6种重金属的发光菌毒性效应及其海洋生物物种敏感度分析

以明亮发光杆菌(Photobacteriumphosphoreum)为受试生物,采用微孔板毒性测试法,测定6种重金属化合物的发光抑制毒性并对毒性数据进行非线性拟合和预测,结果表明ZnSO47H2O、K2Cr2O7、HgCl2、CdCl22.5H2O和Pb(NO3)25种重金属化合物的毒性作用关系均可以用Weibull模型有效描述,CuSO45H2O的毒性作用关系可用Logistic模型有效描述。几种重金属的毒性顺序为K2Cr2O7 CuSO45H2O CdCl2 Pb(NO3)2 ZnSO47H2O HgCl2。明亮发光杆菌对6种重金属离子的EC50值分布在由其它海洋生物毒性效应值拟合的物种敏感度分布模型范围内。与海洋鱼类、蚤类、贝类和虾蟹类相比,明亮发光杆菌对Cu2+的毒性灵敏度较差,但是对Cd2+、Pb2+、Hg2+、Zn2+、Cr6+5种重金属离子的毒性灵敏度较高,多数海洋生物对6种重金属的毒性响应顺序与明亮发光杆菌一致,说明发光菌毒性测试法对于海洋环境重金属污染的生态毒理效应具有重要预测价值。     

常见重金属对费氏弧菌的生物毒性研究

以费氏弧菌作为毒性测试物种,研究Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的生物毒性.同时,对相对发光强度和金属离子浓度进行线性回归后计算了EC50值(半数效应浓度值),并比较了该菌种对各金属化合物的敏感度差异.结果表明,发光菌的相对发光强度均与重金属离子浓度呈负相关,线性相关系数为0.8764~0.9730.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的EC50分别为0.045、0.181、0.300、0.117、0.614、23.000 mg/L,毒性大小依次为Hg2+ >Cd2+ >Pb2+ >Cu2+ >Zn2+ >Cr6+,可见Hg2+对费氏弧菌的毒性最大,但该发光菌对Cr6+的敏感性较小.     

基于析因设计的多种重金属对发光菌联合毒性研究

文章采用析因设计的方法,研究沉积物水浸提液掺杂的多种重金属Cu、Cd、Zn、Pb和Ni对发光菌的联合毒性。通过对试验结果进行方差分析和多元线性回归,建立了重金属浓度和发光菌发光抑制率的关系模型:T=97.983Cu+41.111Cd-27.297Zn+129.869Pb+16.715Ni-5 803.639Cu*Cd+2 270.182Cd*Zn-6 411.870Cd*Pb-675.052Cd*Ni-3 108.544Pb*Ni+15 9552.434Cd*Pb*Ni+274 718.434Zn*Pb*Ni。模型分析结果表明:Zn对联合毒性产生负的影响,Cu、Cd、Pb、Ni对联合毒性具有正的贡献;Cd*Zn二元交互作用和Cd*Pb*Ni、Zn*Pb*Ni三元交互作用表现为协同作用,Cu*Cd、Cd*Pb、Cd*Ni、Pb*Ni二元交互作用表现为拮抗作用,而重金属四元和五元交互作用对联合毒性的贡献不显著。上述重金属联合毒性的作用可为沉积物中重金属复合污染控制提供参考。     

应用淡水发光菌研究二元重金属混合物的联合毒性

应用新型淡水发光菌一青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.nov-Q67)发光值的测定。对铜锌、铜汞、铜镉、铜镍等4种重金属混合物的联合毒性进行了评价。结果表明。铜锌混合物对Q67的联合毒性等于两者的毒性之和。作用方式表现为加和作用：铜汞、铜镉、铜镍3种混合物对Q67的联合毒性则表现为拮抗作用。     

苯酚与苯胺衍生物对发光菌的联合毒性

 应用微板毒性分析方法,以污染物对淡水发光菌——青海弧菌(Vibrio-qinghaiensis sp.)Q67 的发光抑制为毒性指标,分别测定了对氯苯酚(P1)、邻氯苯酚(P2)、2,4-二氯苯酚(P3)、间甲苯酚(P4)、对甲苯酚(P5)、间硝基苯酚(P6)、2-硝基苯酚(P7)、对甲苯胺(P8)、P9、邻硝基苯胺(P10)、邻氯苯胺(P11)、间氯苯胺(P12)对Q67 的毒性. 结果表明, 12 种污染物的剂量-效应关系除了P11 可用Logit 模型描述外,其余11 种污染物均可用Weibull 模型有效描述. 由模型估算的半数效应浓度负对数值(pEC50) 分别为3.43,2.81,3.66,2.83,2.99,3.15,3.20,2.52,2.36,3.66,2.81,2.89,其对Q67 的毒性大小顺序为 (P3 = P10) > P1 > P7 > P6 > P5 > P12 > P4 > (P11 = P2) > P8 > P9. 分别设计浓度为各自EC10 和EC50 的2 个等效应浓度比混合物和12 个均匀设计浓度比混合物进行微板毒性实验,并应用剂量加和(DA)模型与独立作用(IA)模型建立由单一毒物的剂量-效应参数来预测混合物联合毒性的方法. 结果表明,在实验浓度范围内各混合物毒性均能用DA模型精确预测.     

松花江表层沉积物有毒重金属污染的潜在生物毒性风险评价

采用地累积指数模型(Igeo)及一致性沉积物质量基准(CBSQGs)对第二松花江、松花江干流以及4条代表性支流12个断面表层沉积物Hg、Cd、Cr、As和Pb 5种有毒重金属的污染特征及其潜在生物毒性风险进行深入探讨.研究结果表明:1松花江表层沉积物中5种重金属含量平均值由大到小顺序为CrPbAsCdHg;除Hg外,其余4种重金属均表现为一定的富集现象,但富集系数不超过1.2;2地累积指数表明松花江表层沉积物中5种有毒重金属污染较轻,基本属于无污染或无污染-轻污染状态,只有Cr和As在10号断面达到了轻污染程度;3重金属之间Pearson相关系数表明Cr和As(0.896)、Cr和Pb(0.708)呈极显著相关,As和Pb呈显著相关(0.639),揭示Cr、As和Pb极可能具有相似的来源;4各断面毒性单位和∑TUs1.8,不同重金属毒性效应顺序为CrCdPbAsHg.     

洞庭湖典型水域表层沉积物中重金属空间分布特征及其潜在生态风险评价

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点——S1(樟树港)、S2(虞公庙)、S3(鹿角)、S4(君山)和S5(洞庭湖出口)表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn 7种重金属质量分数分析,对该典型水域表层沉积物中重金属的空间分布特征进行了探讨,并采用潜在生态危害指数法对其生态风险进行评价. 结果表明:表层沉积物中w(Cd)、w(Hg)、w(As)、w(Cu)、w(Pb)、w(Cr)和w(Zn)分别为0.54~79.90、0.046~0.712、15.2~289.0、29.0~217.0、6.0~246.0、65.4~269.0和41.4~632.0 mg/kg,w(Cd)、w(Hg)、w(As)、w(Cu)、w(Pb)和w(Zn)沿程总体呈下降趋势,w(Cr)沿程变化较小;Cd具有很高生态风险,Hg具有中等生态风险,其余污染物具有低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn,各采样点的RI(潜在生态危害指数)为115.51~1 000.09,平均值为373.30,研究区域重金属总体具有高生态风险,其中S1采样点具有很高生态风险,不同采样点表层沉积物中重金属生态风险的大小顺序为S1＞S2＞S5＞S4＞S3;除Cr外,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn主要来源于湘江,Cd和Hg是主要风险污染物,其中Cd为首要污染物,因此湘江重金属污染治理应以Cd为重点.      

开封市不同功能区叶面尘重金属含量及潜在生态风险

以开封市5个功能区(文教区、旅游区、居民区、闹市区、工业区)叶面尘为研究对象,获得冬青(Ilex chinensis Sims.)及石楠(Photinia Lindl.)叶面尘样品22个.采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定叶面尘Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni含量,用相关性分析对叶面尘重金属来源进行解析,同时应用地积累指数及潜在生态风险评价法分析不同功能区叶面尘重金属污染及潜在生态风险.结果表明:叶面尘Cd、Pb、Zn、Cu和Cr含量均显著高于开封市周边灰尘背景值.叶面尘Pb、Zn、Cd属于人为源重金属,Cr、Cu、Ni属于混合源重金属.叶面尘不同重金属地积累指数的大小顺序为CdPbZnCuCrNi,Cd为重污染,Pb和Zn为中污染,Cu和Cr为偏中污染,Ni无污染.7种重金属的单项潜在生态风险指数(Er)的顺序依次为CdPbCuZnCrNi,Cd达到极高生态风险,Pb达到中等生态风险,其余重金属为低生态风险.不同功能区潜在生态风险(RI)的顺序为工业区闹市区居民区文教区旅游区.所有功能区的RI均属于极高生态风险,Cd是最主要的致险因子.     

闽江福州段沉积物中重金属的分布特征及其毒性和生态风险评价

研究了闽江福州段表层沉积物中Cr、Zn、As、Cd、Cu和Pb等6种有毒重金属的含量及其空间分布特征,并采用基于共识的沉积物质量基准(CBSQGs)和潜在生态风险指数法(RI)对沉积物中重金属的毒性和潜在生态风险进行了评价.结果表明,6种重金属平均含量大小顺序为Zn(195.57 mg·kg~(-1))Pb(79.41 mg·kg~(-1))Cr(66.62 mg·kg~(-1))Cu(42.33 mg·kg~(-1))As(10.02 mg·kg~(-1))Cd(0.90 mg·kg~(-1)).Zn、Cd、Pb含量从河段上游到下游呈递减趋势,Cr、As呈递增趋势,Cu含量分布均匀.平均可能效应浓度商Q值对沉积物中重金属毒性判定结果表明,有18%的沉积物样品具有毒性,说明闽江福州段沉积物整体毒性效应低.从RI值来看,闽江福州段沉积物的生态风险属于中低等级;风险等级为中的样品占55.3%,主要分布在河段上游和中游(福州市区的南港和北港段),风险主要来自Cd的污染.     

宁波市地表水重金属时空分布特性和健康风险评价

分别在丰水期和枯水期,从宁波市工业区和商业区地表水中采集了120个水样,检测了6种重金属(Cd、 Cr、 Ni、 Pb、 Zn和Fe)的浓度水平,分析了它们的时空分布特征,计算了重金属间的斯皮尔曼相关系数;结合时空特征和斯皮尔曼相关系数推测了主要污染源;通过计算健康风险指数和致癌风险指数评价了地表水中重金属对暴露人群存在的风险.结果表明,宁波市工业区和商业区不同季节地表水重金属的污染特性有很大的差异.工业区丰水期和枯水期重金属浓度平均值的大小顺序分别为：Fe>Zn>Ni>Pb>Cr>Cd和Fe>Zn>Cr>Ni>Pb>Cd,超标的严重性顺序分别为：Cr>Cd?Pb和Pb>Cr=Cd,含重金属工业废水是工业区地表水重金属的主要污染源之一.商业区丰水期和枯水期重金属浓度平均值的大小顺序分别为：Fe>Pb>Ni>Zn>Cd>Cr和Fe>Pb>Ni>Zn>Cr=Cd,丰水期超标的严重性顺序为：Cd>Pb;枯水期仅有Pb超标,超标率60%,公路源污染物是商业区地表水...     

Modeling and prediction for the acute toxicity of pesticide mixtures to the freshwater luminescent bacterium Vibrio qinghaiensis sp.-Q67

In China, water pollution by pesticide mixtures has constituted a serious environmental problem due to potential toxicity and bioaccumulation. But few pesticide combinations have exactly similar and dissimilar mechanisms of action. For this purpose, in tests with the freshwater luminescent bacterium (Vibrio qinghaiensis sp.-Q67), ten pesticides, including three herbicides and seven insecticides, were selected as test substances. Concentration response analysis was performed for ten individual substances, an...     

利用主动和被动采样技术和发光菌毒性测试评价水中有机污染物的毒性

提出利用能够模拟生物吸收过程的半渗透膜采样技术(SPMD)富集疏水性有机污染物,然后进行生物毒性测试．这一方法在原理上不同于传统主动富集．生物毒性测试技术体系,能够模拟生物富集和产生毒性的过程．用三油酸脂半渗透膜采样技术对洋河和北京市高碑店污水处理厂水样进行富集,并采用海洋发光菌P．phosphoreum T3和青海弧菌V．qinghainesis Q67发光菌对原水样和经过富集的水中有机污染物进行毒性测试．研究结果表明,洋河水中存在导致急性毒性的有机物,主要来自宣化工业区,以取代苯类化合物(如：硝基芳烃)为主,相比于此类物质,持久性有机污染物对急性毒性的贡献不大．对高碑店污水厂进行的实验表明,用发光菌方法直接测定污水,很难解释急性毒性变化规律．而采用SPMD技术富集水中有机污染物后进行毒性测试,结果和化学分析数据相当吻合．结合SPMD的优点,推荐用该方法作为环境有机有毒污染物毒性监测和生态风险评价的样品前处理手段．     

紫外光照下盐酸环丙沙星的光解性能

本研究重点考察了盐酸环丙沙星初始浓度、硝酸铅、硝酸镉、氯化铅、氯化镉等重金属盐对盐酸环丙沙星光降解性能影响.结果表明,黑暗条件下环丙沙星无降解;紫外光照可以有效去除环丙沙星,且环丙沙星的光降解速率随其初始浓度的增大而降低;硝酸铅和硝酸镉(除0.006 mmol·L~(-1)体系外)可以促进环丙沙星的光降解,且随摩尔比的增大(即硝酸盐浓度的降低),环丙沙星的半衰期逐渐增大;随着摩尔比的增大(即氯化盐浓度的降低),氯化铅和氯化镉先促进后抑制环丙沙星的光降解.     

不同环境因素下太湖中四环素的自然消减

四环素已经广泛应用于兽药生产和疾病治疗中,并通过禽畜粪便等途径进入环境中,基于四环素残留物的危害性,采用了模拟自然环境状态的实验方法,研究了四环素在不同环境状态(光照、底泥、重金属)下的自然消减过程.结果表明,四环素在自然光照下的消减不明显;未杀菌底泥水体中,四环素的消减速率大于杀菌底泥水体;实验初期,含硝酸铅水体中四环素消减缓慢,随着时间延长,消减速率加快,而在硝酸镉水体中四环素短时间内消减趋势已经十分明显,且消减速率大于硝酸铅水体;以0.08 mmol·L-1四环素为例,四环素在光照下各环境因素中的消减速率依次为:未杀菌底泥(87.2%)>杀菌底泥(70.37%)>硝酸镉水体(64.2%)>硝酸铅水体(32.3%)>空白组(6.6%),各环境因素均促进了四环素的消减.避光时,各环境因素中四环素的消减趋势与光照组相同,但消减速率较光照组小,表明光照对四环素的自然消减具有一定的促进作用.     

化学淋洗联合电动技术修复重金属污染土壤的效果及其机制

采用化学淋洗与电动技术联合修复重金属污染土壤,以明确其效果及其机制.试验选择了5种化学淋洗剂FeCl₃、 Fe(NO₃)₃、 KCl、 KNO₃和HCl溶液,分析比较Fe³⁺、 K⁺、 H⁺和Cl^-对土壤中4种重金属(Cd、 Pb、 Cu和Zn)的去除效果,其后,对化学淋洗后的土壤进行垂直电动修复,研究化学淋洗对重金属污染土壤电动修复去除效率的影响.结果表明,Fe³⁺、 K⁺、 H⁺和Cl^-对土壤中4种重金属的淋洗效果不同,对于Cd和Zn, H⁺去除效果最好,对于Pb和Cu, Fe³⁺去除效果最好.整体上比较,对于土壤中Cd、 Pb和Cu的去除,化学淋洗剂FeCl₃和Fe(NO₃)₃去除效果最好.对于土壤中Zn的去除,...     

Identification of sources of lead in the atmosphere by chemical speciation using X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy

Sources of Pb pollution in the local atmosphere together with Pb species, major ions, and heavy metal concentrations in a size-fractionated aerosol sample from Higashi-Hiroshima(Japan) have been determined by X-ray absorption near-edge structure(XANES) spectroscopy, ion chromatography, and ICP-MS/AES, respectively. About 80% of total Pb was concentrated in fine aerosol particles. Lead species in the coarse aerosol particles were PbC2O4, 2PbCO3·Pb(OH)2, and Pb(NO3)2, whereas Pb species in the fine aerosol particles were PbC2O4, PbSO4, and Pb(NO3)2. Chemical speciation and abundance data suggested that the source of Pb in the fine aerosol particles was different from that of the coarse ones. The dominant sources of Pb in the fine aerosol particles were judged to be fly ash from a municipal solid waste incinerator and heavy oil combustion. For the coarse aerosol particles, road dust was considered to be the main Pb source. In addition to Pb species, elemental concentrations in the aerosols were also determined. The results suggested that Pb species in size-fractionated aerosols can be used to identify the origin of aerosol particles in the atmosphere as an alternative to Pb isotope ratio measurement.     

Oxidation of diesel soot on binary oxide CuCr(Co)-based monoliths

Binary oxide systems (CuCr₂O₄, CuCo₂O₄), deposited onto cordierite monoliths of honeycomb structure with a second support (finely dispersed Al₂O₃), were prepared as filters for catalytic combustion of diesel soot using internal combustion engine's gas exhausts (O₂, NO_x, H₂O, CO₂) and O₃ as oxidizing agents. It is shown that the second support increases soot capacity of aforementioned filters, and causes dispersion of the particles of spinel phases as active components enhancing thereby catalyst activity and selectivity of soot combustion to CO₂. Oxidants used can be arranged with reference to decreasing their activity in a following series: O₃ ? NO₂ > H₂O > NO > O₂ > CO₂. Ozone proved to be the most efficient oxidizing agent: the diesel soot combustion by O₃ occurs intensively (in the presence of copper chromite based catalyst) even at closing to ambient temperatures. Results obtained give a basis for the conclusion that using a catalytic coating on soot filters in the form of aforementioned binary oxide systems and ozone as the initiator of the oxidation processes is a promising approach in solving the problem of comprehensive purification of automotive exhaust gases at relatively low temperatures, known as the “cold start” problem.     

Development of a new cleaner production process for producing chromic oxide from chromite ore

Chromic oxide (Cr₂O₃) is an important chemical with numerous industrial applications. The traditional process used for manufacturing chromic oxide from chromite ore has low resources and energy efficiency. Moreover, large quantities of chromium-containing toxic solid wastes are discharged, posing serious pollution concerns. To reduce the environmental impact of this procedure, a new cleaner process was developed by the Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences in Beijing, PR China, based upon the 3Rs (Reduce, Recycle, Reuse) principles of cleaner production and industrial ecology; this new cleaner process utilizes resources more efficiently, and does not discharge emissions of chromium-containing waste residue. A demonstration plant featuring this process, as well as an Eco-Industrial Park (EIP) has been built in He'nan Province, PR China. The new cleaner process is a promising advancement for the industrial production of chromic oxide (Cr₂O₃) as well as other chromium compounds such as potassium chromate (K₂CrO₄) and potassium dichromate (K₂Cr₂O₇).     

天然水体有毒有机污染物毒性监测样品前处理

应用水样直接测试、ＣＨ２ＣＩ２萃取和被动透膜采样技术（ｔｒｉｏｌｅｉｎ－ＳＰＭＤ）富集洋河宣化至官不库沿线水样中污染物,并进行Ｐ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｕｍ Ｔ３和Ｖｉｂｒｉｏ－ｑｉｎｇｈａｉｅｎｓｉｓ ｓｐ．ＮｏｖＱ６７发光菌急性毒笥测试,分析探讨不同样品前处理方式对毒性测试结果的影响。结果由原河水样品直接进行了发光菌急性毒性测试会受水体中共存物质的干扰,将毒性掩盖,表现为制激发光。采用ＣＨ２ＣＩ２     

细颗粒物(PM2.5)可溶性提取液对发光细菌的光抑制与组分浓度的相关性分析

为科学评估PM_(2.5)对生物体的综合生物效应,利用费氏弧菌检测了PM_(2.5)水溶性提取液的光抑制效应,统计分析了227组PM_(2.5)主要组分与发光抑制率的相关关系.实验结果表明:PM_(2.5)水溶性提取液的发光抑制率值与OC、NO-3、EC和微量元素等组分浓度显著相关,相关系数从高到低的排序为:OC微量元素ECNO-3(p0.01).PM_(2.5)中,主要来自燃煤、交通燃油、生物质燃烧及冶金工业污染源排放的组分(苯并(a)芘、Cl-、OC、Cu、K+、Mn、Zn、EC、Pb、Se、F-等)浓度与发光抑制率显著相关.此外,二次来源的NO-3、NH+4等组分浓度与发光抑制率在冬季和春季显著相关.