纳米铜粉对中肋骨条藻的毒性效应

以中肋骨条藻作为受试藻种,研究铜离子、纳米铜和微米铜对它的毒性效应.结果表明,3种铜试剂在不同程度上都会抑制中肋骨条藻的生长,藻密度和叶绿素的增加值与铜试剂加入量基本呈负相关.在整个实验周期96h内,当Cu2+浓度大于0.1mg/L时会对藻产生很大的抑制作用,而纳米铜浓度大于0.15mg/L会严重影响藻密度和叶绿素,在24h内当微米铜浓度低于2mg/L时会促进藻的生长,在96h时高浓度(>1mg/L)会抑制其生长.纳米铜对中肋骨条藻的毒性作用一方面是溶出的铜离子,另一方面是纳米粒子本身.     

胶网藻对水体中恩诺沙星的毒性响应及去除作用

恩诺沙星是医药及水产养殖业广泛使用的喹诺酮类抗生素,是我国地表水中残留量较多的抗生素种类之一;然而有关该抗生素对水体中浮游植物毒理作用以及后者对其去除作用的研究还鲜见报道.本研究以绿藻门的胶网藻(Dictyosphaerium sp.)为对象,通过12 d室内培养实验,分析在不同浓度(0、 5、 25、 50和100 mg·L~(-1))恩诺沙星暴露的条件下,胶网藻的生长、光合作用活力和胞外多糖的响应变化及其对不同浓度恩诺沙星的去除效率.结果表明,各处理组中胶网藻的生物量和光合色素含量均随培养时间的增加而升高,但与对照组相比,恩诺沙星对胶网藻的生长和光合色素积累均产生显著抑制作用(P0.01).通过拟合分析,计算出恩诺沙星对胶网藻96 h半数致死浓度(LC_(50))为(241.29±7.33) mg·L~(-1),表明胶网藻能够适应高浓度的恩诺沙星胁迫.同时发现,当恩诺沙星浓度5 mg·L~(-1)时,能够促进胶网藻的最大光合速率(F_v/F_m),但浓度5 mg·L~(-1)时则对胶网藻具有抑制作用(P0.01);实际光合速率(Yeild)和最大电子传递速率(ETR_(max))在12 d内呈现先降后升的变化趋势,胶网藻在6 d后可逐渐适应胁迫环境而恢复一定的光合活力.此外,恩诺沙星可刺激胶网藻释放胞外多糖,水溶性多糖(RPS)和胞外胶鞘多糖(CPS)含量均随恩诺沙星浓度升高而增加.实验结束时, 4个无藻对照组(5、 25、 50和100 mg·L~(-1))中恩诺沙星的去除率分别为7.27%、 5.56%、 5.30%和4.88%,而添加胶网藻的处理组其去除率分别为对照组的3.21、 3.01、 2.69和2.83倍,表明胶网藻对于恩诺沙星的去除具有显著的促进作用(P0.01).本研究结果为理解喹诺酮类抗生素对水体初级生产者的生态毒性提供了新资料,同时也为水体抗生素残留的生态去除和淡水微藻的生物资源化利用提供了新的思路.     

3种酚酸对中肋骨条藻生长的抑制作用

采用外源添加方式,通过监测藻细胞数量变化,分析了香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸对中肋骨条藻生长的抑制作用。结果表明,在32~256mg/L浓度范围内,随着浓度的增大,3种酚酸对中肋骨条藻的抑制作用明显增强。当浓度为192mg/L时,3种酚酸对中肋骨条藻的生长抑制率超过50%。香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸对中肋骨条藻的半抑制浓度分别为153mg/L、145mg/L和108.0mg/L。进一步,研究发现3种酚酸的半抑制浓度作用下,藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量明显低于对照组,胞外蛋白质和胞外多糖含量没有明显差异,但二者比值与对照组相比,有明显的增大趋势。3种酚酸显著降低了藻细胞SOD和POD比活力,尤其是显著降低了POD比活力,使其比活力降低为对照组的18%~39%。香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸均致使藻细胞MDA含量明显升高,其数值增大为对照组的1.6、2.2和2.4倍。上述研究表明,3种酚酸通过影响某些主要生化成分的合成及其活性的影响,从而实现对中肋骨条藻生长的抑制作用。     

香豆素对中肋骨条藻生长及生理特性的影响

通过测定藻细胞数量,研究了6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,在实验设定浓度范围内,随着浓度的增大,6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻生长的抑制作用明显增强。当浓度分别为19.5 mg/L和80 mg/L时,2种香豆素化合物对中肋骨条藻的生长抑制率超过30%(第10天),6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻的半抑制浓度分别为40 mg/L和100 mg/L.进一步研究发现,2种香豆素还能影响中肋骨条藻的生理特性。在香豆素半抑制浓度下,藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量低于对照组,胞外可溶性蛋白质和多糖含量明显增大,且二者比值明显高于对照组.同时,此2种香豆素还显著影响了藻细胞SOD和POD比活力以及MDA含量.6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素通过影响藻细胞内某些主要生化成分的合成及其活性,从而实现对中肋骨条藻生长的抑制作用。     

两种赤潮藻对SD和SMX的耐受性研究

探讨了海洋中常见药残磺胺嘧啶(SD)和磺胺甲恶唑(SMX)对球形棕囊藻和东海原甲藻生长的影响。结果表明:当这两种磺胺药物浓度大于20 mg/L时,球形棕囊藻和东海原甲藻的生长明显被抑制;SD和SMX对球形棕囊藻半数生长影响的浓度(EC50)分别为60～80 mg/L和20～40 mg/L;SD和SMX对东海原甲藻半数生长影响的浓度分别为20～40 mg/L和40～60 mg/L;两种藻培养96 h时扫描电镜观察,均显示高浓度下藻细胞膜严重破损,说明磺胺药物对其生长具有抑制作用。EC50对比表明球形棕囊藻对SD的耐受性强于SMX,而东海原甲藻对SMX的耐受性强于SD。两种藻对药残的耐受性明显强于其他藻种,在高浓度药残环境中占据生存优势。通过这项研究,试图探讨磺胺药物对河口及近海养殖区赤潮频发和赤潮消亡的影响。     

头孢拉定及光降产物对藻类生长影响的研究

文章研究头孢拉定和经紫外光降解不同时间的头孢拉定产物对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长及叶绿素a含量的影响.结果表明,头孢拉定对两种藻均有抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用加强,但两者的抑制效果不同;3 mg/L的头孢拉定能显著抑制铜绿微囊藻的生长以及叶绿素a含量的增加,但对斜生栅藻只有微弱的抑制作用,即便是10 mg/L的头...     

Zn~(2+)和Pb~(2+)对东海原甲藻生长的影响

研究了赤潮藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)在不同浓度下的生长情况。结果表明,东海原甲藻的生长符合Logistic生长模型,用此模型对其生长过程进行非线性拟合,可以得出在不同浓度Zn2+、Pb2+存在下东海原甲藻的终止生物量和最大生长速率等数据。其中最大生长速率与Zn2+、Pb2+浓度的关系可用Lorentz方程进行拟合,所得结果表明,Zn2+、Pb2+浓度分别小于0.027和0.48 mg/L时,对藻的生长及藻体内叶绿素a的增长有促进作用。当Zn2+、Pb2+分别达到1.2和6.0 mg/L时,藻的生长及藻体内的叶绿素增长受到明显的抑制。     

不同初始氮浓度对小球藻生长及氮吸收的影响

将小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始NO3--N浓度的培养基中进行培养,通过分析测定藻密度、细胞内氮、叶绿素-a和硝酸还原酶活性(NRA)等参数,探讨不同初始氮浓度对小球藻生长代谢的影响。结果显示:添加氮源可以明显促进小球藻的生长,且随着氮源浓度的提高促生长作用增强,但高浓度的氮在生长后期抑制了藻的生长。Monod方程揭示了藻的生长与水中氮浓度之间的关系,9.2 mg/L组的最大比生长率(μmax)在3个处理组中最大,然后依次是27.7 mg/L和4.6 mg/L组。半饱和常数(Ks)呈现4.6 mg/L27.7 mg/L9.2 mg/L组的趋势。小球藻细胞内氮与叶绿素-a的增长曲线基本吻合,细胞内份额氮与叶绿素-a的增长不同步。小球藻生长过程中NRA呈现先升高之后逐渐降低的趋势,9.2 mg/L和27.7 mg/L组NRA相近,表明NRA可能存在一定阈值。     

双酚A对铜绿微囊藻生长及生理的影响

为了从生物量、光合系统、膜系统和抗氧化系统等方面研究培养基中不同浓度双酚A(BPA)对铜绿微囊藻生长及生理的影响,本试验通过设置0.5mg/L、2mg/L、8mg/L、16mg/L和24mg/L 5个BPA浓度梯度和1个对照组,检测了藻细胞生物量、叶绿素a含量、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、可溶性蛋白浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量以及试验过程中BPA浓度的变化。结果表明:BPA胁迫下,铜绿微囊藻的生长总体呈现"低促高抑"的规律,即低浓度组(0.5mg/L)BPA促进了藻细胞生物量的增长和蛋白质的合成,但对叶绿素a的合成没有显著促进作用,而高浓度组(2mg/L、8mg/L、16mg/L、24mg/L)对藻细胞的抑制与BPA浓度呈正相关;BPA胁迫使得藻细胞叶绿素a含量下降,光合作用潜能降低,膜系统发生脂质过氧化,细胞受到氧化损伤,SOD活力升高,藻细胞生长及生理受到一系列的影响;此外,藻细胞对BPA还具有一定的生物降解作用。     

五氯酚对斜生栅藻的毒性效应研究

以斜生栅藻细胞的生长状况、色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)及蛋白质含量的变化作为指标,研究了不同质量浓度的五氯酚(0,0.02,0.05,0.10,0.50,1.00 mg/L)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性效应.24,48,72,96和120 h五氯酚对斜生栅藻的EC50分别为0.883,0.283,0.225,0.168和0.192 mg/L.斜生栅藻生长受抑制程度随五氯酚质量浓度增加而加强,当五氯酚的质量浓度超过0.50 mg/L时,斜生栅藻的生长几乎完全受到抑制.染毒96 h的斜生栅藻色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量以及蛋白质含量随着五氯酚质量浓度的增加呈下降趋势,色素比例失调,色素对五氯酚的敏感程度为:类胡萝卜素＞叶绿素a＞叶绿素b;可溶性蛋白质含量与色素含量的减少呈明显线性相关(r=0.793,n=6).      

恩诺沙星和硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的毒性研究

研究了恩诺沙星、硫氰酸红霉素暴露对铜绿微囊藻生长和生理的影响.结果显示恩诺沙星、硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的生长有抑制作用,且96h-EC50分别为84.6,48.2mg/L;对铜绿微囊藻的叶绿素荧光和光合色素含量的影响一致,表现为浓度-效应关系;对可溶性蛋白含量的影响表现为低促高抑的现象;丙二醛含量随着抗生素浓度的增加显著增加.可见,恩诺沙星和硫氰酸红霉素能够阻碍铜绿微囊藻的光合作用,抑制可溶性蛋白的合成,从而影响铜绿微囊藻的正常生长.     

Growth response and toxic effects of three antibiotics on Selenastrum capricornutum evaluated by photosynthetic rate and chlorophyll biosynthesis

The effects of three types of antibiotics (erythromycin,ciprofloxacin and sulfamethoxazole) on the photosynthesis of freshwater algae,Selenastrum capricornutum Printz,were investigated by determining the growth rate,chloroplast pigments content,seven main precursors (including δ-aminolevulinic acid,porphobilinogen,uroporphyrinogen III,coproporphyrinogen III,protoporphyrin IX,Mg-proporphyrin IX and protochlorophyllide),and photosynthetic rate during chlorophyll biosynthesis.The antibiotics significantly decr...     

大通湖表层水体中抗生素赋存特征与风险

为了评价大通湖表层水体中典型抗生素的赋存特征及生态风险等级,采用超高效液相色谱-串联质谱仪（UPLC-MS/MS）检测了4类12种（磺胺类,磺胺增效剂,喹诺酮类和四环素）抗生素的浓度水平.结果表明：除氧氟沙星外,其余11种抗生素均有检出,其总浓度为0.19~261.89ng/L;磺胺嘧啶的平均浓度最高（37.41ng/L）,其次为磺胺甲恶唑（12.34ng/L）>沙拉沙星（8.55ng/L）>恩诺沙星（8.04ng/L）>甲氧苄啶（7.56ng/L）>金霉素（3.92ng/L）,并且磺胺嘧啶、四环素、沙拉沙星、金霉素、磺胺甲恶唑和甲氧苄氨嘧啶的检出率均超出50%,处于较高水平.与部分河流、湖泊相比,大通湖抗生素的浓度除磺胺嘧啶和恩诺沙星外,基本处于较普通水平;在空间分布上表现为明显的差异性.环境和健康风险评价结果表明：磺胺甲恶唑、沙拉沙星和环丙沙星为大通湖主要的风险因子,RQ>1,对洞庭湖有较高的潜在风险;点位S2、S3、S6对大通湖周围环境具有较高的累积风险,主要的贡献因子分别为恩诺沙星和沙拉沙星、磺胺甲恶唑和环丙沙星;11种抗生素通过饮水途径对成人和儿童的健康风险指数R_QH处于8.74×10^-8~9.17×10^-3之间,且通过饮水途径摄入抗生素对儿童的健康风险高于成人.     

微塑料对黑麦草吸收和累积水体中环丙沙星的影响

微塑料（microplastics,MPs）和抗生素作为新型环境污染物,引起了国内外学者对其生态风险的关注.以黑麦草（Lolium perenne L.）为供试植物,以聚苯乙烯微塑料和环丙沙星（ciprofloxacin,CIP）为研究对象,探讨微塑料对水培黑麦草吸收和富集抗生素的影响及MPs-CIP复合污染对植物生长的毒性作用.结果表明:黑麦草对单一CIP和MPs-CIP复合污染中的CIP均有吸收去除能力,底物中微塑料的存在会促进黑麦草对低浓度CIP的吸收去除,去除率最高可达100%,但对高浓度（1.0、2.0 mg/L）CIP吸收的影响不显著（P>0.05）.同时,微塑料可促进黑麦草根部积累的CIP向地上部转运,当CIP浓度分别为0.1、2.0 mg/L时,投加微塑料后根部积累的CIP含量与单一CIP处理组相比分别降低了44.0%、21.2%,叶片中CIP的积累量分别增加了2.9、3.0倍.微塑料的加入显著加重了CIP对黑麦草生长和叶绿素含量的抑制作用.与2.0 mg/L CIP处理组相比,50.0 mg/L MPs-2.0 mg/L CIP复合污染处理组对黑麦草根长和鲜质量的抑制率分别增加了53.7%和79.6%,而叶绿素a、b含量则分别降低了38.5%和44.4%.研究显示,水体中微塑料与CIP的共存会影响黑麦草吸收和体内积累CIP,并加重CIP对植物生长的毒性作用.      

蛋白核小球藻生物膜对镉胁迫的生理响应及去除效果分析

为研究镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的生理响应及其去除效果,实验设计了不同的镉初始浓度梯度,分析镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的叶绿素a、硝酸还原酶、胞外多聚糖（EPS）等生理特征指标,并比较了蛋白核小球藻生物膜在不同的镉初始浓度下对镉的去除效果。结果表明:镉会抑制蛋白核小球藻生物膜的生长及其硝酸还原酶的产生,并且抑制程度随着镉初始浓度的增大而增加,20 mg/L的镉还会导致部分藻类生物膜的死亡;另外,镉会抑制蛋白核小球藻生物膜EPS的产生,但随着接触时间的增加,镉会刺激藻类生物膜分泌少量EPS来阻止镉离子进入藻细胞;镉初始浓度为15 mg/L时,蛋白核小球藻生物膜对镉的去除效果最好,达到89.83%。以上成果可为藻类生物膜去除重金属镉的后续研究奠定基础。     

磷亏缺芦苇对氮梯度变化的生理响应

研完了磷亏缺芦苇在不同氮浓度梯度下（0mg／L、2mg／L、5mg／L、15mg／L）干重、鲜重、叶面积等形态学指标和叶片叶绿素、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）等生理学指标的变化,研究结果表明：芦苇形态学指标和叶片叶绿素含量均随氮浓度的增加呈现先增加（低浓度范围：0-5mg／L）后减小（高浓度范围：5—15mg／L）的趋势。MDA及活性氧清除系统指标则呈现先降低（低浓度范围：0-5mg／L）后升高（高浓度范围：5—15mg／L）的趋势。表明在低浓度范围内,氮浓度增加可以缓解芦苇磷亏缺胁迫症状,而当氯浓度超过了芦苇的耐受阂值之后（5mg／L）,芦苇在磷亏缺和氮过量的双重胁迫下,体内活性氧清除系统被破坏。与正常磷供给相比（10mg／L）,磷亏缺芦苇对氯的耐受阈值下降了96．8％—90．6％。研究结果可为富营养化水体水生态环境的改善提供科学依据。     

磺胺嘧啶和盐酸四环素对四种赤潮藻生长的影响

本文以锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）、米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）为研究对象,实验室条件下对比研究了磺胺间二甲氧嘧啶钠（SMS）和盐酸四环素（TC）暴露下4种赤潮藻的细胞增长、光合色素组成以及最大光能转化效率（Fv/Fm）等的变化规律。研究结果表明:4种赤潮藻在SMS和TC（7.5～240 mg/L）暴露组细胞密度均未出现半抑制效应,SMS对4种赤潮藻细胞密度的最大抑制效应范围为5.47%～36.26%,略高于TC的最大抑制效应0～35.21%（球形棕囊藻无抑制效应）;藻细胞叶绿素含量在抗生素暴露下均显著下降,但作为抗氧化剂和捕光色素的类胡萝卜素含量则显著增加;低浓度（<50 mg/L）TC暴露下,4种赤潮藻Fv/Fm均显著下降;TC（<30 mg/L）暴露下,4种赤潮藻细胞密度最大促进作用范围为11.30%～38.89%,球形棕囊藻细胞密度增加比例最高;赤潮藻对抗生素的响应存在显著的种间差别,两种抗生素暴露对球形棕囊藻生长的抑制效应明显低于其他3种赤潮藻,高浓度抗生素残留对浮游植物群落演替存在较强的干扰作用。     

Soil contamination with antibiotics in a typical peri-urban area in eastern China: Seasonal variation, risk assessment, and microbial responses

The prevalence and persistence of antibiotics in soils has become an emerging environmental issue and an increasing threat to soil security and global public health. The problem is more severe in areas undergoing rapid urbanization; however, the ecological risks of antibiotics, seasonal variability, and associated soil microbial responses in peri-urban soils have not been well-explored. The seasonal soil sampling campaigns were conducted in a typical peri-urban watershed in eastern China to investigate distribution of antibiotics. The results demonstrated higher mean concentrations of most antibiotic compounds in winter than in summer in peri-urban soils. The seasonal variations of norfloxacin, enrofloxacin, and ciprofloxacin were more significant than those of other antibiotics, due to their higher migration ability and bioavailability. An ecological risk assessment demonstrated that chlortetracycline, ciprofloxacin, doxycycline, and ofloxacin can pose high risks to soil microorganisms. Furthermore, the coexistence of multiple antibiotics obviously poses higher risks than individual compounds. A redundancy analysis demonstrated that tetracyclines mainly showed negative correlations with Firmicutes and Chloroflexi, and quinolones showed obviously negative correlations with Acidobacteria, Gemmatimonadetes, and Nitrospirae, suggesting potential inhibition from antibiotics on biological activities or biodegradation processes. However, the persistence of antibiotics in soil results in a significant decrease in bacterial diversity and a change in dominant species. Our results provide an overview of the seasonal variability of antibiotics and the associated effects on bacterial communities in peri-urban soils. The results can provide scientific guidance on decreasing soil contamination with antibiotics to enhance soil security in similar areas.     

莲花水库水体中抗生素污染特征及生态风险评价

采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对厦门市新建饮用水源地莲花水库中4类(四环素类、喹诺酮类、大环内酯类和磺胺类)13种典型抗生素进行了检测,并评价了其污染特征和生态风险等级.结果表明,除红霉素、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲■唑外,其余10种抗生素均有不同程度检出,总浓度范围为n.d.～925.26 ng·L~(-1).其中阿奇霉素的浓度最高(n.d.～232.61 ng·L~(-1)),检出率为75%;其次为恩诺沙星(n.d.～187.69ng·L~(-1))、四环素(n.d.～155.05 ng·L~(-1))和环丙沙星(n.d.～83.66 ng·L~(-1)),检出率均超过60%.抗生素浓度随采样点呈现出上游莲花溪S1澳溪支流S2库区下游S3入库口S4库区中心S5的趋势.抗生素季节分布特征较为明显,枯水期总浓度明显高于丰水期和平水期.生态环境风险评价表明氧氟沙星、恩诺沙星和环丙沙星的生态环境风险较高,环丙沙星为主要风险因子;枯水期的抗生素联合风险商值比丰水期和平水期高,且大于1,对生态环境存在较高风险,应引起相关部门足够重视.     

长期施用粪肥土壤中喹诺酮类抗生素的含量与分布特征

针对珠江三角洲地区长期施用粪肥的“无公害蔬菜”生产基地,利用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析方法,探讨了土壤中喹诺酮类(QNs)抗生素4种化合物的含量与分布特征.结果表明,土壤中4种化合物的总含量(ΣQNs)为3.97~32.03μg/kg,平均17.99μg/kg.各化合物的检出率除了洛美沙星(92%)以外均为100%,最高含量为17.21μg/kg,平均含量为0.17~9.31μg/kg,以环丙沙星为主,其次是诺氟沙星和恩诺沙星.化合物的含量与组成特征无论在平面上还是在剖面上均存在明显的空间分布差异,且随着深度增加含量迅速降低,但在80cm深度仍有检出.珠江三角洲地区长期施用粪肥蔬菜基地土壤中喹诺酮类抗生素含量较低,土壤生态毒性风险较小,但各化合物均很高的检出率而导致的协同生态毒性尤其是耐药性问题值得进一步研究.