铅暴露对雄性黑斑蛙精子毒性和血清性激素水平的影响

在实验条件下,将健康性成熟雄性黑斑蛙暴露于0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 mg·L-1浓度的铅溶液中30d,观察和分析黑斑蛙的精子数量、精子活动度和精子畸形率,采用酶联免疫吸附法检测血清中睾酮(T)和雌二醇(E2)的水平,以探讨铅对雄性黑斑蛙的生殖内分泌毒性.结果表明,随铅染毒剂量的升高,精子数量下降,精子畸形率呈剂鼍依赖性增加,精子活动率呈剂鼍依赖性降低;随铅染毒剂量的升高,血清中T水平明显下降,E2水平则明显升高,且均呈剂量-效应关系,结果提示,铅对雄性黑斑蛙有明显的生殖毒性,可改变血清睾酮和雌激素水平,干扰生殖内分泌调节平衡.     

亚急性镉暴露对雄性黑斑蛙生殖毒性的研究

在实验条件下,将健康性成熟雄性黑斑蛙暴露于2.5、5.0、7.5和10.0mg·L-1浓度的镉溶液中14d,观察和分析黑斑蛙的精子数量、精子畸形率,测定精巢组织中酸性磷酸酶(ACP)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的水平和活力,以探讨镉对黑斑蛙的雄性生殖毒性及作用机理.结果表明:①镉可引起黑斑蛙精子数量减少和精子畸形率增加,且呈剂量-效应关系;②镉可引起精巢ACP、LDH酶活性的降低,且随染毒剂量的增加而降低;③镉可引起精巢组织MDA、GSH含量的升高,引起抗氧化酶SOD、GSH-Px活性的降低.由此推论,亚急性镉暴露对黑斑蛙精巢有明显的毒性作用,其机制与镉致黑斑蛙精巢组织标志酶活力的降低和精巢脂质过氧化作用有关.     

沙尘暴PM2.5水溶和有机成分对巨噬细胞的损伤

用超纯水或二氯甲烷从甘肃省武威市和内蒙古包头市采集的沙尘暴细颗粒物(PM2.5)中提取水溶成分和有机成分,于体外处理大鼠肺泡巨噬细胞4h,测定细胞谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量、质膜ATP酶活性、膜表层和膜脂疏水区流动性、胞质内游离钙离子(Ca2+)浓度以及细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)和酸性磷酸酶(ACP)活性.结果表明,沙尘暴PM2.5水溶成分可抑制质膜Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP酶活性,降低质膜表层和膜脂疏水区流动性,增加胞质LDH外渗,并使细胞脂质过氧化作用增强、抗氧化能力减弱,但对ACP和Ca2+浓度影响不大;有机成分除引起胞质LDH渗漏、质膜Na+-K+-ATP酶活性下降外,对其它测定指标的影响无统计学意义.说明沙尘暴PM2.5水溶和有机成分均可对肺泡巨噬细胞产生毒性,其中水溶成分的毒性作用大于有机成分.     

二氧化硫对大鼠离体心脏功能影响的机制研究

为了探讨二氧化硫(SO2)对心脏功能影响的机制,分别用10、300和1000μmol·L-1的SO2灌流大鼠离体心脏后,测定心脏组织中一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)含量以及心脏灌流液中肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)活性.结果表明,10、300和1000μmol·L-1的SO2均可使心脏组织中NO和MDA含量以及心脏灌流液中CK和LDH活性明显增加,而使SOD和GSH含量明显减少.较高浓度(300和1000μmol·L-1)的SO2可使心脏组织中Na+K+-ATP酶和Ca2+Mg2+-ATP酶活性明显下降.结论:SO2对大鼠离体心脏功能影响的作用机制与SO2对心脏组织的氧化损伤作用、心肌细胞膜Na+K+-ATP酶和Ca2+Mg2+-ATP酶活性降低及NO-cGMP信号转导通路有关.     

低剂量全氟辛酸对雄性黑斑蛙生殖毒效应及机理研究

针对新型环境有机污染物全氟辛酸(PFOA)对两栖动物的毒效应问题,以黑斑蛙(Rana nigromaculata)为实验对象,研究了低剂量PFOA暴露对雄性黑斑蛙生殖毒效应及机理.结果表明,在0.001～1mg.L-1低剂量体外暴露20d条件下,PFOA能够显著诱导黑斑蛙精子发生畸形,相对于对照组,精子畸形率呈现明显的剂量-效应关系.酶联免疫试剂盒检测发现,除0.001mg.L-1诱导组外,0.01、0.1和1mg.L-1暴露组的血清雄性激素睾酮和雌性激素雌二醇含量分别显著降低(p<0.01,F=288.7)和上升(p<0.01,F=289.0),说明PFOA作用下黑斑蛙体内性激素水平受到改变.采用荧光定量PCR技术进行进一步的分子生物学检测,发现与性激素水平密切相关的两个基因P450芳香化酶和类固醇激素合成因子(SF-1)均增强表达(0.001mg.L-1诱导组,p<0.05;0.01、0.1和1mg.L-1暴露组,p<0.01,F=140.8).全氟辛酸对两栖类动物的雄性生殖毒效应机理主要是通过介导与性激素分泌相关的两个重要基因P450芳香化酶和类固醇激素合成因子,使其表达上调,从而一方面抑制睾酮的产生,另一方面促进性激素雌二醇的分泌.在0.001mg.L-1的体外暴露剂量下,PFOA就能够明显诱导黑斑蛙精子产生畸形毒性及增强P450芳香化酶和SF-1基因的表达(p<0.05),因此,为保护两栖动物种群,在制订PFOA地表水环境质量标准时应当考虑其下限不能低于0.001mg.L-1.     

铅对河南华溪蟹卵巢抗氧化酶活力和脂质过氧化水平的影响

采用亚急性毒性实验方法,研究了铅(Pb2+)对河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)卵巢组织抗氧化酶活性与脂质过氧化产物的影响.实验设置了5个Pb2+浓度组(3.675、7.35、14.70、29.40和58.80mg·L-1)和1个空白对照组,在3个染毒时间(5、10和15d)下对超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活力和丙二醛(MDA)含量进行了测定.结果显示,在不同浓度和不同暴露时间下,铅对河南华溪蟹卵巢SOD、CAT、GPx活力及MDA含量均有明显的影响.SOD、CAT活力表现为低浓度诱导激活,高浓度抑制,即先升后降的变化规律,GPx活力在5d和10d时表现出先升后降的趋势,在15d时活力不断下降,且SOD在10d、14.70mg·L-1Pb2+浓度组,CAT在5d、7.35mg·L-1Pb2+浓度组,GPx在10d、3.675mg·L-1Pb2+浓度组分别升至峰值,而卵巢MDA含量随染毒时间的延长和染毒浓度的升高逐渐增多,且在15d、58.80mg·L-1Pb2+浓度组中较对照组差异极显著。结果表明,Pb2+暴露对河南华溪蟹卵巢产生了明显的氧化胁迫作用,且抗氧化酶和脂质过氧化物水平可以作为重金属对水生生物毒理学研究的生物标志物.     

水体铜对黄河鲤Na+-K+-ATP酶活性的影响

为了研究不同浓度的水体铜对黄河鲤Na -K -ATP酶活性的影响,采用ρ(Cu2 )为0.01,0.05,0.10,0.30,0.50,0.70和1.00 mg/L的试验液分别刺激黄河鲤1,3,5和7 d后,测定黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性.结果表明:Cu2 对黄河鲤的96 h LC50为1.67 mg/L;低浓度Cu2 (ρ(Cu2 )为0.01和0.05 mg/L)对黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性有促进作用,且随着ρ(Cu2 )的增加和暴露时间的延长,促进作用也越明显(P<0.05);黄河鲤暴露于0.10 mg/L的Cu2 溶液时,鳃组织Na -K -ATP酶活性5 d后显著低于对照组(P<0.05),肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性与对照组相比,差异不显著;高浓度Cu2 (ρ(Cu2 )为0.30,0.50,0.70和1.00 mg/L)对黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性有抑制作用,且随着ρ(Cu2 )的增加和暴露时间的延长,抑制作用也越明显(P<0.05或P<0.01).提示黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性对铜的污染均具有指示作用(其中最为灵敏的是鳃组织Na -K -ATP酶活性),且存在计量-效应关系和时间-效应关系,可以用来指示低剂量重金属的污染.     

黄河三角洲浅层地下水化学特征及形成作用

黄河三角洲高效生态经济区开发建设和黄河下游生态调度均需要了解当地地下水化学特征.在沉积环境分区和补-径-排系统分区的基础上,采用数理统计与地统计、Piper三线图和离子比例系数等方法,对黄河三角洲浅层地下水化学特征及成因进行了系统研究.结果表明,①主要水化学参数Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO24-、HCO3-和TDS的质量浓度分别介于0.1～25.0g.L-1、3.6～3 815.0 mg.L-1、5.6～3 377.0 mg.L-1、0.1～45.1 g.L-1、24.2～4 947.0 mg.L-1、62.6～850.0 mg.L-1和0.4～80.7 g.L-1之间,各离子质量浓度均值进一步表明区域内Cl-、Na+和TDS质量浓度很高,而HCO 3-、CO23-和K+质量浓度很低.②Cl-和TDS质量浓度沿地下水流向逐渐增大,二者均呈现显著的方向性空间变异和空间分布一致性,揭示了Cl-是浅层地下水水质的主控离子.③从补给区到排泄区,浅层地下水水化学类型由Na+-Mg2+-Ca2+-Cl--SO42-等复杂类型快速过渡到Na+-Mg2+-Ca2+-Cl-(或Mg2+-Na+-Ca2+-Cl-)及Na+-Mg2+-Cl-型,并在海岸滩涂区演化成Na+-Cl-这一简单类型的水.④混合、蒸发浓缩、溶滤、阳离子交替吸附作用及人类活动的影响是黄河三角洲地区浅层地下水化学成分形成的主要作用.该地区浅层地下水化学特征形成的关键驱动因素是黄河入海流路的变迁和海水入侵.     

耐受铅真菌的筛选及其对Pb2+吸附的初步研究

从铅锌矿周围土壤样品中分离、筛选出一株耐铅真菌(命名为PY),对菌株进行了形态观察、生理生化实验及18SrRNA序列分析,并对该菌株的生物吸附性能进行了分析试验.结果表明,菌株PY为镰刀菌属(JQ267373),该菌株在Pb2+浓度550mg·L-1、湿菌量10g·L-1、pH=5.5、25℃、160r·min-1的条件下振荡吸附75min时,对Pb2+的吸附率可达到84%,吸附量为46.2mg·g-1.在Pb2+浓度为750mg·L-1时,其吸附率为77.9%.在25℃时,菌株PY对Pb2+的吸附模型符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程.     

钐染毒对小鼠脏器系数和睾丸酶活性的影响

为了研究稀土元素钐对雄性小鼠脏器系数和睾丸内酶活性的影响,将小鼠分组分别自由饮用含硝酸钐0,4,20,100,500mg/L的水,3个月后处死小鼠,称量体重和主要脏器重量,并测定睾丸内乳酸脱氢酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)和三磷酸腺苷酶(ATP酶)活力.结果表明,20,100mg/L剂量组小鼠附睾脏器系数明显低于对照组;100,500mg/L剂量组LDH酶活力明显受到抑制,且染毒剂量与LDH酶活力呈剂量-反应关系;各处理组ALP酶活力明显升高,而ACP酶活力不受影响;3种ATP酶活力都随钐浓度的增加有“低促高抑”的趋势.钐亚慢性染毒对小鼠生殖性腺具有一定的毒性作用,其中LDH和ALP可作为稀土元素钐作用于睾丸的标志酶.     

镉对黑斑蛙脏器组织的亚慢性毒性效应

研究了在不同浓度镉(10～40mg/L)中暴露30d黑斑蛙(Rana nigromaculata)脏器组织的亚慢性毒性效应.结果表明,当镉暴露浓度>30mg/L时,黑斑蛙的肝脏指数显著减少.黑斑蛙肝脏、肾脏和心脏Na⁺-K⁺-ATPase活性随着Cd²⁺浓度的升高而降低,表现出明显的浓度-效应关系.在同一浓度(20mg/L)不同时间处理中,肝脏、肾脏组织Na⁺-K⁺-ATPase活性随处理时间的延长表现为先升高后下降的趋势.肝脏和肾脏Na⁺-K⁺-ATPase对Cd²⁺更为敏感.肝脏指数的减少和肝脏、肾脏、心脏组织Na⁺-K⁺-ATPase活性的变化在一定程度上反映了镉对黑斑蛙的损伤作用.     

苯酚羟化酶基因工程菌表达优化及特性研究

利用表面响应法优化苯酚羟化酶基因工程菌(PH_IND)的生长条件(种龄、接种量)及表达条件(诱导OD600、IPTG浓度、诱导时间、诱导温度),并对其粗酶特性进行考察.实验结果表明,菌株PH_IND的最佳生长条件及表达条件为:种龄7.19h,接种量1.39%,诱导OD6000.54,IPTG浓度0.19mmol·L-1,诱导时间2.37h,诱导温度35℃,此时,苯酚羟化酶最大酶活力为0.6167U·mg-1.粗酶特性分析表明,苯酚羟化酶的最适pH和温度分别为8.0和40℃.Ba2+、Fe3+、Hg2+、Pb2+对苯酚羟化酶有明显促进作用,而Ca2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Mn2+对苯酚羟化酶有抑制作用.底物广谱性实验表明,苯酚羟化酶具有极强的芳香化合物降解能力.     

氯酚类化合物对金鱼的急性和亚急性毒性研究

研究了2-氯酚、2,6-二氯酚,2,3,4-三氯酚、2,3,5,6-四氯酚、五氯酚5种氯酚类化合物对鲤科金鱼(Carassiasauratus)的急性毒性和这5种化合物在1/2LC₅₀,1/4LC₅₀,1/6LC₅₀浓度下对金鱼肝脏中Na₊-K₊-ATP酶的影响变化。结果显示:①氯酚类化合物随氯原子数目在苯环上的增加,其急性毒性增加;②亚急性毒性指标Na₊-K₊-ATP酶对氯酚类化合物比较敏感,是一种较好的生物指示物。并讨论了氯酚类化合物对Na₊-K₊-ATP酶活性产生影响的机制。      

青霉菌和镰刀菌对重金属Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

研究了青霉菌和镰刀菌对重金属Cd2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附特性,探讨了复合重金属和不同培养基对菌株吸附能力的影响.同时,采用察氏液体培养基(CDM)和马铃薯葡萄糖培养基(PDB)接种菌株,对不同种类和浓度的重金属进行吸附实验.结果表明,青霉菌和镰刀菌对Cd2+、Cu2+和Zn2+的吸附率随金属浓度的升高而下降,吸附量随金属浓度的增加先增大后减小;当浓度增加到较高值(300mg·L-1)时,Pb2+的吸附率开始下降,吸附量先逐渐增加后变化不大.菌丝体对重金属的吸附能力表现出一定的差异性,对Pb2+的吸附率和吸附量明显高于其他3种金属,CDM培养青霉菌对300mg·L-1Pb2+的最大吸附量达到34.80mg·g-1.多种重金属的复合抑制了菌丝体对重金属离子的吸附.不同菌丝体对复合重金属的吸附量差异性较大,PDB培养混合菌体对重金属离子的吸附率和吸附量均较大,并有明显的促进作用.CDM培养菌丝体对Pb2+的吸附量均高于PDB培养菌丝体.     

钙稳态失调与镉肝细胞毒性关系的研究

分别从细胞外钙对镉肝细胞毒性的影响.细胞内总钙和游离钙含量变化以及钙移位酶活力的变化等方面探讨了镉对肝细胞的毒性与细胞内钙稳态失调的关系.结果表明:镉对大鼠游离肝细胞的毒作用并非由于引起细胞外钙内流所致,也不是由于干扰了细胞内钙隔离系统功能所致.     

沟戈登氏菌对重金属的生物吸附-浮选和解吸性能

用沟戈登氏菌作吸附剂,研究了采用生物吸附-浮选和解吸法从水溶液中去除和回收重金属的过程,并对生物吸附浮选机理进行了分析.结果表明,沟戈登氏菌对各种重金属离子的选择性为Hg>Pb>Cu,但菌细胞对Cu的吸附能力最高.NH₄⁺的加入对吸附Pb²⁺有促进作用,而K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺共存离子的加入会对吸附过程有明显的抑制.当加入DA17.5mmol/L,pH为9.5时,Pb²⁺和菌细胞的去除率分别能够达到93%和96%,经无水Na₂CO3的₃次吸附、浮选和解吸处理后,它们的去除率仍然能够达到94%和97%.动电位和红外光谱分析结果表明,沟戈登氏菌的自然等电点为3.50,吸附Pb2+后增为4.02,与DA作用后降至3.02,吸附过程与细胞壁上的羧酸基团和乙酰胺基团有关,浮选过程则是有静电力、氢键、离子交换和化学络合等过程的协同作用.扫描电镜观察显示,吸附Hg²⁺后,菌细胞表明粘附有絮状物,菌体形状变得不规则.     

稻草生物炭对土壤中Cd2+和Pb2+的吸附特性

为了探究稻草生物炭对土壤中重金属Cd2+和Pb2+的吸附机制,采用水稻秸秆在500℃下热解制备稻草生物炭,设置不同吸附时间、Na+和Ca2+离子强度、pH等影响因素,拟合稻草生物炭对重金属的吸附动力学、吸附等温线;在此基础上,采用黄沙模拟土柱试验得出稻草生物炭固定Cd2+和Pb2+的穿透曲线,着重分析比较pH和Na+离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属的影响.结果表明:在高pH、低离子强度下,稻草生物炭对重金属的吸附效果较好;当pH为6时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附效率分别为92.58%、63.36%;当离子强度为10 mmol/L时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的最高吸附效率分别为97.58%、68.35%;准二级动力学模型能很好地拟合稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附规律,拟合系数（R2）均大于0.995 8,表明稻草生物炭吸附速率主要由化学吸附机制决定;此外,稻草生物炭对Pb2+的吸附规律适合采用Langmuir等温吸附模型进行描述,而对Cd2+的吸附规律采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能进行很好的模拟,表明稻草生物炭对Pb2+的吸附是近似单分子层吸附,而对Cd2+的吸附存在多分子层吸附.由黄沙土柱模拟试验结果得出,稻草生物炭对Pb2+和Cd2+的滞留率随着pH的升高和离子强度的降低而增强.在Pb2+和Cd2+同时存在条件下,当pH为6、离子强度为1 mmol/L、稻草生物炭按黄沙质量的0.5%投加时,稻草生物炭对土柱中Pb2+、Cd2+的滞留效果最好.研究显示,高pH对稻草生物炭吸附固定重金属起到促进作用,而高离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属起到抑制作用.      

Bacillus natto TK-2产γ-絮凝活性的研究

对γ-聚谷氨酸的絮凝活性进行了研究,得出了其最佳絮凝条件为:γ-聚谷氨酸投加浓度为10mg/L;絮凝体系的pH为7.0;γ-聚谷氨酸在80℃以下都能保持很高的絮凝活性;添加不同种类的K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Fe2+,Fe3+,Al3+能不同程度地提高γ-聚谷氨酸的絮凝活性,其中添加Ca2+的助凝效果最好,最终选择Ca2+为最佳的助凝离子并确定添加浓度为100mg/L。