水稻秸秆浸泡液对铜绿微囊藻生理特性的影响

室内利用流式细胞仪对暴露于不同浓度水稻秸秆浸泡液下铜绿微囊藻的细胞生长、细胞膜完整性、膜电位、酯酶活性进行了为期15 d的检测,研究了水稻秸秆浸泡液对铜绿微囊藻生理特性的影响.结果发现,浸泡5 d的水稻秸秆液可以抑制藻的生长,呈明显的浓度抑制型变化;PI荧光检测显示暴露于浸泡液的各组细胞(>98%)的细胞膜保持高度完整;FDA荧光检测显示与对照组相比,第1、4d处理组酯酶活性增强和减小的细胞都有增加,但活性下降的细胞数量明显多于活性增强的细胞,第7 d酯酶活性下降的细胞数量明显增加,而增强的细胞数量基本不变,第10、15 d酯酶活性正常的细胞数量增加显著,而酯酶活性下降的细胞数量明显减少,增强的细胞变化幅度较小;DIOC6(3)荧光检测显示膜电位在前7 d变化显著,第10、15d变化程度减弱,与酯酶活性变化趋势一致.分析表明,浸泡液存在促进和抑制藻细胞生长的两种作用,抑制作用占据优势,随着暴露时间延长,促进作用消失,抑制作用有所下滑,浸泡液对藻细胞生长具有抑制性而非致死性的作用.     

硼化合物对普通小球藻的急性毒性效应

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为受试生物,采用批量培养法考察了不同质量浓度的硼酸和四硼酸钠对藻细胞生物量、ρ(Chla)、ρ(蛋白质)以及MDA(丙二醛)含量的96 h急性毒性效应,初步探讨了硼化合物对普通小球藻的毒性作用. 结果表明:在2种硼化合物胁迫下藻细胞的生长受到抑制,尤其是当ρ(硼)≥40 mg/L时抑制作用极其显著(P<0.01);ρ(硼)为0~80 mg/L时,硼酸和四硼酸钠对藻细胞生长的最大抑制率分别为89.42%和86.72%,硼的抑制作用呈明显的剂量-效应关系,并且随暴露时间延长而减弱,96 h时藻细胞恢复生长. 硼酸和四硼酸钠对藻细胞的96 h-EC₅₀(半数有效浓度)分别为82.03和71.19 mg/L(以硼计);与对照组相比,二者对普通小球藻的毒性效应表现为,随着暴露时间的延长,ρ(Chla)降低、ρ(蛋白质)先减后增、MDA含量升高. 研究显示,硼化合物对普通小球藻的毒性作用,可能是由于短期内引发藻细胞产生活性氧自由基并造成膜脂质和其他生物大分子的氧化损伤所致.      

富里酸存在条件下铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响

为探究富里酸存在条件下,铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响,对普通小球藻进行富里酸及铜的复合暴露,检测相关的光合作用及细胞生理指标,并与单独暴露富里酸的普通小球藻指标水平进行比较分析.结果表明,铜的加入会影响藻细胞的光合作用,增加细胞膜通透性,使藻细胞体积增大,并导致藻细胞的死亡.富里酸可以明显减弱铜的毒性,减少藻细胞的死亡.随富里酸浓度升高,藻细胞死亡率呈下降趋势;高浓度的富里酸(74.5 mg·L~(-1)和119.2 mg·L~(-1))可以明显减弱铜对藻细胞体积增大的作用,低浓度的富里酸(20 mg·L~(-1)和54 mg·L~(-1))无明显影响.富里酸单独作用能够增强普通小球藻的光合作用,增加藻细胞的细胞膜通透性,但不具有致死性.     

1,4-二氯苯对蛋白核小球藻的毒性效应

研究不同质量浓度的1,4-二氯苯(1,4-DCB)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生长状况、蛋白质含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性(SOD酶活性)和脂质过氧化丙二醛(MDA)含量的影响,检测1,4-DCB对海洋微藻的毒性效应及其毒性机理.结果表明:1,4-DCB对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用,该效应表现出一定的浓度和时间依赖性;1,4-DCB处理4 d后,蛋白核小球藻细胞蛋白质含量和叶绿素含量下降,SOD酶活性降低,MDA含量升高,这表明1,4-DCB通过产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤可能是1,4-DCB对蛋白核小球藻产生毒害效应的主要机制,受有机物污染后藻类作为饵料的价值降低.      

二氯甲烷和二氯乙烷对蛋白核小球藻的毒性影响研究

研究了二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长和生化指标的毒性效应.结果表明,二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻生长有影响.随着2种毒物浓度的增大,其对藻生长的抑制越明显,藻细胞密度均呈现下降的趋势.二氯甲烷和1,2-二氯乙烷抑制蛋白核小球藻生长的96 h-EC50分别为550.1 mg/L和276.0 mg/L,1,2-二氯乙烷的毒性要稍强于二氯甲烷.2种毒物联合作用时基本表现为拮抗作用.叶绿素a含量随毒物浓度增加而迅速下降,SOD和CAT的活性随毒物浓度升高呈现先升高后下降的"钟形曲线".MDA的含量随毒物浓度升高而急剧上升,膜脂过氧化加剧.表明毒物通过产生活性氧自由基引起生物大分子的氧化损伤可能是其对蛋白核小球藻产生毒性效应的主要原因.     

铜与毒死蜱复合污染对淡水绿藻的毒性效应

重金属及农药残留在水环境中被频繁检测出,其复合污染对环境生物的联合毒性有别于单因子的生物效应.以淡水绿藻为受试生物,比较分析了有机磷农药毒死蜱（Chlorpyrifos）和重金属铜的单一及复合暴露对蛋白核小球藻急性毒性、细胞通透性及抗氧化应激的影响.铜、毒死蜱72小时单一暴露对小球藻的EC₅₀分别为0.68和12.71μmol/L,藻细胞叶绿素含量随污染物浓度的增大而降低,细胞通透性随污染物浓度的增大而增强,藻细胞活性氧和抗氧化酶被显著诱导.利用相加指数法（Additive Index,AI）确定铜、毒死蜱联合暴露对小球藻急性毒性的联合作用类型为拮抗作用,这与小球藻ROS产生量及抗氧化酶等指标的显著性水平分析结果一致.     

扑草净和渗透剂OT对蛋白核小球藻的联合毒性

研究了扑草净和琥珀酸酯磺酸钠(OT)对蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)的单种毒性效应和联合毒性效应.结果表明,无论扑草净和OT是单独使用还是混合使用,低浓度下对蛋白核小球藻均表现出一定的刺激生长的效应,藻细胞密度升高,叶绿素和可溶性蛋白含量呈上升趋势,抗氧化酶SOD和POD活性均上升.随扑草净和OT浓度的增加,刺激生长效应消失,抑制生长作用增强,叶绿素和可溶性蛋白含量均下降,SOD和POD活性呈先上升后下降趋势,同时丙二醛含量急剧升高,引起细胞膜脂过氧化.在混合使用时,两者均为低浓度,刺激生长现象比两者单独使用时更加明显;两者均为高浓度时则对蛋白核小球藻的抑制作用更强.表明不同浓度条件下扑草净和OT表现出相加、拮抗和协同3种不同的效应.     

化感物质肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响

探讨了肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响,从叶绿素a含量,抗氧化系酶活性,活性氧自由基(ROS)水平,丙二醛(MDA)含量以及光合活性的变化研究了其抑藻的生理生化机制.结果表明,肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻具有快速抑制效应,随着浓度的增加抑制效果越明显.其96 h半效应浓度EC50值为5.45 mg·L-1.肉桂酸乙酯引起细胞内叶绿素a含量下降,活性氧(ROS)的过度累积和MDA含量的增加.由此,说明肉桂酸乙酯通过引起活性氧的过度产生,导致膜脂过氧化,引起藻细胞膜系统受损,代谢发生紊乱.为了清除ROS,细胞通过提高抗氧化系酶的活性来保护其免受氧化损伤.肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻细胞光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量和潜在活性具有一定的急性毒性效应,但随着时间的延长藻细胞可以通过自身调节在一定程度上恢复其光合活性.     

抗生素对微藻的毒性作用和卤代烃释放的影响

探究了磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和氧四环素(OTC)对中肋骨条藻的毒性作用及挥发性卤代烃(VHCs)释放的潜在作用.结果表明:10mg/L SMZ和OTC在暴露中后期抑制中肋骨条藻的生长,对藻细胞密度、叶绿素a浓度和最大光化学效率(F_v/F_m)的最大抑制率达到最大值,分别为90.74%,91.25%,83.46%和87.16%,87.04%,87.43%.抗生素暴露下可溶性蛋白含量明显较对照组低;过氧化氢酶活性随抗生素浓度的增加和暴露时间的延长呈现先升高后降低的趋势,表明2种抗生素高浓度暴露对微藻生长均有明显的毒性作用,其中SMZ毒性抑制作用高于OTC.抗生素暴露诱导藻细胞内活性氧(ROS)的产生量增加.另外,抗生素的添加对VHCs的释放表现出不同程度的促进作用,可能是由于卤过氧化物酶(HPO)催化H₂O₂进行卤化反应产生抗氧化应激的VHCs,避免过量ROS对藻细胞造成损伤.由此说明,微藻3种VHCs的释放对抗生素的响应受到微藻的生物量及HPO酶催化机制共同控制.     

全氟辛酸对酿酒酵母细胞毒性作用

全氟辛酸(PFOA)广泛应用于工业生产中,具有高度的生物毒性及生物蓄积性,然而PFOA对环境微生物的毒性影响仍有待深入开展.通过流式细胞术测定了酵母菌在不同浓度PFOA胁迫下细胞膜通透性、ROS、线粒体跨膜电位的变化,并且测定了MDA含量和Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性变化.结果显示PFOA可使PI染色细胞比例增高,酿酒酵母细胞膜通透性增大、ROS和MDA含量升高、线粒体跨膜电位降低,且ROS含量、MDA含量与线粒体跨膜电位降幅均与PFOA胁迫浓度和时间呈正相关.Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性先上升后降低,表明酿酒酵母在PFOA胁迫下,其生理活性受到抑制甚至发生细胞凋亡.证明PFOA对酿酒酵母具有生物毒性,100 mg·L-1PFOA对酿酒酵母具有即时毒性.该结果可为PFOA的影响评价提供更多依据.     

不同营养模式下固定化斜生栅藻和普通小球藻氨氮去除能力对比分析

微藻培养耦合污水处理是一项极具潜力的绿色生物技术,具有污染物减排和资源化的双重效应.为明确不同微藻固定化后对NH₄+-N去除的差异及优势,以斜生栅藻和普通小球藻为研究对象,以自由生长为对照,通过5 d的批次培养试验对比分析了2种固定化微藻不同营养模式下对NH₄+-N污水的适应性及其生长特性.结果表明:①对比自由生长,固定化生长可有效提升斜生栅藻在自养和异养模式下的NH₄+-N去除能力,2种模式下最大去除率分别为98%和53%,而在混养模式下,最大去除率则从100%降至86%.②固定化生长对普通小球藻NH₄+-N去除率的提升较弱,仅在自养模式下发挥正效应,最大去除率可升至37%,在混养模式下,其自由生长优势强于固定化生长,当C/N为10时,NH₄+-N第4天即可完全去除.③固定化生长并未改变混养模式下2种微藻生长对ρ(COD_Cr)的依赖性,而该效应在异养模式下并不明显.④除自养模式外,固定化生长均略低于自由生长,并且普通小球藻的生长速率也显著高于斜生栅藻.研究显示,斜生栅藻单个细胞对NH₄+-N的去除能力优于普通小球藻单个细胞,斜生栅藻污水培养的适应性更强,并且固定化自养模式最佳,而普通小球藻固定化优势微弱.      

离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑对EMT6细胞的毒性及其机理研究

为评估咪唑类离子液体的生物毒性,研究了氯化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim] [C1])对EMT6细胞的毒性作用和可能的机制.不同浓度(0.06、0.25、1 mmol·L-)的[C8 mim][Cl]对EMT6细胞染毒12h后,采用MTT方法检测细胞活力,二乙酸荧光素(FDA)方法检测细胞膜通透性的变化,Rhodamine 123染色方法检测线粒体膜电位的变化,ELISA方法检测了Caspase-3的活性,并测定了细胞内活性氧(ROS)的含量.结果表明,经[Csmim] [Cl]染毒12h后,EMT6细胞活力下降,并呈剂量依赖关系.当[Csmim] [Cl]浓度高于0.25 mmol·L-1时,细胞活力与对照相比,差异显著.研究还发现,[Csmim][Cl]染毒增加了EMT6细胞膜通透性,降低了线粒体膜电位并诱导产生过量的活性氧,增强了Caspase-3活性.实验结果表明,[C8mim] [Cl]染毒造成了EMT6细胞膜通透性的改变、活性氧的过量产生和凋亡分子表达的增强,这可能是[Csmim] [Cl]导致细胞凋亡和活力下降的主要原因.     

毒性有机物BPA与普通小球藻的相互影响特性研究

考察了不同浓度双酚A(BPA)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长特性的影响,以及普通小球藻生长过程对BPA的去除效能.研究表明,低浓度BPA(0~20 mg·L-1)对普通小球藻生长具有促进作用,而高浓度BPA(20~50 mg·L-1)对普通小球藻生长具有抑制作用,且抑制效应与BPA浓度呈正相关关系.低剂量BPA(<20 mg·L-1)对叶绿素含量并无明显的影响,高剂量BPA(>20 mg·L-1)造成叶绿素含量降低.在BPA初始浓度2~50 mg·L-1的范围内,普通小球藻对其都有一定的去除效能,单位普通小球藻对BPA去除速率与其初始浓度呈正相关关系.BPA投加量为50 mg·L-1时,BPA去除速率最大,且最大速率出现于延滞期与对数期之间.     

全氟辛酸对大肠杆菌的氧化胁迫和膜损伤

全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)因其具有极高的化学稳定性和良好的疏水疏油性而在工业生产中广泛使用,但近年来被认为是一种在环境中广泛分布的持久性有机污染物.利用流式细胞术等检测技术,研究了PFOA对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的氧化胁迫和膜损伤,并对其毒性作用机制进行了初步的探索.结果表明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量增加,膜脂肪酸不饱和度降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度升高、细胞膜通透性增大、跨膜电位降低,而细胞膜上的Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性随时间的延长代偿性地先上升后降低.由此说明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌细胞内升高的ROS与细胞膜不饱和脂肪酸发生过氧化反应,降低膜脂肪酸的饱和度,使得MDA在细胞内积累,进一步引起细胞膜损伤及其上相关ATPase活性降低,最终导致大肠杆菌细胞失活或死亡.实验结果对研究PFOA胁迫下环境生态毒理提供更多依据.     

利用处理含4-氯苯酚模拟废水的剩余污泥培养普通小球藻

利用处理含4-氯苯酚(4-CP)模拟废水的剩余污泥经离心得到的上层清液和下层污泥的提取液分别培养普通小球藻(Chlorella vulgaris),以达到处理剩余污泥上清液和提取液与培养小球藻的双重目的.试验在500 m L的锥形瓶中进行,将BG-11培养基与处理含4-CP模拟废水的剩余污泥提取液和上清液分别按不同比例混合,在光暗比14∶10条件下培养小球藻.试验考察了藻细胞数目、叶绿素a,藻细胞酶活性,油脂、液相总氮(TN)、总磷(TP)、总有机碳(TOC)、毒性等指标.结果表明,小球藻培养过程中,可有效降低污泥提取液与上清液中的营养物质含量及毒性,其中TN和TP去除率分别达到40%和90%以上;污泥提取液可促进藻密度的增殖但不利于合成叶绿素a;培养10 d后,50%污泥提取液组的藻密度增加20倍,但其单位藻细胞的叶绿素a含量却小于空白组.纯污泥提取液和上清液组的小球藻单位藻细胞超氧化物歧化酶(SOD酶)高于空白组,这说明污泥提取液和上清液的毒性物质对小球藻具有一定的刺激效应.以小球藻内油脂积累作为其资源化价值的关键评价指标,结合液相氮磷和毒性物质的去除,最优的小球藻收集时间为培养第5 d.     

藻细胞在固体表面附着特性的初步研究

针对平板式光生物反应器,以补充有碳源的SE(Brostol's solution)培养基作为普通小球藻生长的水环境,研究了载体表面粗糙度、藻细胞接种量、培养液pH值和液体流量对小球藻细胞在固体基质表面吸附特性的影响.结果表明:藻细胞在各载体表面的吸附密度均随时间进行呈现先快速增大再逐渐趋于平缓的变化趋势;在实验条件下,随载体表面粗糙度和藻液中藻细胞接种量增大,载体表面对小球藻细胞的吸附率均增大,吸附密度也增大;当藻液pH值为6左右时,小球藻在载体表面的吸附密度达到最大;液体流量为0.65 mL·min-1时,载体表面对小球藻细胞的吸附能力最强.各参数对藻细胞吸附密度影响的重要程度依次为藻细胞接种量、培养基pH值、液体流量.     

溴酸盐对水生生物的急性毒性效应

采用标准毒性测试方法,分析了溴酸钾、溴酸钠、溴化钾对水生生态系统中不同营养级生物包括发光菌、绿藻、水蚤、斑马鱼的急性毒性效应.结果表明,3种污染物对发光菌发光强度几乎没有影响,溴酸钾对斜生栅藻的96 h EC50为738.18mg·L-1;对大型蚤和裸腹蚤的48 h EC50分别为154.01 mg·L-1和161.80 mg·L-1,48 h LC50分别为198.52 mg·L-1和175.68mg·L-1;对斑马鱼的96 h LC50为931.4 mg·L-1.溴酸钠对斜生栅藻的96 h EC50为540.26 mg·L-1;对大型蚤和裸腹蚤的48 h EC50分别为127.90 mg·L-1和111.07 mg·L-1,48 h LC50分别为161.80 mg·L-1和123.47 mg·L-1;对斑马鱼的96 h LC50为1 065.6 mg·L-1.而溴化钾对以上几种受试生物的影响远小于溴酸钾和溴酸钠的影响,对比可知引起受试生物产生毒性效应的原因是由溴酸盐引起的.毒性作用规律显示,随着暴露时间的增加,溴酸盐的毒性效应越明显,受试生物对溴酸盐的毒性效应的敏感顺序为:大型蚤、裸腹蚤斜生栅藻斑马鱼普通小球藻、发光菌.