基于铜锈环棱螺的生物炭修复沉积物中BDE-47生物积累动力学预测模型

研究了铜锈环棱螺对沉积物颗粒的摄取速率、从水和沉积物中摄取BDE-47的效率,以及在BDE-47污染沉积物中添加玉米秸秆生物炭后对这些生理学参数和间隙水中BDE-47平衡浓度的影响.构建了基于铜锈环棱螺摄取和消除BDE-47的相关生理学参数和沉积物地球化学参数的生物动力学预测模型,同时评价了该模型预测BDE-47生物积累的效力.结果显示,铜锈环棱螺对沉积物的摄食率为6.04 g·g^-1·d^-1,对水中BDE-47的摄取效率为38.41%.在BDE-47污染沉积物中添加4%的玉米秸秆生物炭（CSB）可以显著降低间隙水中BDE-47的平衡浓度,降幅达到81%.铜锈环棱螺对添加CSB的沉积物中BDE-47的生物积累显著低于未添加CSB的沉积物,暴露28 d后,添加CSB的沉积物中BDE-47的生物积累下降了66%.本研究构建的生物动力学模型的预测结果与暴露测试中观察到的铜锈环棱螺对BDE-47的摄取情况基本一致.BDE-47的28 d生物积累对沉积物颗粒摄食率、从沉积物中摄取BDE-47的效率、沉积物中BDE-47的浓度和BDE-47的消除速率常数等4个参数的响应表现出较好的敏感性.根据模型的预测,铜锈环棱螺从沉积物中摄取的BDE-47占总积累量的80%以上.当沉积物中添加CSB后,模型显示出更好的预测效力.因此,在已知沉积物和间隙水中BDE-47浓度的前提下,利用该模型可以有效地预测铜锈环棱螺体内BDE-47的积累量,从而减少沉积物生态毒性风险评价和利用生物炭进行原位修复效果评估的不确定性.     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏的SOD、CAT和EROD活性的影响

以实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeroginosa)为受试生物,研究了2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和7-乙氧基-3-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响,以揭示BDE-47与这些酶活性之间的剂量-效应和时间-效应关系.结果表明,不同水平BDE-47污染沉积物暴露后,铜锈环棱螺肝胰脏SOD和CAT活性表现出较为明显的剂量或时间依赖性效应,BDE-47可引起铜锈环棱螺肝胰脏的氧化应激,高剂量(≥160ng.g-1)BDE-47的长时间暴露可导致SOD和CAT活性显著下降,提示细胞出现氧化损伤.SOD对BDE-47胁迫的敏感性高于CAT.铜锈环棱螺肝胰脏中SOD和CAT可以作为指示低水平BDE-47污染沉积物胁迫的生物标志物.BDE-47不能诱导铜锈环棱螺肝胰脏EROD活性,但高剂量(≥160ng.g-1)或长时间BDE-47暴露则导致EROD活性显著降低.     

沉积物中三丁基锡对铜锈环棱螺肝胰脏抗氧化防御系统的影响

以铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为试验对象,采用人工添加TBT的自然沉积物对铜锈环棱螺进行静态暴露实验,研究了沉积物中不同浓度TBT长期暴露(30 d)对铜锈环棱螺肝胰脏的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽(GSH)的影响,以揭示TBT对它们影响的浓度效应关系。结果表明,沉积物中低浓度(100 ng/g)TBT对SOD、CAT和GSH没有影响。当TBT浓度为500～1000 ng/g时,SOD活性呈现浓度依耐性的升高。当TBT浓度为200～1000 ng/g时,CAT活性表现为浓度依耐性的升高。高浓度(2000 ng/g)TBT则导致SOD和CAT活性急剧下降,分别比对照下降了67.33%和54.87%。当TBT浓度为200～1000 ng/g时,GSH含量呈现浓度依耐性的下降,高浓度(2000 ng/g)TBT导致GSH含量急剧下降,比对照下降了76.87%。环境水平的TBT长期暴露对铜锈环棱螺肝胰脏产生了氧化胁迫,高浓度的TBT长期胁迫使肝胰脏受到了严重的氧化损伤。CAT和GSH可以用作环境水平TBT长期暴露的有效生物标志物。     

铜锈环棱螺对镉污染沉积物慢性胁迫的生物标志物响应

沉积物毒性测试是评价水生态系统中沉积物污染生态风险的重要手段.建立合适的毒性测试生物是进行沉积物毒性测试的基本前提.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)在我国淡水水体中分布广泛,具有重要的生态价值.本研究将实验室培养的铜锈环棱螺暴露于不同含量的镉加标沉积物中28d,以评价该物种在镉污染沉积物慢性胁迫下生物标志物响应的敏感性.结果表明,除了谷胱甘肽(GSH)相对不敏感外,壳长增长率、肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)、以及肝胰脏和肾脏中的金属硫蛋白(MT)均表现出相对较高的敏感性,可用作重金属污染沉积物慢性胁迫的有效生物标志物.尤其是肝胰脏SOD和CAT可以用作指示低水平镉污染沉积物长期污染胁迫下的敏感生物标志物.此外,该物种的实验室培养和毒性测试操作容易进行,可以考虑将铜锈环棱螺作为我国淡水沉积物毒性评价的候选物种.     

厌氧条件下 2,2'',4,4''-四溴联苯醚的微生物降解

多溴联苯醚是环境中的新兴污染物,其中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在环境(尤其是水环境)中普遍存在且生物毒性很高.以BDE-47为对象,研究了6组含脱卤球菌的培养液对BDE-47的降解,目的是了解厌氧条件下BDE-47的微生物降解及其动力学.采用100 mL血清瓶作为厌氧反应器,对厌氧微生物进行培养.对每组菌作两种处理,一是仅加入BDE-47作为能源(设计终浓度为200μg.L-1),另一是同时加入BDE-47和三氯乙烯(TCE)作为能源(设计终浓度分别为200μg.L-1和13mg.L-1).经过3个月的实验,两组含脱卤球菌的培养液(6M6B和T2)均能明显降解BDE-47,生成BDE-17、BDE-4及少量的DE,TCE的存在一定程度上减弱了6M6B和T2菌对BDE-47的降解.采用PCR-DGGE法对不同培养菌液的群落结构进行比较,发现醋酸杆菌属与BDE-47的降解关联较大.在3种不同初始浓度(50、250和500μg.L-1)条件下,BDE-47的降解速率分别为0.003 3、0.001 4和0.001 0 d-1.本研究表明,厌氧条件下BDE-47在细菌的作用下可发生还原降解,生成BDE-17和BDE-4.醋酸杆菌属可能在BDE-47的降解中起较大作用.高浓度的BDE-47在一定程度上会抑制降解菌的活性.     

长江武汉段丰水期水体和沉积物中多环芳烃及邻苯二甲酸酯类有机污染物污染特征及来源分析

持久性有机污染物(POPs)在我国地表水和沉积物等环境介质中被广泛检出,对生态环境和人类健康具有潜在的风险.针对现阶段长江经济带核心区域(武汉段)POPs的污染状况信息严重缺乏的问题,本文以使用量较大且环境中检出高的PAHs和PAEs为研究对象,通过对2016年长江武汉段干流15个采样点丰水期水体和沉积物中16种PAHs和6种PAEs污染物含量水平、分布特征和污染来源的系统分析.结果表明,长江武汉段2016年丰水期水体和沉积物中ΣPAHs浓度分别为20.8~90.4 ng·L~(-1)(均值40.7 ng·L~(-1))和46.1~424.0 ng·g~(-1)(均值191.8 ng·g~(-1)),ΣPAEs浓度分别为280.9~779.0 ng·L~(-1)(均值538.6 ng·L~(-1))和1 346.2~7 641.1 ng·g~(-1)(均值3 699.5 ng·g~(-1)).PAHs和PAEs含量均低于国家地表水环境质量标准规定的限值,污染程度小.长江武汉段水体中PAHs以2~3环为主,沉积物中PAHs以2~3环和4环为主,水体和沉积物中PAEs以DEHP和DBP为主.基于比率及主成分分析,长江武汉段水体与沉积物中PAHs主要的来源为煤和生物质燃烧,以及石油来源;水体和沉积物中PAEs的主要来源于塑料和重化工工业,以及生活垃圾.水体及沉积物中两类典型POPs(PAHs和PAEs)对人类健康会产生潜在有害影响,需加强监控.研究成果可为长江(武汉段)环境保护提供基础数据和技术支撑.     

鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征

微塑料能够被水生生物摄入并对其产生毒性效应.以5条汇入鄱阳湖河流的入湖口、鄱阳湖出湖口和南矶山自然保护区为研究区,采集优势底栖动物铜锈环棱螺样品,对其进行组织消解并分离其中的微塑料,利用显微镜和红外光谱鉴定微塑料,分析鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征.结果表明,鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（0.52±0.15）～（2.48±0.90） n·g^-1,赣江入湖口铜锈环棱螺体内微塑料丰度高于其他入湖口,南矶山湿地自然保护区铜锈环棱螺体内微塑料丰度最小.研究区铜锈环棱螺体内微塑料以粒径小于1 mm的透明纤维为主.铜锈环棱螺肠道微塑料丰度高于肌肉组织.本研究表明人类活动是影响铜锈环棱螺体内微塑料丰度的重要因素,对底栖动物中微塑料的调查有助于人们全面了解微塑料污染的生态风险.     

BDE-47在紫贻贝中的分布、蓄积、消除和毒性效应

以紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)为试验生物,研究了2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在贻贝组织中的分布、生物蓄积和消除动态,并探究BDE-47对贻贝的毒性作用.结果发现:紫贻贝对BDE-47有较强的生物蓄积能力和一定的消除能力,且蓄积具有组织特异性和浓度依赖性,消化腺和鳃是BDE-47蓄积的靶器官.蓄积和消除阶段各组织中BDE-47含量符合一阶非线性累积/衰减模型.0.01~1μg/L暴露浓度下,BDE-47在贻贝各组织中的半衰期为0.68~7.62d,生物富集系数(BCFs)为3217~140970L/Kg.BDE-47暴露引发消化腺和鳃抗氧化防御系统及组织损伤,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性可作为BDE-47暴露的候选生物标志物.     

猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,研究PBDEs的体外代谢行为对理解其在体内的富集和转化具有重要意义。文章以猪肝微粒体作为研究对象,以体外代谢形式研究其对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的代谢能力,优化了代谢条件,并研究了0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10 mg/L的BDE-47对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,孵育0.1 mg/L的BDE-47时,猪肝微粒体对BDE-47的代谢率可达到28.6%。实验所设各浓度BDE-47均能够保护微粒体的ECOD活性,但较高浓度的BDE-47(0.5、1、5 mg/L)对微粒体的EROD活性有显著抑制作用,而各浓度BDE-47对ANH活性没有显著影响。     

二溴联苯醚对纤细裸藻的生态遗传毒性效应

通过检测纤细裸藻生长、抗氧化酶活性和单细胞凝胶电泳(彗星试验)研究了4,4’-二溴联苯醚(BDE-15)对纤细裸藻(Euglena gracilis)的生态遗传毒性效应.结果表明,低浓度BDE-15(3×10-6mg/L)对纤细裸藻的生长无显著影响,高浓度时(3mg/L)具有明显的抑制作用,相比空白抑制率达69.70%;叶绿素a和类胡萝卜素含量在高浓度BDE-15作用下显著上升;谷胱甘肽(GSH)和细胞总蛋白含量则随BDE-15浓度增加明显下降;抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)活性随BDE-15浓度升高显著下降,具明显的剂量-效应关系,过氧化物酶(POD)活性随BDE-15浓度增加呈上升趋势,最高浓度组(3mg/L)比空白对照提高93.45%,显示BDE-15胁迫可诱导抗氧化酶活性;彗星试验结果显示纤细裸藻细胞DNA损伤程度随BDE-15浓度增加而加重,表明高浓度BDE-15具有潜在致突变性.     

五氯苯酚与邻氯苯酚和2,4-二氯苯酚对斑马鱼的联合毒性

在五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)3种物质单一毒性试验结果的基础上,按照等毒性单位设计,采用相加指数法,对五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)或2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)以及这3种物质共存对斑马鱼(Brachydanio rerio)的联合毒性进行了试验研究.结果表明,邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)与五氯苯酚的联合毒性效应均表现为协同作用,使五氯苯酚的毒性剧增.由于邻氯苯酚或2,4-二氯苯酚的存在以及3种物质共存,使五氯苯酚对斑马鱼的48 h LC50由原来的0.102 mg/L,分别下降到0.031,0.029及0.022 mg/L.因此可见,水体污染评价目前只考虑单一毒物的影响还远远不够,由此制定的控制标准对水体的保护不利,必须从联合毒性的角度对水质污染进行综合评价.      

DNBP生产废水处理工艺探讨

4,6二硝基邻仲丁基苯酚(DNBP)生产过程产生的废水,采用化学与生物处理组合工艺,结合生产实际,分流治理,使DNBP得以充分的回收。纳米TiO2负载活性炭、臭氧催化氧化,降低COD、增加废水的可生化性。针对废水中的可溶性有机物,培养特效菌群生化处理,出水稳定,达国家二级排放标准。     

两种硝基氯苯对鲤鱼的急性毒性

采用鲤鱼(Brocarded Carp)为试验生物对对氯硝基苯(P-NCB)和2,4-二硝基氯苯(DNCB)2种化合物进行了静态方式的急性毒性试验。结果表明,96h后,对氯硝基苯试液中鲤鱼24h 100%死亡浓度(24h LC100)和96h无死亡浓度(96h LC0)分别为:40mg/L和5mg/L;在25～27℃下,96h的LC50为22.13 mg/L。2,4-二硝基氯苯试液中鲤鱼24h 100%死亡浓度(24h LC100)和96h无死亡浓度(96hLC0)分别为:1.0mg/L和0.5mg/L;在20～22℃下,96h的LC50为0.692 mg/L。该研究表明,对氯硝基苯和2,4-二硝基氯苯对鱼类分别属于高毒物质和剧毒物质。     

Fenton法处理水中4,4’-二溴联苯及动力学研究

多溴联苯是一类具有持久性有机物特性的难降解物质对环境造成很大危害。应用H2O2/Fe2+对水中的4,4’-二溴联苯(4,4’-DBB)去除效果及影响因素进行研究。结果表明:pH值对4,4’-DBB的去除率的影响很大,反应时间、起始质量浓度以及H2O2/Fe2+的摩尔比对DBB的去除率的影响也较大。当H2O2和Fe2+的摩尔比为10:1,pH=1.4￣2.4时,处理初始浓度为2mg/L 4,4’-DBB的水溶液2h,4,4’-DBB去除率最高可达到99%以上,说明Fenton试剂可将4,4’-DBB基本完全去除。研究还发现4mg/L绝对去除率>2mg/L,说明该方法有利于处理较高浓度的4,4’-DBB,具有一定的工业应用价值。经拟合发现4,4’-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程。     

Preimplantation genetic diagnosis of pericentric inversions

Inversions are structural chromosome abnormalities that may be associated with infertility, multiple miscarriage and chromosomally unbalanced offspring. Preimplantation genetic diagnosis (PGD) with subtelomeric probes was used to select for transfer only those embryos that were normal or balanced for three pericentric inversions. In contrast to previous protocols the present procedure allows the detection of unbalanced embryos that might arise from U-recombination in the inverted region. Additionally, aneuploidy screening was carried out in two cases by a second round of fluorescent in situ hybridization (FISH) with centromeric probes. Of the three couples that underwent the procedure one became pregnant twice. The first pregnancy delivered a healthy and chromosomally normal baby and the second pregnancy is ongoing with triplets. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

五氟苄基羟胺衍生与GC/MS联用分析大气中的单羰基化合物和多羰基化合物

利用涂布五氟苄基羟胺（PFBHA）的Tenax-TA作为固体吸附剂,采取主动采样的方式采集大气中羰基化合物,再经溶剂洗脱和氮吹浓缩后用气相色谱/质谱（GC/MS）分析,成功检测到14种单羰基化合物和2种二羰基化合物（乙二醛与甲基乙二醛）.研究表明：在吸附剂的装载量为50mg的前提下,当衍生剂的涂布量为260nmol,采集流速为50mL·min^-1时,采集效果最佳.羰基化合物的检测限、平行样的相对标准偏差和样品的加标回收率范围分别为0.54～3.83ng·m^-3、1.0%～14.2%、89.2%～113.8%.该方法在实际大气样品中合适的采样时间为0.5～8.0h.利用此法对上海市宝山区大气中羰基化合物进行了检测,成功检测到16种羰基化合物,且具有明显的日变化趋势.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的降解研究

采用纳米Fe3O4降解溶液中的2,4-D,考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4的投加量、溶液pH对2,4-D降解效率的影响,并探讨了2,4-D的降解机理。实验结果表明,Fe3O4对2,4-D有明显的降解作用,纳米Fe3O4的降解效果优于微米级Fe3O4,降解过程中溶液中的氯离子浓度随着2,4-D的降解而升高,Fe3O4对2,4-D的降解机理是还原脱氯。当2,4-D初始浓度在0～10mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大。在2,4-D初始浓度为10mg/L、pH3.0、纳米Fe3O4投加量300mg/L时降解效率最高,48h内2,4-D的降解率可达40%。     

零价铁还原降解2,4-二硝基甲苯研究

研究了零价铁对2，4-二硝基甲苯(2，4-DNT)的还原降解情况。实验结果表明，2,4-DNT的还原降解率与溶液初始pH值、初始浓度、溶解氧含量和铁粉投加量等因素有关。2，4-DNT在还原过程中先生成2-氨基-4-硝基甲苯(2A4NT)和4-氨基-2-硝基甲苯(4A2NT)，最后被还原成2，4-二氨基甲苯(2，4-DAT)。     

负载型TiO2/蛇纹石光催化降解4BS染料的研究

以蛇纹石为载体,利用TiOSO4为前驱体,采用水解-沉积法将TiO2超细粒子包覆在蛇纹石表面制得TiO2/蛇纹石负载型光催化剂。探讨了pH值、焙烧温度及光催化剂中TiO2与蛇纹石比例对偶氮直接耐酸大红4BS水溶液的光催化脱色降解的影响。结果表明,在pH为2～4,500℃条件下有明显地脱色效果。     

Arsenic removal from contaminated soil using phosphoric acid and phosphate

Laboratory batch experiments were conducted to study arsenic （As） removal from a naturally contaminated soil using phosphoric acid （H3PO4） and potassium dihydrogen phosphate （KHEPO4）. Both H3PO4 and KHEPO4 proved to reduce toxicity of the soil in terms of soil As content, attaining more than 20% As removal at a concentration of 200 mmol/L. At the same time, acidification of soil and dissolution of soil components （Ca, Mg, and Si） resulted from using these two extractants, especially H3PO4. The effectiveness of these two extractants could be attributed to the replacement of As by phosphate ions （PO4^3-）. The function of H3PO4 as an acid to dissolve soil components had little effects on As removal. KH2PO4 almost removed as much As as H3PO4, but it did not result in serious damage to soils, indicating that it was a more promising extractant. The results of a kinetic study showed that As removal reached equilibrium after incubation for 360 rain, but dissolution of soil components, especially Mg and Ca, was very rapid. Therefore dissolution of soil components would be inevitable if As was further removed. Elovich model best described the kinetic data of As removal among the four models used in the kinetic study.