环境激素氯氰菊酯对萼花臂尾轮虫繁殖的影响

以2 d种群增长率为指标研究了环境抗雄激素氯氰菊酯对萼花臂尾轮虫的急性毒性;以3 d种群动态参数(种群增长率、混交率、混交雌体受精率和携卵雌体/非携卵雌体)、7 d休眠卵产量和休眠卵孵化率为指标研究了低剂量氯氰菊酯(0.001～0.316 mg.L-1)对萼花臂尾轮虫繁殖的影响;以2 d种群参数分析了在氯氰菊酯中形成休眠卵孵化后的生长性能;以3 d种群参数为指标分析了母体暴露氯氰菊酯,对其后代繁殖的影响.结果表明氯氰菊酯浓度对数与种群增长率呈直线负相关.氯氰菊酯半数效应浓度(EC50)、最低可观察效应浓度(LOEC)和无可观察效应浓度(NOEC)分别为14.22、10和3.16mg.L-1;0.0316 mg.L-1氯氰菊酯组7 d休眠卵产量较对照组下降了41.23%,休眠卵孵化率亦较对照组显著下降;氯氰菊酯试验组中形成的休眠卵孵化后的种群增长率和混交率显著下降;萼花臂尾轮虫母体暴露0.316 mg.L-1氯氰菊酯其后代种群增长率比对照下降了15.96%.试验表明,萼花臂尾轮虫2 d种群增长率对氯氰菊酯较不敏感;低剂量氯氰菊酯可降低休眠卵产量、休眠卵孵化率及孵化后种群增长率,从而减少萼花臂尾轮虫后代早期对种群增长的贡献.     

微塑料对牟氏角毛藻的毒理效应

本文选取聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚苯乙烯（PS）微粒作为目标污染物,探讨其不同浓度（50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L）和不同粒径（100 μm、175 μm和250 μm）对受试生物牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）的影响。结果表明,3种粒径和浓度的微塑料（PET 和 PS ）均对微藻细胞密度产生抑制作用,PET（100 μm,200 mg/L）和PS（100 μm,200 mg/L）对微藻产生的最大抑制率分别为 37.3% 和 32.5%。微塑料浓度越大,对藻细胞密度的抑制作用越强;而粒径变化对藻细胞密度的抑制作用未呈现明显规律。PET对牟氏角毛藻细胞干重的影响较小,与对照组相比无显著性差异（P>0.05）,PS则对牟氏角毛藻细胞干重无影响。微塑料对牟氏角毛藻叶绿素a（Chl a）的抑制作用与其类型和暴露时间有关。PET对Chl a起抑制作用,PS则起促进作用。     

双酚A对萼花臂尾轮虫生殖的影响

应用生态毒理学研究方法,研究了不同浓度双酚A(BPA)对萼花臂尾轮虫生殖的影响,内容包括:2d的种群增长率(r),3d的混交雌体数/非混交雌体数(MF/AF)、混交率(MR)、雄体数/雌体数(M/F)、携卵雌体数/非携卵雌体数(OF/NOF)、受精率(FR),7d的休眠卵产量(RE)及2d的休眠卵孵化率(HR).结果显示,与对照组相比,BPA 0.5mg/L及以上浓度显著降低轮虫2d的r值(0.83~0.86);BPA对轮虫3d的M/F及OF/NOF无显著影响;但BPA 0.25~1.0mg/L显著降低MF/AF、MR, BPA 0.125mg/L及以上浓度显著降低FR(3.33%~15.33%)和RE(25.2~39.2ind/8mL); BPA 0.0625~1.0mg/L显著降低HR(8.0%~22.0%).因此,既然BPA对测试的轮虫生殖具有负面影响,为保护浮游动物,其在自然水体中浓度必须监控.     

聚苯乙烯微塑料对糖尿病小鼠肾脏的影响

以糖尿病小鼠为模式生物,探究了100nm和5μm的聚苯乙烯微塑料(PSMPs)(200μg/L)通过饮水暴露28d后对小鼠肾脏的毒性.结果表明,糖尿病小鼠对PSMPs的暴露更加敏感,100nm和5μm PSMPs暴露导致糖尿病小鼠肾脏出现明显的炎性细胞浸润和淤血等病理损伤,且100nm PSMPs对肾脏造成的病理损伤更为严重.此外100nm PSMPs暴露显著加剧了糖尿病小鼠肾脏炎症因子(TNF-α和IL-6)、超氧化物歧化酶(SOD)和血清肌酐表达水平,并导致肾脏代谢紊乱.与5μm PSMPs相比,100nm PSMPs暴露呈现出的小粒径毒性效应可能与纳米级别PSMPs更易透过肠道屏障在肾脏中累积有关.此外,肾脏代谢通路紊乱引起的糖酵解能力受损和能量代谢水平降低也增加了PSMPs对糖尿病小鼠肾脏的负荷.     

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.      

UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫种群增殖的影响

运用群体累计培养的方法研究了UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)种群增殖的影响.结果表明:UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫的种群数量、雌体抱卵率和种群增殖率都有显著影响.在本实验辐射强度(20 μW/cm2)和剂量范围内,低剂量的0.24和0.48 kJ/m2 处理组在实验的一定时期内对褶皱臂尾轮虫的种群数量和雌体抱卵率有一定的刺激作用;而高剂量的0.72、0.96和1.20 kJ/m2 处理组对轮虫的种群数量和雌体抱卵率则有显著的抑制作用,甚至可导致整个种群的灭绝.褶皱臂尾轮虫的种群增殖率随UV-B辐射的增强显示出了一致性减小的变化规律,因此可以作为指示大气UV-B辐射强弱的生物指标.     

有机磷农药乐果对萼花臂尾轮虫游泳行为的影响

以游泳行为变化情况为指标,考察了有机磷农药乐果对淡水种萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)的毒性作用。测定了暴露在5个不同质量浓度乐果作用6小时后轮虫游泳行为的变化情况。可以观察到轮虫的游泳方向的平衡性被破坏,游泳角速度与线速度受到显著地抑制。采用主成分分析方法(PCA)分析了在乐果的作用下轮虫游泳行为的变化情况。结果显示游泳平衡性失衡,旋转角度变小,位移速率变慢。暴露6 h后,0.2 mg/L质量浓度组轮虫游泳位移速率变慢最为明显,而在1.0,1.4和1.8 mg/L质量浓度组轮虫游泳平衡性失衡最为明显,结果表明轮虫游泳行为的变化情况与乐果的质量浓度高度相关。本研究方法与内容在国内外尚属首次报道。     

杀螟硫磷对褶皱臂尾轮虫毒性效应研究

运用生态毒理学方法,研究了农药杀螟硫磷对褶皱臂尾轮虫急性和慢性毒性影响.结果表明:杀螟硫磷对轮虫24 h急性毒性半致死浓度为9.57 mg/L;慢性毒性中,除浓度为0.5 mg/L外,一般随着浓度升高,幼体期延长,生殖期缩短,寿命缩短,生殖量下降;种群增长随浓度增加而减缓,但低浓度没有影响;除0.5 mg/L实验组所产休眠卵数量比对照组略增外,其它各实验组随浓度增加其休眠卵数量和孵化率明显下降,这表明杀螟硫磷毒性监测休眠卵孵化率可作为重要的监测指标.     

抗生素利福平对萼花臂尾轮虫生命表参数的影响

以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试动物,研究了在不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度(1.0×10⁶,2.0×10⁶,4.0×10⁶个/mL)下,不同浓度(2.0,4.0,6.0,8.0,10.0μg/mL)的利福平溶液对萼花臂尾轮虫实验种群增长参数的影响.结果表明,与空白对照组及助溶剂对照组相比,1.0×10⁶个/mL藻密度下,各浓度的利福平显著提高了轮虫的后代混交率;2.0×10⁶个/mL藻密度下,2.0,4.0,10.0μg/mL的利福平显著提高了轮虫的內禀增长率,各浓度的利福平均提高了轮虫的后代混交率;4.0×10⁶个/mL藻密度下,各浓度的利福平均显著提高了轮虫的內禀增长率和后代混交率.藻密度为1.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的生命期望、世代时间、平均寿命和后代混交率间具有显著的剂量-效应关系;藻密度为2.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的后代混交率间具有显著的剂量-效应关系;藻密度为4.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的世代时间、净生殖率、內禀增长率和后代混交率间有显著的剂量-效应关系.     

纳米塑料聚苯乙烯对水中铅离子的吸附行为研究

纳米塑料作为一种新兴污染物在水中可长久稳定存在,其表面吸附的重金属对水环境产生了潜在危害.本文研究了纳米塑料聚苯乙烯微球在吸附时间、溶液pH、氯化钠溶液、锰离子、温度等不同实验条件下对铅离子的吸附行为.结果表明,粒径为400 nm的单分散聚苯乙烯微球可快速吸附铅离子,吸附平衡时间约为30 min,吸附率达到53.30%.聚苯乙烯微球对铅离子的吸附动力学符合伪一级动力学,吸附等温线遵循Freundlich模型,吸附过程主要为非线性吸附.随着溶液pH的增加,铅离子平衡吸附量增加,静电作用是影响铅离子在聚苯乙烯微球上吸附的关键因素.增加溶液盐浓度,微塑料发生聚集,比表面积减小,吸附位点减少,铅离子的吸附量显著降低,在3.5%氯化钠溶液中,纳米塑料对铅离子的吸附率仅为7.5%.与重金属锰离子共存,可促进聚苯乙烯微球对铅离子的吸附.升高温度,纳米塑料对铅离子的平衡吸附量增加.     

环境微纳塑料的分析方法进展

为探究环境中微纳塑料的含量、归趋和生态风险,发展可靠的检测方法是重要前提.目前,对微纳塑料的分析方法多种多样,国内外已有多篇综述归纳了各方法的优缺点,甚至提出了"统一"或"标准化"的方法.然而,由于研究目标和技术方法本身的成熟度不同等原因,很难笼统地提出一套适用于所有监测或研究的方法.微纳塑料的研究是基于颗粒性和尺寸效应的研究,笔者将其划分为大粒级微塑料（0.02~5 mm）、小粒级微塑料（1~20 μm）和纳米塑料（1~1 000 nm）3个类别,分别概述各粒级的分析方法进展和技术目标等.对于大粒级微塑料,已形成相对成熟的检测方案,适合开展常规监测和大规模基线数据的调查,但方法多样化,数据的质量不统一导致可比性差,提高方法的可行性和统一性是努力重点;对于20 μm以下的小粒级微塑料,检测的准确度有待提高,发展可靠的定性及定量方法是当前的目标;对于1 000 nm以下的塑料颗粒和可溶性聚合物,发展尚不成熟,需要研究更有效的前处理和分析方法.今后,应针对不同粒级微纳塑料所面临的问题开展方法学研究,加强对微纳塑料环境行为等的基础研究,并逐步发展微纳塑料的预测模型,在可靠数据的基础上进行全面的生态风险评估.      

Zn2+和Cd2+对萼花臂尾轮虫种群增长的单一和联合毒性效应

为探究Zn2+和Cd2+对轮虫种群增长的单一和联合毒性效应,在不同温度(15、20和25 ℃)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)不同密度(0.5×106、1.0×106和2.0×106 mL-1)下,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,采用3 d种群累积培养方法,研究了不同 Zn2+污染处理组〔ρ(Zn2+)分别为0.315、0.630和1.260 mg/L〕、Cd2+污染处理组〔ρ(Cd2+)分别为0.073、0.145和0.289 mg/L〕、Zn2+-Cd2+复合污染处理组〔ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为0.315、0.073 mg/L,0.630、0.145 mg/L和1.260、0.289 mg/L〕 对轮虫种群增长率和混交雌体百分率的影响. 结果表明:当藻密度为0.5×106和2.0×106 mL-1时,与对照组相比,随着温度上升,对轮虫种群增长率产生抑制作用的处理组数明显增加,高温(25 ℃)下,所有处理组均显著降低轮虫种群增长率. 15和20 ℃下,与较低、中等藻密度(0.5×106、1.0×106 mL-1)相比,较高藻密度(2.0×106 mL-1)下轮虫种群受到毒性影响的处理组数明显减少;25 ℃下,各处理组轮虫种群增长率均随藻密度的升高而增加. 在温度为15和20 ℃、藻密度为0.5×106 mL-1条件下,Zn2+-Cd2+复合污染处理〔当ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为1.260、0.289 mg/L时〕的轮虫种群增长率明显低于ρ(Zn2+)为1.260 mg/L和ρ(Cd2+)为0.289 mg/L时的轮虫种群增长率;温度为25 ℃、藻密度为2.0×106 mL-1条件下,Zn2+-Cd2+复合污染处理〔当ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为0.630、0.145 mg/L时〕的轮虫种群增长率明显低于ρ(Zn2+)为0.630 mg/L和ρ(Cd2+)为0.145 mg/L时的轮虫种群增长率. 研究显示,温度、藻密度和重金属质量浓度之间的交互作用对轮虫种群增长率的影响大于其对混交雌体百分率的影响,随着温度的升高和藻密度的降低,Zn2+、Cd2+对轮虫的单一和联合毒性效应增加.      

聚苯乙烯纳米塑料(PSNPs)对大豆(Glycine max)种子发芽和幼苗生长的影响

为探讨微塑料对农作物的生态毒理效应，研究了两种粒径（20 nm和100 nm）聚苯乙烯纳米塑料（Polystyrene Nanoplastics，PSNPs）在6个浓度梯度（0、50、100、200、500和1000 mg·L^-1）下对大豆（Glycine max）种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明，两种粒径PSNPs均抑制种子发芽能力（发芽势、发芽指数、活力指数、平均发芽速度和发芽率），其中，发芽抑制率在一定程度上与暴露时间呈负相关关系.20 nm和100 nm PSNPs对根长、芽长和苗长的影响整体呈"低浓度促进，中高浓度抑制"的规律.20 nm PSNPs对根尖数量无显著影响，而100 nm PSNPs则表现出促进作用.20 nm和100 nm PSNPs对根直径和干重均有抑制作用.综上，PSNPs的植物毒性与粒径和浓度密切相关，在中等浓度（200 mg·L^-1）时，其对大豆幼苗生长的毒害作用最大.     

胚胎绒毛膜对微塑料颗粒与镉联合作用的影响

利用胚胎发育技术和代谢组学技术,以100nm（n-PS）和70~250μm（μ-PS）两种粒径的聚苯乙烯（Polystyrene,PS）颗粒为研究对象,从微塑料与胚胎绒毛膜相互作用这个角度,探讨了不同粒径微塑料颗粒和镉（Cd）对斑马鱼胚胎发育联合毒性的差异.结果表明,Cd单独暴露、及其与n-PS和μ-PS联合暴露中,胚胎绒毛膜上Cd的蓄积量分别为3.82,13.66,11.35mg/g,而这三个暴露组中Cd在胚胎体内的含量分别为0.24,0.16,0.20mg/g.n-PS更为显著地增加了Cd在胚胎绒毛膜上的蓄积、降低了Cd在胚胎中的含量（P<0.01）.但是μ-PS却更大程度地降低了Cd的胚胎发育毒性（P=0.006）.代谢组学的数据证实,由于PS颗粒对胚胎绒毛膜堵塞作用,纳米PS颗粒能够促进Cd作用下胚胎的氧化压力和细胞的能量需求.因此,胚胎绒毛膜在微塑料对水生生物早期发育的毒性研究中起着重要作用.本研究能够为微塑料在环境中的生物可利用性和效应研究提供一些新的思考方向.     

Effects of two polybrominated diphenyl ethers (BDE-47, BDE-209) on the swimming behavior, population growth and reproduction of the rotifer Brachionus plicatilis

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are new kinds of persistent organic pollutants (POPs) and their potential threats to the equilibrium and sustainability of marine ecosystems have raised worldwide concerns. Here, two kinds of PBDEs, tetra-BDE (BDE-47) and deca-BDE (BDE-209) were applied, and their toxic effects on the swimming behavior, population growth and reproduction of Brachionus plicatilis were investigated. The results showed that: (1) The actual concentrations of BDE-47 and -209 in the seawater phase measured by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometer) were much lower than their nominal concentrations. (2) In accordance with the 24-hr acute tests, BDE-209 did not show any obvious swimming inhibition to rotifers, but a good correlation did exist between the swimming inhibition rate and BDE-47 concentration suggesting that BDE-47 ismore toxic than BDE-209. (3) Both BDE-47 and -209 had a significant influence on the population growth and reproduction parameters of B. plicatilis including the population growth rate, the ratio of ovigerous females/non-ovigerous females (OF/NOF), the ratio of mictic females/amictic females (MF/AF), resting egg production and the mictic rate, which indicate that these parameters in B. plicatilis population were suitable for monitoring and assessing PBDEs. Our results suggest that BDE-47 and -209 are not acute lethal toxicants and may pose a low risk to marine rotifers at environmental concentrations for short-term exposure. They also accumulate differently into rotifers. Further research data are needed to understand the mechanisms responsible for the effects caused by PBDEs and to assess their risks accurately.     

Effects of two polybrominated diphenyl ethers (BDE-47, BDE-209) on the swimming behavior,population growth and reproduction of the rotifer Brachionus plicatilis

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are new kinds of persistent organic pollutants (POPs) and their potential threats to the equilibrium and sustainability of marine ecosystems have raised worldwide concerns. Here, two kinds of PBDEs, tetra-BDE (BDE-47) and deca-BDE (BDE-209) were applied, and their toxic effects on the swimming behavior, population growth and reproduction of Brachionus plicatilis were investigated. The results showed that: (1) The actual concentrations of BDE-47 and -209 in the seawater phase measured by GC–MS (Gas Chromatography−Mass Spectrometer) were much lower than their nominal concentrations. (2) In accordance with the 24-hr acute tests, BDE-209 did not show any obvious swimming inhibition to rotifers, but a good correlation did exist between the swimming inhibition rate and BDE-47 concentration suggesting that BDE-47 is more toxic than BDE-209. (3) Both BDE-47 and -209 had a significant influence on the population growth and reproduction parameters of B. plicatilis including the population growth rate, the ratio of ovigerous females/non-ovigerous females (OF/NOF), the ratio of mictic females/amictic females (MF/AF), resting egg production and the mictic rate, which indicate that these parameters in B. plicatilis population were suitable for monitoring and assessing PBDEs. Our results suggest that BDE-47 and -209 are not acute lethal toxicants and may pose a low risk to marine rotifers at environmental concentrations for short-term exposure. They also accumulate differently into rotifers. Further research data are needed to understand the mechanisms responsible for the effects caused by PBDEs and to assess their risks accurately.     

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液（体积比为1:3）对污水样品进行消解,并采用筛网（300、600、1 000目）（100目=0.147 mm）和滤膜（1 μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜）分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜-X射能谱分析联用（SEM-EDS）等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.