋白核小球藻传递到大型溞的生物富集系数仅为0.097.NP的低食物链传递可能与大型溞对NP的转化、大型溞生长过程中的蜕壳以及摄食后的消化和排泄过程有关.     

纳米氧化锌致大型溞的毒性效应特征

采用半静态暴露的方法,以大型溞的死亡率、显微结构损伤、蜕皮率、游泳行为等作为毒性测试终点,研究不同浓度纳米氧化锌(ZnONP)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应.结果显示,ZnONP水溶液稳定性差,在溶液中沉降率随着浓度增大而增大,Zeta电位降低.ZnONP对大型溞处理48 h的半数致死浓度LC_(50)为3 mg·L~(-1),ZnONP致大型溞的死亡率呈现一定的时间-效应关系;ZnONP暴露会使大型溞肠道和体表损伤.经显微结构观察发现,ZnONP可粘附在大型溞体表面,并引起大型溞游泳的垂直高度升高,大型溞蜕皮时间延迟,成功蜕皮率降低.结果表明ZnONP对大型溞个体和行为产生一定的毒性效应,其毒性效应的机理与其颗粒物对大型溞肠道和体表粘附有直接的关系,研究结果对合理地评价纳米材料对水生生物的影响有一定的理论参考价值.     

水体BTEX污染对大型溞和霍普水丝蚓的毒性效应及水环境安全评价

以大型溞(daphnia magna)和霍普水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为受试生物,研究了甲苯、乙苯和二甲苯等苯系物(BTEX)的水生生态毒性效应.结果表明,3种污染物对大型溞和霍普水丝蚓毒性影响呈明显的剂量-效应关系,且毒性作用随暴露时间延长而增加.水体中甲苯、乙苯和二甲苯污染对大型溞的24h EC50分别是172.1、50.1和63.6 mg·L-1,48h EC50分别是136.9、42.9和50.3 mg·L-1;对霍普水丝蚓的24hLC50分别是194.8、71.9和88.0 mg·L-1;48h LC50分别是185.2、46.8和75.6 mg·L-1;96h LC50分别是170.4、38.8和71.9 mg·L-1.根据3种污染物对2种受试生物的毒性试验结果,预测水体中甲苯、乙苯和二甲苯的安全浓度sc分别为13.7、3.9和5.0 mg·L-1,最大允许浓度MPC分别为1.4、0.4和0.5 mg·L-1.     

微塑料对大型溞摄食和抗氧化防御系统的影响

微塑料（Microplastics,MPs）作为一种新兴环境污染物,其环境效应已引起了广泛关注.为揭示不同粒径微塑料对淡水生物摄食和抗氧化防御系统的影响规律,以100 nm、5 μm、50 μm聚苯乙烯（Polystyrene,PS）微塑料为研究对象,以大型溞（Daphnia magna）为受试生物,研究微塑料在大型溞体内的积累量、停留量,以及对大型溞滤水率、摄食率以及抗氧化防御系统的影响.结果表明:3种粒径的微塑料均可被大型溞摄入,100 nm和5 μm的微塑料在大型溞体内的积累量和停留量均高于50 μm的微塑料,50 μm的微塑料主要黏附在胸肢处,而100 nm和5 μm的微塑料能在大型溞肠道中积累.暴露于3种粒径的微塑料后,大型溞的滤水率和摄食率较对照组分别降低了50.7%±9.5%和39.2%±10.7%.3种粒径的微塑料均能促进大型溞体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性的升高,并诱导丙二醛含量升高,导致大型溞氧化损伤.研究显示,微塑料损伤大型溞的食物过滤器,堵塞消化道,降低其滤水率、摄食率,造成大型溞氧化损伤,微塑料暴露对大型溞的摄食和抗氧化防御系统造成了不利影响.      

8种典型PhACs在水中的赋存、生态风险及其对大型溞的影响

检测了8种典型的药物活性化合物(PhACs)在污水处理厂尾水受纳河流中的赋存情况.结果显示8种PhACs夏、冬两季总浓度范围分别为27.6～226.4 ng·L~(-1)和56.6～368.8 ng·L~(-1),其中咖啡因的浓度最高(16.2～125.8 ng·L~(-1)),其次是罗红霉素(3.3～89.2 ng·L~(-1))和布洛芬(3.6～59.2 ng·L~(-1)). 8种PhACs对绿藻、溞类和鱼类的总体生态风险(MRQ)在夏、冬两季分别为1.51、 0.08、 5.68和8.34、 0.22、 6.45,其中酮康唑、红霉素和布洛芬对藻类、溞类和鱼类MRQ的贡献率分别达到了49%、 85%和92%以上.从敏感物种来看,冬季绿藻对PhACs最为敏感,夏季鱼类对PhACs最为敏感.环境浓度下PhACs对大型溞21 d混合暴露实验结果显示:混合PhACs能够显著干扰大型溞的生长、生殖情况,显著提升了大型溞生殖能力和游泳活性,降低了心脏和胸肢跳动频率.     

大型溞母溞暴露于氨氮所产子代对氨氮毒性的耐受性

采用大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,在测定了氨氮对大型溞的急慢性毒性效应的基础上,进一步研究了在慢性毒性试验中暴露于氨氮环境下的母溞所产子代对氨氮的毒性响应.急性毒性试验结果表明,氨氮对大型溞的24 h和48 h的LC50分别为165.97和69.54 mg/L.21 d慢性试验结果表明:大型溞的生长指标——脱皮数是对氨氮最为敏感的毒性参数;其慢性毒性下限值(LCL)和慢性毒性上限值(UCL)分别为1.88和3.75 mg/L;据此计算出的慢性毒性值(CHV)为2.66 mg/L,急慢性比(ACR)为26.14.在慢性试验中,暴露于毒物的母体所产的子代幼溞,与对照组相比,其48 h LC50都有所增大(增幅为13.7%～56.2%),说明对毒物的适应性有所增强.     

四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的急性和慢性毒性

为了明确四溴双酚A和三溴苯酚两种溴系阻燃剂对水生生物的生态危害,测定对比了四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的急性毒性(48h-LC50,48 h半数致死浓度)和慢性毒性(包括21 d繁殖量、内禀增长率、净生殖率毒性影响的EC5(5%效应浓度)或NOEC(最高无效应浓度)等),在此基础上采用评估因子法外推四溴双酚A和三溴苯酚的预测无效应浓度(PNEC).毒性测试结果表明,四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞21 d敏感繁殖毒性终点EC5(内禀增长率、净生殖率)均比48 h急性毒性LC50低2个数量级,且低于其对繁殖量毒性影响的NOEC.危害评估结果显示,三溴苯酚和四溴双酚A基于慢性毒性的PNEC低于基于急性毒性的PNEC.以繁殖量、内禀增长率和净生殖率毒性危害的EC5值作为大型溞繁殖毒性指标可能比NOEC更能敏感地表征化学品对溞类的危害,四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的慢性繁殖毒性作用相比急性毒性作用更应引起关注,采用以慢性毒性数据为基础的危害评估结果可以较好地保护物种的安全.     

一种离子液体——溴化1-辛基—3-甲基咪唑对大型溞摄食强度的影响

用计数法研究了一种离子液体--溴化I-辛基-3-甲基咪唑对大型溞滤水率和摄食率的影响及恢复条件下子代大型溞摄食强度的变化,以初步探讨离子液体对水生生态系统可能的影响.实验结果表明:离子液体显著降低了母代大型溞的滤水率和摄食率,最低浓度(7μg·L-1)处理组二者分别比对照下降了26.5%和20.6%,最高浓度处理组(112μg·L-1)二者下降了84%和80%;子代的滤水率和摄食率也受到抑制,且抑制程度大于母代,在离子液体浓度为112μg·L-1时子代第3胎幼潘滤水率和摄食率的下降比率高达95.5%和94.3%.将母体暴露于不同浓度离子液体的大型溞的子代第1胎和第3胎幼溞转入恢复实验,较低浓度处理组其摄食行为得到一定的恢复,但高浓度处理组仍受到较强的抑制,约比对照下降了80%.因此,离子液体严重影响了大型溞的摄食强度,对水生生态系统安全具有潜在的威胁.     

壬基酚对浮游生物的毒性效应及其食物链传递

以蛋白核小球藻及5种枝角类（微型裸腹溞、多刺裸腹溞、盔型溞、蚤状溞、大型溞）浮游动物为研究对象,开展壬基酚（NP）对浮游生物的毒性效应,及NP在“水-蛋白核小球藻-大型溞”食物链的生物富集和生物传递能效研究.结果表明：NP对微藻的半抑制效应浓度为3.33mg/L;对5种枝角类浮游动物的48h半致死效应浓度范围介于8.67~131.79μg/L,裸腹溞属耐受性显著高于溞属.1和5μg/LNP连续暴露下,大型溞存活率显著降低,且首次繁殖时间延迟,前者仅在第8d有子代产出,而后者未观察到子代个体.微藻对培养液中0.1mg/LNP的生物富集系数（BCF）在3h时达到最大值7393.投喂NP暴露后的微藻,大型溞摄食率呈显著降低的趋势,且第3d天出现死亡现象.大型溞体内NP含量最大值为0.07mg/g,NP经蛋白核小球藻传递到大型溞的生物富集系数仅为0.097.NP的低食物链传递可能与大型溞对NP的转化、大型溞生长过程中的蜕壳以及摄食后的消化和排泄过程有关.     

聚氯乙烯和橡胶中化学成分的浸出行为及生态毒性

为探究塑料中化学成分的浸出行为及其生态毒性,以环境中广泛存在的聚氯乙烯(PVC)和橡胶(CTR)为研究对象,筛选25种有机塑化剂和15种金属作为目标物质,分析其在PVC和CTR材料中的浸出潜能,利用大型溞的急性致死效应和慢性亚致死效应(心率、胸肢跳动和游泳活性)表征了PVC和CTR浸出液的生态毒性效应。结果表明,PVC和CTR浸出液中共检出21种化学成分,其中邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、双酚A(BPA)、双酚F(BPF)、Ca和Zn的浸出浓度较高。CTR中浸出的塑化剂和金属总浓度分别是PVC的8.8倍和1.2倍,且CTR中浸出的新型塑化剂BPF浓度达到3.51μg/g,显著高于BPA的浸出浓度。对比不同条件下浸出的物质量差异,发现光照能够加速PVC和CTR中DiBP、Zn和Ca等物质的释放,其赋存状态还受到细菌作用的干扰。CTR浸出液对大型溞的急性致死效应明显,48h半数致死浓度(LC₅₀)为浸出原液的19.1%。慢性暴露条件下,PVC浸出液对大型溞心率、胸肢跳动和游泳活性产生明显抑制作用,并造成大型溞肢体肥大。PVC和CTR等塑料颗粒不断排放,并在环境中累积,其生物毒害效应不容忽视。     

基于细菌学研究改性生物炭对抗生素的降解机制

分别选取3个裂解温度下制备的改性生物炭——MBC350,MBC500和MBC700,2种抗生素——磺胺甲噁唑（SMX）和氯霉素（CAP）,考察MBCs对SMX和CAP生物降解的影响及生物降解过程中Pseudomonas stutzeri和Shewanella putrefaciens的细菌学特征.结果表明,在低浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的生物降解;而在高浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠MBCs的吸附.其主要是由于随着MBCs浓度的增加,对SMX和CAP的吸附量提高,同时促进细菌的繁殖,导致溶液中较少的SMX和CAP被细菌生物降解.MBCs提高了P.stutzeri细胞膜中饱和脂肪酸含量,抑制了S.putrefaciens中饱和脂肪酸的合成.特别是P.stutzeri中脂肪酸C10：0和C15：1,cis-10消失;而S.putrefaciens中逆式脂肪酸C14：1,cis-9和C15：1,cis-10生成.此外,应用基因绝对定量技术发现MBCs显著提高了细菌P.stutzeri的基因表达拷贝数,抑制了S.putrefaciens的基因表达拷贝数.但细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的基因表达拷贝数均随着MBCs浓度的增加而增加.因此,本研究表明低浓度MBCs有利于SMX和CAP的生物降解,而高浓度MBCs促进细菌的生长量,脂肪酸和基因表达拷贝数.     

2-甲基乙酰乙酸乙酯对藻细胞膜和亚显微结构的影响

为揭示化感物质抑制藻类的机理, 研究了芦苇化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate, EMA)对蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和普通小球藻细胞膜磷脂脂肪酸种类、含量以及藻细胞亚显微结构的影响,采用Bligh and dye法提取藻类细胞膜磷脂脂肪酸,GC-MS测定脂肪酸种类和含量,透射电镜法观测细胞亚显微结构. 结果表明, EMA使蛋白核小球藻细胞膜不饱和脂肪酸亚麻酸、亚油酸含量都增加了14%, 而饱和脂肪酸肉豆蔻酸、棕榈酸含量则下降了12%和11%. 加入EMA后, 铜绿微囊藻细胞膜中不饱和脂肪酸C18∶1和C18∶2含量分别增加了12%和10%, 饱和脂肪酸C18∶0和C16∶0含量则下降. EMA对普通小球藻细胞膜磷脂脂肪酸含量没有显著影响. EMA使蛋白核小球藻和铜绿微囊藻细胞壁脱落, 细胞膜破裂, 细胞内含物渗出, 细胞内片层结构解体, 细胞核和线粒体结构损坏. EMA对普通小球藻细胞亚显微结构没有显著破坏.     

脂肪酸类物质的抑藻效应及其构效关系

研究了17种脂肪酸对产毒铜绿微囊藻、蛋白核小球藻以及斜生栅藻的抑制效应,比较了脂肪酸抑藻的构效关系.结果表明,17种脂肪酸单独作用对研究的3种藻均有一定的抑制作用,但对产毒铜绿微囊藻的抑制作用最强.脂肪酸类物质抑藻效应与其化学结构密切相关,脂肪酸不饱和程度越高抑制作用越佳,碳链越短抑藻效果越好,奇数碳脂肪酸的抑藻效果好于偶数碳脂肪酸.多种脂肪酸联合抑藻具有协同抑制作用.     

香蕉秸秆堆肥对四种农药残留降解影响

通过单因子梯度试验研究了香蕉秸秆堆肥过程关键因子—C/N、温度、含水率、pH对香蕉栽培生产过程中经常施用的4种农药——百菌清、三唑酮、氯氰菊酯和溴氰菊酯残留降解的影响.结果显示,香蕉秸秆堆肥对4种农药具有明显的降解作用,在通风方式为机械翻堆条件下,百菌清的最佳降解条件为:C/N=35∶1,温度为40℃,含水率为60%,pH =9.7;三唑酮的最佳降解条件为:C/N=35∶1,温度为40℃,含水率为70%,pH=9.45;氯氰菊酯的最佳降解条件为:C/N=25∶1,温度为40℃,含水率为70%,pH=9.7;溴氰菊酯的最佳降解条件:C/N=35∶1,温度为50℃,含水率为70%,pH=9.7.根据上述单因素控制试验,利用非线性动力学模型分析可得百菌清、三唑酮、氯氰菊酯和溴氰菊酯的最小降解半衰期分别为28.8min、 4.32h、16.8h和 12h.     

典型岩溶区地下河中溶解态脂类生物标志物来源解析及其变化特征

利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了青木关地下河中溶解态类脂物的含量.研究了其在地下河中的来源、组成及迁移特征.结果表明,7~11月,各溶解态类脂物的平均含量随着青木关地下河运移距离的增加呈降低趋势,其中以溶解态饱和直链脂肪酸的下降最为显著,即由最初的5 704 ng·L~(-1)下降到1 043 ng·L~(-1),减少了约81.71%.正构烷烃能够较为详尽地指征地下河中溶解性有机质来源,而饱和直链脂肪酸、脂肪醇则对藻类和细菌等微生物有较好的指示意义.随着地下河运移距离增加,有机质输入类型呈现多样化,可能与岩溶地表不均一性有关.正构烷烃三端元图解中,水生植物的输入为地下河中溶解性有机质的主要来源,其次分别为陆地高等植物和藻类、细菌等微生物,但随着地下河运移距离的增加水生植物的相对贡献量逐渐减少.青木关地下河中正构烷烃TAR值对降雨有一定的指示意义,而饱和直链脂肪酸CPI、L/H值则指示细菌降解活动.     

铜绿微囊藻溶藻菌EA-1的分离鉴定及溶藻特性

从广州流花湖分离获得一株溶藻菌株EA-1,16S rDNA分析表明菌株EA-1属于肠杆菌属（Enterobacter）.研究了肠杆菌EA-1对铜绿微囊藻的溶藻效果和溶藻机制.结果表明,对数期EA-1具有最佳溶藻效果,投加比例为10%,初始叶绿素a含量为1.43mg/L时,EA-1能实现3d内完全除藻,叶绿素a含量为2.39mg/L时,共培养6d后,抑制率为84.1%±1.3%.EA-1通过分泌胞外溶藻物质间接溶藻,生理生化响应表明,EA-1无菌滤液胁迫下,藻细胞膜脂过氧化损伤严重,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性先急剧上升后下降.三维荧光光谱（EEM）表明溶藻产物为类腐殖酸,类富里酸和类蛋白类物质.扫描电子显微镜（SEM）显示藻细胞出现褶皱,内陷和萎缩现象.透射电子显微镜（TEM）显示藻细胞破坏过程为：首先,胶质层与细胞壁分离,光合片层变得松散和不规则,内含物被部分降解.随后,光合片层被彻底破坏,DNA核物质和多聚磷酸盐等营养物质颗粒被降解,藻细胞内部结构被完全破坏,藻细胞死亡.     

巢湖富营养化的沉积记录:结合态脂肪酸及其单体碳同位素特征

本文以中国五大淡水湖泊之一的巢湖作为研究对象,在对18cm的沉积钻孔中TOC、TN、δ13C、和δ13N测定的基础上,通过对巢湖现代沉积物中结合态脂肪酸的组成及其单体碳同位素特征的讨论,探讨了近70年来巢湖的富营养化过程。研究结果表明,巢湖沉积物中总有机质基本参数变化可以划分成二个主要阶段,其中7cm至表层段,δ13N、TOC和TN显著增大,可能与该时期湖泊富营养化持续加剧有关。利用结合态脂肪酸单体分子C16∶0、C18∶2W6和单体分子组合TARFA、C18∶1w7/C18∶1w9、(i-C15∶0+a-C15∶0)/nC15∶0比值的特征变化,表明12cm以来结合态脂肪酸以内源的藻类和细菌输入为主,并且从下向上对沉积物中的结合态脂肪酸贡献不断增加,反映出湖泊富营养化过程。结合态脂肪酸以单体C16∶0为主峰,沉积剖面中结合态脂肪酸中单体C16∶0的δ13C值在12cm开始迅速的增加,可以作为指示巢湖富营养化发生的重要指标。     

餐厨垃圾干式厌氧消化污泥膨胀微生态特征

分别在推流式反应器（PFR）（R1）和完全混合式反应器（CSTR）（R2）中进行餐厨垃圾（KW）中温干式厌氧消化（AD）,并采用MiSeq高通量测序技术分析反应器污泥膨胀前后的微生态特征.结果表明,污泥膨胀后古菌群落结构变化不显著,R1和R2分别以乙酸营养型的Methanosaeta和复合营养型的Methanosarcina为优势产甲烷菌;而细菌群落中某些可能与污泥膨胀有关的菌属的相对丰度显著增大,包括能合成并分泌生物表面活性物质的菌属（如Corynebacterium、Lactobacillus等）和细胞壁含分枝菌酸的菌属（如Actinomyces、Corynebacterium）.反应器在污泥膨胀前均经历了挥发性脂肪酸（VFAs）和氨氮积累,相应的,能贡献系统酸积累（如Petrimonas、Anaerosalibacter和Fastidiosipila等）和氨氮积累（如Proteiniphilum、Tepidimicrobium和Aminobacterium等）的菌属也大量增殖.