基于枯草芽孢杆菌的CellSense生物传感器的重金属联合毒性分析

采用聚碳酸醑膜直接固定法制备了基于枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)的CellSense生物传感器,分别测定了Cd2+、Cu2+、Zn2+和Cr(Ⅵ)对Bacillus Subtilis的单一毒性,以及等毒性配比和等浓度配比下二元混合体系的联合毒性,并用相加指数法对其联合毒性效应进行了评价.结果表明,基于对数生长后期和稳定期的Bacillus Subtilis的CellSense生物传感器具有良好的毒性分析性能；2种联合毒性评价方法下4种重金属离子二元混合体系的联合作用结果一致,均表现出不同程度的拮抗作用.     

不同方法对联合毒性作用的评价

采用毒性单位法(M)、相加指数法(AI)、混合毒性指数法(MTI)、相似性参数法(λ)和等效线图法评价二元混合物的联合毒性，并分析了各方法的优缺点，同时对混合毒性指数法中M0的计算进行了修正。     

等浓度配比法研究苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的联合毒性作用

分别测定了苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的单一毒性,以及等浓度配比和等毒性配比的二元及三元混合体系的联合毒性,采用相加指数法对其联合效应进行了评价。结果表明,等浓度比和等毒性比混合体系的联合作用结果一致:苯酚+间硝基苯胺二元体系为协同作用,其他各体系为相加作用。为简化联合毒性实验方法,建议在研究相关系列化合物的联合毒性作用机制中,可采用等浓度配比方法。     

等浓度配比法研究苯酚、硝基苯和问硝基苯胺对发光菌的联合毒性作用

分别测定了苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的单一毒性，以及等浓度配比和等毒性配比的二元及三元混合体系的联合毒性，采用相加指数法对其联合效应进行了评价。结果表明，等浓度比和等毒性比混合体系的联合作用结果一致：苯酚＋间硝基苯胺二元体系为协同作用，其他各体系为相加作用。为简化联合毒性实验方法，建议在研究相关系列化合物的联合毒性作用机制中，可采用等浓度配比方法。     

2,6-二硝基甲苯与4-硝基甲苯对虹鳉鱼的联合毒性

以虹锵鱼(Poecilia reticulata)为试验材料，进行了2．6-二硝基甲苯(2，6-DNT)与4-硝基甲苯(4-NT)的急性毒性和联合毒性研究。采用Marking相加指数法(AI)及相似性参数(λ)对联合毒性做出评价。两种评价方法得出一致的结论：在等毒性配比的条件下，两者为协同作用。     

固定毒性配比法研究重金属与土霉素的联合毒性

为了研究重金属与药物二元混合体系的联合毒性,选择3种重金属盐CdCl_2、K2Cr_2O_7、CuSO_4与土霉素(OTC)为混合物组分,以固定毒性配比法构建3组二元混合物体系:CdCl_2-OTC、K2Cr_2O_7-OTC和CuSO4-OTC。固定的毒性配比分别为4∶1、3∶2、1∶1、2∶3和1∶4。应用微板毒性分析法,测定单一物质及二元混合物对费氏弧菌(Vibrio.fishceri)的联合毒性,通过比较实验数据与浓度加和模型预测值,分析混合物的毒性作用方式。结果表明:依据单一物质EC50值,它们的毒性从大到小依次为:CuSO_4CdCl_2K_2Cr_2O_7OTC;重金属与OTC二元混合体系均表现出拮抗作用;在选取的毒性配比范围内,CdCl2-OTC和K_2Cr_2O_7-OTC混合物的拮抗作用强弱在一定范围内浮动,并不随毒性配比的变化而变化。然而,CuSO_4-OTC混合物中,联合毒性随着OTC比例的增大,作用方式由显著拮抗向加和趋近。这说明混合物中各组分的浓度组成影响CuSO_4-OTC混合物对V.fishceri的联合作用方式,但是CdCl_2-OTC和K_2Cr_2O_7-OTC并不受影响。     

化学物质对发光菌的联合毒性评价方法

毒性单位法(TU)的理论基础来源于剂量加和模型(DA),目前仅在二元联合毒性评价中广泛应用。为了确定TU模型适合评价的混合物类型,实验选取5种剂量效应曲线类型不同的物质,采用微板光度计测试了一元、二元混合物对发光菌青海弧菌-Q67(Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67)的急性毒性。根据物质的剂量效应曲线形状将物质分为A、B、C 3类,利用毒性单位法(TU)和联合作用定义法分别对AA类、AB类、AC类、BC类混合物进行分析。结果表明,TU法仅适合于由剂量效应曲线接近直线的物质组成的混合物进行联合毒性的评价。以效应为基准、TU模型为框架建立了TU’模型,该模型可以满足对任何类型已知成分的混合物或者未知成分的实际水样之间的多元联合作用的评价。     

铜、镉对水螅的急性和联合毒性作用

试验研究重金属铜(Cu2 )、镉(Cd2 )对水螅的急性毒性和联合毒性作用,探索水螅(Hydra sp.)对Cu2 、Cd2 以及两者混合的毒性效应,为水产动物病害的防治中合理使用消毒、杀虫剂以及水体污染评价提供一些参考信息.结果表明,Cu2 对水螅的24 h半致死浓度(LC50)、48 hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.072、0.054、0.042、0.037 mg/L;Cd2 对水螅的24 hLC50、48hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.001 70、0.000 63、0.000 36、0.000 36 mg/L;Cu2 、Cd2 对水螅的安全浓度分别为3.7×10-4、3.6×10-6mg/L.水螅对两种重金属的毒性反应既快速又敏感,其中Cu2 对水螅的毒性较Cd2 快,但Cd2 的毒性比Cu2 的强.等毒性配比的两种重金属混合液对水螅的毒性大于单一毒性,为协同作用.两种重金属对水螅的LC50随试验时间的延长而减小,它们对水螅的安全浓度远低于渔业水质标准.     

混合重金属对硝化颗粒污泥毒性作用的析因实验研究

分别测定了Cu2 、Zn2 和Cd2 对硝化颗粒污泥的单一毒性,采用析因实验研究了二元和三元重金属混合体系对硝化颗粒污泥的联合毒性.结果表明,Cu2 、Zn2 和Cd2 的2 h半抑制浓度EC50分别为95.23、62.11和12.48 mg/L,由析因实验所得的响应曲面模型具有较好的优度(其R2＞0.95),能够对混合体系的联合毒性很好地进行预测,析因实验可以用于环境领域混合体系联合毒性的研究.     

常见拟除虫菊酯和有机磷农药对鱼类的急性及其联合毒性研究

以崇明岛前卫村中心湖中鲫鱼、鲤鱼、鲢鱼及泥鳅作为实验动物.进行了氯氰菊酯(原药和商品)、氰戊菊酯(原药和商品)、毒死蜱(原药和商品)、甲氰菊酯(商品)、溴氰菊酯(商品)、辛硫磷(商品)以及乙酰甲胺磷(商品)7种供试农药对实验鱼种的急性毒性及联合毒性实验,并检测了前卫村中心湖水体中18种有机磷农药和4种拟除虫菊酯农药,其中检出了1种有机磷农药(毒死蜱)和3种拟除虫菊酯农药(氰戊菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯).结果表明,在单一农药急性毒性实验中,鲤鱼对供试农药表现较敏感,其次是鲫鱼和鲢鱼,而泥鳅对农药的耐药性最强;7种供试农药中,拟除虫菊酯农药相对于有机磷农药表现出较高的急性毒性,其实验鱼种的半数致死浓度(LC60)皆在μg/L级;对拟除虫菊酯农药(氯氰菊酯,氰戊菊酯)与有机磷农药(辛硫磷、乙酰甲胺磷)进行的联合毒性实验结果表明,除了暴露时间为24、48 h时氰戊菊酯与辛硫磷混配对鲢鱼的毒性实验表现为协同作用外,其余皆为拈抗作用.     

除草剂阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性研究

以除草剂阿特拉津和丁草胺为供试毒物,研究了它们对麦穗鱼的单一及联合毒性.结果表明,阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的96 h半致死浓度(LC50 )分别为41.64、0.33 mg/L,安全浓度(SC)分别为4.164、0.033 mg/L.因此,阿特拉津对鱼类是一种低毒除草剂,丁草胺则对鱼类具有较高的毒性.在阿特拉津与丁草胺的联合毒性试验中,24、48、96 h的相加指数分别为0.056、 0.053 、0.084,表明阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性存在协同效应.     

氨对鱼类的毒性影响试验

早在本世纪上叶,国外学者就曾研究过氨对鱼类的毒性影响。1956年,Chipman 曾认为其毒性作用主要由 pH 值决定,NH_4~ 低毒或无毒。这一研究结果后来为 WuhrmannWoker(1948)、Merkeas(1955)及 Wilber(1971)等所证实。为了深入了解氨对鱼类及其它水生生物的毒性影响,我们于1980年—1982年,选择几种淡水鱼作为试验生物,分别研究了急性毒性,鱼类回避反应以及对呼吸率、肝体指数及血液酶活性的影响。     

基于GCM_CB模型的土壤重金属污染评价

灰色聚类法已经运用于土壤重金属污染评价中,然而此法在确定聚类权重时仅考虑重金属浓度,忽略了衡量重金属毒性强弱的重要指标生物毒性指数。为了更客观和准确地反映土壤重金属的污染程度,将生物毒性指数引入到聚类指标权重中,构建GCM_CB(grey clustering method_concentration and biotoxicity)土壤重金属污染评价模型。通过对华东某地区的10个区域土壤重金属污染进行分析评价,并与常用评价方法对比研究,表明:其多数样点的评价结果基本一致,但针对样品4和样品9中的元素Hg,因其强毒性,使得评价等级由I级定为II级,从而提高了评价方法的灵敏度,更加符合该区域的实际土壤污染情况。     

重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究

采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定Hg、Cd、Zn、Pb 4种重金属对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较.结果表明,发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高,测得的重金属半数有效浓度(ECSO)最低,4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度由大到小顺序依次为Hg>Cd>Zn>Pb;活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属ECSO相对较高,测得的活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小顺序依次为Cd>Hg>Zn>Pb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致.但2者测得的EC50有所差别.为了更准确的判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响.至少应取不同的重金属毒性终点指示指标做一组毒性实验,而不能以发光细菌毒性测定结果作为唯一的判定依据,这可能会过分夸大重金属对污水处理工艺的冲击能力,导致污水处理成本无谓增加.     

微生物抗重金属毒性研究进展

不少重金属是微生物正常生长的必需元素 ,但是当重金属在菌体内浓度过高时 ,会对菌体产生毒性。微生物可通过细胞的表面富集与细胞膜成分的改变减小毒性的破坏 ,在重金属进一步的诱导下 ,菌体会产生由结构基因与调节基因组成的抗性基因 ,通过多途径的联合作用对重金属的毒性进行解毒     

微生物抗重金属毒性研究进展

不少重金属是微生物正常生长的必需元素，但是当重金属在菌体内浓度过高时，会对菌体产生毒性，微生物可通过细胞的表面富集与细胞膜成分的改变减小毒性的破坏，在重金属进一步的诱导下，菌体会产生由结构基因与调节基因组成的抗性基因，通过多作途径联合作用对重金属的毒性进行解毒。     

底泥疏浚对五里湖沉积物生物毒性的影响

为评价疏浚对太湖五里湖沉积物毒性的影响,采用淡水沉积物重金属质量基准和发光细菌试验法对疏浚前后太湖五里湖沉积物的生态毒性风险进行了分析.结果显示,疏浚后,尽管沉积物中Cu和Zn的总体含量降低至毒性效应低值(TEL/TEC)以下,Cr、Pb和Ni等重金属的总体含量降低至毒性效应最高值(PEL/PEC)以下,但沉积物提取液对发光菌的毒性却显著增加,且在疏浚后1个月时毒性最大,其EC25和EC50最小,分别仅为0.51%和9.16%.这表明,疏浚尽管可有效减少沉积物中重金属污染物总体含量,但并不能完全消除沉积物的生态毒性风险;相反,还有可能导致其生态毒性的风险性进一步增加.     

合肥市污水处理厂污泥重金属分布特征及其生态风险评价

为了解污泥中重金属污染状况,分析了合肥市5家污水处理厂污泥中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的总量、形态特征与生物毒性,并采用内梅罗指数法和潜在生态危害指数法对污泥中重金属生态风险进行了评价。结果表明,污泥中各重金属元素总量为Zn(639.00~2 094.50mg/kg)Cu(107.22~415.86mg/kg)Cr(48.06~388.24mg/kg)Pb(4.50~35.40mg/kg)As(11.72~47.51mg/kg)Cd(2.02~16.68mg/kg)。形态分布特征分析结果显示,Cr、Cu和Pb较稳定,As的稳定性相对较差,Zn在污泥中稳定性最差,而Cd在不同污泥样品中的形态分布差异较大;水平振荡法和毒性特征沥滤方法对污泥中重金属浸出浓度较低,未超过相应限值。内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对污泥中重金属总量评价结果表明,5家污水处理厂(分别命名为WT、WXY、JKQ、ZZJ、CTP)污泥样品表现为CTPJKQWXYZZJWT,各重金属元素污染顺序为CdCu(Zn)AsCrPb。     

固体废物中重金属浸出毒性评价方法的研究进展

浸出毒性是固体废物的重要特性之一,亦是判别固体废物是否属于危险废物的重要评价指标.根据与溶液接触方式的不同,固体废物浸出毒性评价方法可以划分为批处理实验、柱淋滤实验和恒pH滴定(pH-stat)实验等.对这3种方法的应用方向、特点和缺陷等进行了系统总结.最后还指出,在评价固体废物中重金属的浸出毒性时,可采用几种方法进行对比,还可以根据实验目的和需求对各个实验参数进行改进,从而得出更全面、客观的评价结果.     

抗生素类污染物对活性污泥生物毒性测定方法的筛选与评价

尽管衡量化学物质生物毒性的标准方法很多,但关于环境中抗生素类污染物的生物毒性及其对污泥活性影响的科学数据较少。以磺胺和四环素两类作用机理和作用谱带不同的抗生素为研究对象,分别用发光细菌法、脱氢酶活性法、生长抑制法及呼吸速率法进行了抗生素类污染物生物毒性测定方法的筛选与评价。结果表明,发光细菌标准方法中30min的作用时间太短,延长作用时间不仅导致各种抗生素的EC50值大幅度降低,同时毒性排列顺序也发生了改变;以活性污泥为对象的脱氢酶活性和呼吸速率抑制实验的EC50值与抗生素类物质对敏感致病菌的MICs相比异常高,不适宜于作为单独方法准确评估抗生素类污染物的生物毒性。生长抑制实验中,活性污泥混合菌种增殖生长对磺胺类抗生素敏感,而假单胞杆菌对四环素类抗生素敏感。不同方法测定抗生素毒性的灵敏度顺序是发光细菌(24 h)>生长抑制(7 h)>呼吸速率(24 h)>脱氢酶活性(24 h)。用标准方法评价抗生素类污染物的生物毒性,可能导致对抗生素排放到水环境中所带来的风险估计不足。