双酚AF对大型溞生殖、生长等生态行为的影响

为了明确双酚AF（BPAF）对水生生物行为的影响,考察了BPAF对大型溞的急性毒性和慢性毒性（生殖、生长、发育、生理等）影响.结果显示,BPAF对大型溞的24h和48h半致死浓度（LC₅₀）分别为9.70mg/L和5.02mg/L.根据化学品分类和标签规范,BPAF属于毒性Ⅱ级.BPAF对大型溞生殖、生长、发育和生理的毒性影响结果表明,高浓度BPAF（100 μg/L）导致大型溞性成熟时间明显延迟,并显著降低了大型溞产卵频次、产卵总数等生殖行为,且对大型溞的生长、发育产生显著抑制现象,同时造成种群繁衍能力显著受损.本文旨在为BPAF对水生生物的生态行为影响提供理论依据.     

三唑酮对青鳉鱼和大型溞不同测试终点的毒性效应评价

以青鳉鱼和大型溞为代表性水生生物,研究三唑酮对其不同测试终点的慢性毒性效应.结果显示,以生存、生长、繁殖为测试终点,青鳉鱼的NOEC分别为76,60,5μg/L,基于大型溞蜕皮次数、生长和繁殖的NOEC分别为25,100,200μg/L.由此可见,青鳉鱼比大型溞对三唑酮的毒性更敏感.比较不同测试终点,青鳉鱼的繁殖类指标最敏感,其次是生长、生存;相比大型溞的繁殖以及幼溞的生长,其幼溞的蜕皮次数指标更为敏感.因此,低剂量长期暴露下三唑酮会对水生生物的繁殖能力造成一定的损伤,评价其水生态安全应全面考虑不同生物种群的不同测试终点,尤其是鱼类繁殖毒性效应.     

PVC微塑料对大型溞繁殖及应激与能量相关基因表达的影响

近年来,微塑料污染已成为海洋和淡水生态环境关注的热点问题.然而,目前有关微塑料对淡水生物影响的报道仍然较少.试验选择淡水模式动物大型溞作为受试生物,以2 μm聚氯乙烯微粒（PVC）作为研究对象,探讨了PVC微塑料对大型溞繁殖和基因表达的影响.急性毒性试验表明,PVC对大型溞的48 h LC₅₀为20.5 mg·L^-1.21 d慢性毒性试验发现,随着PVC浓度的增加,产第一胎时间显著延迟,第一胎产幼溞数明显下降;总胎数在2.56 mg·L^-1和5.125 mg·L^-1 PVC处理组无明显差异,而10.25 mg·L^-1处理组显著增加,但所有处理组产幼溞总数与对照组相比均显著下降.同时,PVC暴露大型溞48 h后显著上调超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、α-酯酶（EST）、热休克蛋白70（HSP70）、精氨酸激酶（AK）和血红蛋白（DHB）基因表达.试验结果表明,PVC微塑料能干扰大型溞体内基因表达,长期暴露可显著降低大型溞繁殖量,水体中PVC微塑料的长期存在将对水生态系统产生危害.     

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.      

不同粒径纳米TiO2对大型溞的毒性效应及腐殖酸的调控作用

为评估纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险,选用大型溞作为模式生物,研究了不同粒径纳米TiO₂（20、40、60和100 nm）对大型溞毒性效应的影响,并探究了腐殖酸对不同粒径纳米TiO₂毒性效应的调控作用.结果表明,粒径是影响纳米TiO₂颗粒毒性效应的重要因素,以大型溞半数致死时间（LT₅₀）为指标,不同粒径纳米TiO₂对大型溞的毒性作用强弱顺序依次为：20 nm颗粒 > 40 nm颗粒 > 60 nm颗粒 > 100 nm颗粒（p<0.05）.腐殖酸的存在可以显著降低纳米TiO₂颗粒对大型溞的毒性作用,腐殖酸对小尺寸纳米TiO₂颗粒的毒性抑制作用更为明显（p<0.05）.大型溞体内ROS水平与抗氧化系统相关酶活分析表明,纳米TiO₂导致大型溞体内活性氧自由基（ROS）浓度升高是其产生毒性作用的重要原因,腐殖酸的存在可以显著降低大型溞体内由于纳米TiO₂暴露而引起的ROS浓度上升（p<0.05）,进而减轻纳米TiO₂对大型溞的毒性作用.此外,腐殖酸可以减小不同粒径纳米TiO₂之间的毒性差异.本研究结果可为纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险评估提供参考依据.     

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

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.     

氢气纳米气泡水对大型溞毒性效应的影响

氢气纳米气泡水作为一种新型的选择性抗氧化剂,近年来已成为医学和植物学领域的研究热点。将氢气纳米气泡技术用于环境毒理领域,探求其对大型溞生长繁殖的影响,以及在重金属污染胁迫下对大型溞的毒性缓解效应。研究结果表明:在重金属铜的污染胁迫下,氢气纳米气泡水的存在可以显著降低大型溞体内的铜积累量并减低大型溞的死亡率。在无重金属污染胁迫下,氢气纳米气泡水可以促进大型溞的生长繁殖,显著增加大型溞的产溞量,并缩短产溞时间。该结果可为氢气纳米气泡水在环境毒理领域的研究提供基础数据,并为氢气纳米气泡水在环境领域的应用提供参考。     

不同粒径聚乙烯微粒对大型溞的生物毒性效应

微塑料污染已经受到了国内外研究者的广泛关注,但研究热点多集中于海洋微塑料及其生物学效应,对淡水生物潜在影响的研究还很有限。本文选择淡水模式动物大型溞（Daphnia magna）作为受试生物,以2 μm、20 μm和50 μm聚乙烯微粒（polyethylene,PE）作为研究对象,探讨不同尺度微塑料对大型溞的急性活动抑制效应。结果表明,3种粒径的微塑料均可被大型溞摄入,并在肠道中积累,造成大型溞的活动抑制,并可能影响其脂类代谢;水中高浓度的PE微粒可粘附在大型溞体表,限制其活动,影响其摄食。在5~80 mg/L浓度范围内,2 μm PE微粒对大型溞的抑制率呈现线性增长趋势（96 h的EC₅₀为50.86 mg/L）;而20 μm和50 μm的PE微粒的抑制率随暴露浓度的增加呈现倒"U"形曲线。暴露48 h后,3种PE微粒的LOEC值分别为60、20和5 mg/L,即随粒径增大,毒性效应增加。粒径大小是影响大型溞摄入和积累微塑料的重要因素之一。本文结果为深入理解微塑料对淡水浮游动物的毒性效应提供了基础数据和理论依据。     

聚乳酸微塑料及其复合污染的生物毒性效应与机制研究进展

综述了聚乳酸(PLA)微塑料单一暴露以及与其他污染物复合暴露的毒性效应,并探讨了PLA微塑料对生物的毒性作用机制.PLA微塑料的摄入会影响生物体的摄食、生长、存活、繁殖和运动行为;PLA微塑料与有机物和重金属复合污染对生物体存在一定的潜在风险;PLA微塑料主要通过机械损伤、氧化应激、神经损伤及免疫损伤对生物体造成损害.未来仍需对老化或降解的PLA微塑料的毒性效应、对陆地生物的复合暴露毒性效应与机制及其对全球生态系统和生物地球化学循环的影响等方面开展探索和研究,以期为今后PLA微塑料的环境生态风险评估提供思路.     

Impact of biocide treatments on the bacterial communities of the Lascaux Cave

The Lascaux Cave contains a remarkable set of paintings from the Upper Palaeolithic. Shortly after discovery in 1940, the cave was modified for public viewing and, in 2001, was invaded by a Fusarium solani species complex. Benzalkonium chloride was used from 2001 to 2004 to eliminate the fungal outbreak. In this study, we carried out a sampling in most of the cave halls and galleries. Sequence analysis and isolation methods detected that the most abundant genera of bacteria were Ralstonia and Pseudomonas. We suggest that, as a result of years of benzalkonium chloride treatments, the indigenous microbial community has been replaced by microbial populations selected by biocide application.     

铜绿微囊藻生长的营养动力学

应用Monod方程考察氮、磷营养盐对铜绿微囊藻生长的影响.分别计算得到铜绿微囊藻对总磷的半饱和常数Ks_P与对总氮的半饱和常数Ks_N.结果表明:Ks_N>Ks_P,说明总磷对铜绿微囊藻生长的影响大于总氮.铜绿微囊藻的现存量(X)与特定增长率(μ)随着总磷或总氮浓度的升高而升高,但都存在拐点.当总磷或总氮为单一限制性底物时,铜绿微囊藻特定增长率快速增加的总磷与总氮浓度区间分别为:0.005～0.2mg/L与0.01～2mg/L;由于铜绿微囊藻对氮磷亲和力(半饱和常数)的不同,氮磷比对铜绿微囊藻生长的影响并不表现在一个确定值上,也不能用某一确定比例来衡量一个特定水环境中影响铜绿微囊藻生长的限制性营养元素,而应结合氮、磷浓度与氮磷比进行综合考察确定.     

生物炭对华北农田土壤N2O通量及相关功能基因丰度的影响

为了探寻施用生物炭对农田土壤氧化亚氮(N_2O)的减排效果和机制,于2015年3月27日至6月5日,利用盆栽实验研究了施用生物炭(CK,C1:5%,C2:10%,C3:15%,C4:30%)(质量分数)对华北农田土壤N_2O通量、氨单加氧酶(amo A)、亚硝酸盐还原酶(nir S、nir K)以及氧化亚氮还原酶(nos Z)基因丰度的影响.结果表明:(1)施用低量生物炭(5%)能够促进N_2O排放,施用中、高量生物炭可以起到抑制N_2O排放的效果,且生物炭用量为15%时减排效果最佳.(2)实验初期,施用生物炭对土壤硝化反硝化基因丰度影响较大,AOA和nir S基因丰度与生物炭施用量呈极显著正相关关系,nir K基因丰度与生物炭施用量呈显著正相关关系,AOB和nos Z基因丰度与生物炭施用量呈显著负相关关系;实验末期,AOA丰度与生物炭施用量表现为显著负相关关系,AOB丰度与生物炭施用量表现为显著正相关关系.(3)实验初期,N_2O排放通量与AOA、nir S基因呈现极显著的负相关关系,说明在土壤含水量较高的条件下,N_2O的产生受AOA、nir S基因丰度控制调节;实验末期,N_2O排放通量与nos Z基因呈现极显著正相关关系,说明在土壤含水量较低的条件下,N_2O的产生受nos Z基因丰度控制调节.本研究结果表明施用生物炭能够增加硝化反硝化功能基因丰度,并降低N_2O的排放,为华北农田合理施用生物炭提供了一定的理论依据.     

浅层地下水升降对菜地土壤剖面硝化/反硝化微生物丰度的影响

为揭示湖泊近岸浅层地下水升降对菜地土壤剖面硝化与反硝化功能微生物基因丰度的影响,以洱海湖滨带菜地土壤剖面为研究对象,通过模拟地下水升降过程,分析了水位升高(S1)、水位降低(S2)及落干(S3)过程中土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度的变化特征,探讨了功能基因与土壤环境因子的耦合关系.结果表明:S3阶段的土壤剖面AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度显著高于S1和S2;S1阶段的土壤剖面nirK、nirS、nosZ基因丰度均显著高于S2和S3.AOA-amoA基因丰度显著高于AOB-amoA基因丰度,nirS基因丰度显著高于nirK、nosZ基因丰度;不同取样时期的土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度均表现为A层B层C层D层.水位升降对土壤剖面AOA-amoA、AOB-amoA、nirK、nirS、nosZ基因丰度有显著影响,且AOA-amoA和nirS基因对水位升降更敏感,分别在硝化与反硝化作用中占主导地位;pH、有机碳(SOC)、全氮(TN)为功能基因AOA-amoA、AOB-amoA的环境驱动因子,而功能基因nirK、nirS、nosZ的环境驱动因子为土壤含水量(W)、铵态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)、TN、SOC、pH.该研究结果可为揭示浅层地下水升降过程中菜地土壤剖面氮素循环的微生物学机制提供科学依据.     

游离羟胺对两种典型亚硝态氮氧化菌活性的影响

为考察羟胺对两种典型亚硝态氮氧化菌(NOB)活性的影响,分别以富含硝化杆菌(Nitrobacter)和富含硝化螺菌(Nitrospira)的污泥作为研究对象,基于批次试验,分别考察了相同pH、不同羟胺浓度梯度和相同羟胺浓度、不同pH梯度条件下,羟胺对两种NOB的抑制效果.结果表明在相同pH条件下,Nitrobacter的活性随羟胺浓度的升高而降低;在相同羟胺浓度(HA=5mg·L~(-1))条件下,羟胺在较高pH环境(pH≥7.5)中产生更多的游离羟胺(FHA),会对Nitrobacter产生更好的抑制效果,低pH环境(pH≤7)中离子态羟胺的存在可能会促进Nitrobacter的活性.羟胺对Nitrospira的抑制效果有限,当pH=7.5,羟胺浓度=45mg·L~(-1)时,Nitrospira的相对活性为82%.分别采用NOB生长速率动力学模型和非底物抑制线性方程描述FHA对Nitrobacter和Nitrospira活性的影响,其可决系数R~2分别为0.90和0.94,FHA可能是抑制Nitrobacter和Nitrospira活性的主要原因.     

TDS对制备纳米乳化油稳定性影响的实验研究

为有效评估地下水中溶解组分对制备纳米乳化油的潜在影响,通过人工模拟配制天然地下水开展地下水TDS对制备纳米乳化油稳定性影响的批实验研究.分别采用动态光散和多重光散技术表征TDS影响下纳米乳化油粒径、背散射光通量、光子自由程以及峰厚度等指标的动态变化,以此来反映TDS对制备纳米乳化油稳定性的影响.结果显示:在TDS浓度为300、500和1000 mg·L^-1 的情况下,TDS对纳米乳化油稳定性起到正向作用.反映纳米乳化油整体稳定性的TSI随TDS增大呈现先增大后减小的趋势,相较于空白样稳定性分别提高了68.1%、55.6%和14.3%,其中300 mg·L^-1 的样品稳定性最好.依据局部TSI、背散射光强度、峰厚度和光子自由程的变化进行局部稳定性分析,识别出纳米乳化油的不稳定性主要受顶部不稳区和底部不稳区的影响.纳米乳化油顶部不稳区的不稳定性主要影响因素为液滴上浮、聚并,具体表现为体积分数增大,液滴粒径增大;而底部不稳区受上浮影响引起的纳米乳化油体积分数减小是其不稳的主要原因.进一步分析表明,TDS降低了纳米乳化油的布朗运动速率.相比于空白样,实验设计的TDS(300、500和1000 mg·L^-1)对纳米乳化油的上浮现象和液滴的聚并现象起抑制作用,并随浓度增大逐渐减弱. 300 mg·L^-1的样品对两种不稳定因素分别减轻了88%和87.7%.因此,适宜的地下水TDS可以减弱布朗运动,降低上浮现象和聚并现象,从而对纳米乳化油的稳定性起正向作用,有利于纳米乳化油在多孔介质中的迁移.     

铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附作用研究

铁铝氧化物是土壤的重要组分之一,其对土壤中有机无机组分的迁移具有重要影响.本文以枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌为研究对象,通过批吸附实验和DLVO理论,探究铁铝复合氧化物对细菌的粘附作用及其作用机制.结果表明,铁铝复合氧化物对细菌的粘附随着平衡浓度的增加而增加,吸附过程可用Langmuir方程拟合.铁铝1∶3复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3717.43和2792.29 mg·g~(-1),铁铝3∶1复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3455.58和2760.33 mg·g~(-1).随着pH值的增大,两种铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附量均呈下降趋势.铁铝1∶3复合氧化物对两种细菌的吸附量均大于铁铝3∶1复合氧化物.静电吸引力是铁铝复合氧化物与细菌之间相互作用的主要因素之一.     

鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响

使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种（蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02）,在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及降解菌生长、菌体表面疏水性和外表形态的影响.结果表明,鼠李糖脂可以提高正十六烷的降解率,48 h时蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷的降解率比未加鼠李糖脂的体系分别增加了8.1％和11.6％. 正十六烷培养基中的鼠李糖脂能引起菌体表面疏水性的明显增大,且低浓度鼠李糖脂的这种能力明显优于高浓度鼠李糖脂,蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol/L和0.2 mmol/L鼠李糖脂时疏水性最大. 尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH（bacterial adherence to hydrocarbon）达到44％,远大于未加鼠李糖脂时的BATH. 但在葡萄糖培养基中鼠李糖脂并没有明显影响菌种的生物量和BATH. 另外,加入鼠李糖脂后, 2株菌的培养基接触角比未加鼠李糖脂的培养基接触角均减小了约一半. 未加入鼠李糖脂的菌体细胞表面比较光滑,且菌体之间独立生长,而加入鼠李糖脂后影响了降解菌的外表形态,菌体细胞表面略显粗糙且相互粘连,有助于细胞与疏水性有机物的接触.     

底栖藻对水丝蚓生物扰动效应的抑制研究

霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)是富营养化湖泊中的底栖动物优势种,通过生物扰动可以提高水体营养盐浓度,并促进浮游植物生长.富营养浅水湖泊经生态修复后,水体透明度会得到改善,有利于底栖藻快速生长,从而降低水体营养盐水平.那么,底栖藻能否抑制水丝蚓对富营养水体水质的不良影响?为此,本文开展了双因素(底栖藻和水丝蚓)的室外受控实验,结果表明:在无底栖藻处理中,水丝蚓显著提高了水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)和叶绿素a(Chl-a)浓度,同时显著降低水体溶解氧(DO)浓度;而在有底栖藻处理中,水丝蚓对水体TP、DO及Chl-a浓度的影响不显著.研究结果表明,水丝蚓的生物扰动提高了水体营养盐和浮游植物浓度,促进水体富营养化.但底栖藻群落的发展能在一定程度上抑制水丝蚓的生物扰动效应.     

Effect of acid solutions on plants studied by the optical beam deflection method

The optical beam deflection method was applied to study the effects of acid solution on both a terrestial and aquatic plants Egeria and Cerastium, which are common aquatic plant and terrestial weed respectively. A probe beam from a He-Ne laser was passed through a vicinity of a leaf of the plants, which were put in culture dishes filled with acid solutions. Deflection signals of the probe beam were monitored and compared for acid solutions with different pH values. The results of Egria showed that the deflection signals changed dramatically when pH values of acid solutions were 2.0 and 3.0, while little at pH of 4.0 and 5.0. For Cerastium when pH were below 3.0, deflection signals changed greatly with time at the begining. After a certain period of time, deflection signals changed little with time. When pH value was above 4.0, deflection signals of Cerastium were still changing with time even after 20 hours. The results suggested that the damage threshold of pH was between 3.0 and 4.0 for both the land and aquatic plants.