F~-和Cl~-对莱茵衣藻的生长效应

为了探讨和比较F-和Cl-对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长的抑制毒性,采用锥形瓶培养法及模型分析,研究了不同浓度F-和Cl-胁迫下莱茵衣藻生物量、比生长速率及生长抑制程度的变化。结果表明:5~80mg·L-1的F-对莱茵衣藻均具生长抑制毒性,且抑制率随F-浓度和暴露时间的增加而增大,但10 d最大抑制率低于62%,因此,莱茵衣藻对80 mg·L-1以下的F-具有较好的耐受性;Cl-对莱茵衣藻的生长既有促进作用,甚至也有严重的抑制作用(12 800 mg·L-1Cl-处理组10 d抑制率可高达96%),这取决于Cl-浓度;F-和Cl-对莱茵衣藻的生长效应不同,主要表现在生长效应模型系数随F-和Cl-浓度的变化规律上。另外,就相同暴露时间下的EC50值而言,F-(18.0~56.4 mg·L-1)远低于Cl-(1 074~2 630 mg·L-1),即F-对莱茵衣藻的毒性高于Cl-,但Cl-的生态风险亦不容忽视。     

纳米二氧化硅与汞(Hg~(2+))对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的联合毒性效应

随着纳米材料在日常生产生活中的广泛应用,部分纳米颗粒物不可避免地会通过废弃物排放等途径进入海洋.当纳米颗粒物与海洋中的污染物(如与重金属)共存时,因其独特的物化特性往往会成为污染物的良好载体并在生物体内累积,从而增加已有污染物和生物的相互作用,对海洋环境构成潜在的生态风险.已有的研究更多关注单一纳米材料的生态毒性效应,有关纳米颗粒物与污染物的复合生物效应的研究较少.因此,本文研究了已广泛应用的纳米Si O2与常见的重金属污染物Hg~(2+)对东海常见海洋微藻-中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的联合毒性效应.结果表明,Hg~(2+)会抑制中肋骨条藻的生长,24 h-EC50、48 h-EC50和72 h-EC50值分别为56.3μg·L~(-1)、58.6μg·L~(-1)和36.8μg·L~(-1);低浓度的纳米Si O2(1 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1))未对中肋骨条藻的生长产生抑制作用,而较高浓度的纳米Si O2(≥10 mg·L~(-1))会显著(P0.05)抑制中肋骨条藻的生长,并且提升微藻超氧化物歧化酶SOD的活性,影响微藻的抗氧化系统.添加1 mg·L~(-1)纳米Si O2会增强Hg~(2+)对中肋骨条藻的生长抑制作用,Hg~(2+)的24 h-EC50和48 h-EC50分别下降至41μg·L~(-1)和43μg·L~(-1),虽然1 mg·L~(-1)纳米Si O2本身没有对中肋骨条藻产生生长抑制作用,但是能够明显增强Hg~(2+)对中肋骨条藻的毒性.纳米Si O2对Hg~(2+)有着较强的吸附能力,在60 min时,100 mg·L~(-1)纳米Si O2对100μg·L~(-1)的Hg~(2+)的吸附率为90.08%,最大吸附量为5.92 mg·g~(-1).吸附了Hg~(2+)的纳米Si O2在中肋骨条藻内的累积可能是造成这种协同毒性的主要原因.     

胞内砷磷含量和比值对莱茵衣藻砷酸盐和亚砷酸盐耐性的影响

为探索胞内砷(As)与磷(P)含量和比值与莱茵衣藻As耐性的关系,本文设置两个磷酸盐(PO_4~(3-))和系列砷酸盐(As(V))、亚砷酸盐(As(Ⅲ))浓度,处理72 h后测定莱茵衣藻生长情况和胞内As、P含量,并以培养液As浓度([As]_dis)、胞内As含量([As]_intra)、胞内砷磷比([As:P]_intra)推算半数效应浓度(EC_50),比较这3种指标对莱茵衣藻As耐性的评价效果.结果表明,随着[As]_dis的增加,莱茵衣藻[As]_intra上升,提高培养液PO_4~(3-)浓度不影响As(Ⅲ)处理下的[As]_intra,但显著降低了As(V)处理下的[As]_intra.以[As]_dis表征EC_50时,两种PO_4~(3-)水平(0.315、3.15 mg·L~(-1))下的As(Ⅲ)-EC_50(2090.3、21183.6μg·L~(-1)-As)明显高于As(V)-EC_50(162.1、2358.3μg·L~(-1)-As).基于[As]_intra的EC_50数据显示,PO_4~(3-)水平不影响As(Ⅲ)-EC_50(123.9、125.0μg·g~(-1)-As-dw),但显著影响As(V)-EC_50(7.4、58.6μg·g~(-1)-As-dw).由[As:P]_intra推算的EC_50可知,PO_4~(3-)对两种形态As毒性的影响相反,As(Ⅲ)-EC_50分别为21.1、6.1(mol/mol,As/P),As(V)-EC_50分别为1.3、3.4(mol/mol,As/P).研究结果说明,As(V)对该藻的毒性大于As(Ⅲ),莱茵衣藻对As(V)和As(Ⅲ)的耐性除了受到培养液PO_4~(3-)浓度的制约外,还受到胞内As、P含量及其比值的影响.     

丙烯酰胺对斑马鱼各器官的毒性作用及生殖细胞的DNA损伤

在我国,聚丙烯酰胺(PAM)主要应用于石油开采,其长期暴露于环境中可以降解成有毒的丙烯酰胺(AM)。为探究在降解过程中AM的毒性作用,选择斑马鱼作为受试动物,进行AM长期毒性暴露40 d,考察了对斑马鱼的肝脏、脑组织、心脏、腮等器官的影响情况。结果表明:在2.04 mg·L~(-1)、6.12 mg·L~(-1)和18.36 mg·L~(-1)暴露浓度下,形态学观察斑马鱼的鳃丝,鳃小片和鳃细胞有严重的受损现象;随着浓度的升高斑马鱼肝脏、脑组织和心脏中MDA含量、LDH活力的升高,SDH和Na+-K+-ATPase活力的降低,均对其肝脏、脑组织和心脏造成氧化损伤作用,从而影响了斑马鱼体内细胞能量代谢过程。采用彗星试验检测斑马鱼的生殖腺细胞DNA损伤,结果显示暴露于浓度为2.04 mg·L~(-1)~18.36 mg·L~(-1)的AM后,斑马鱼的DNA损伤均表现为显著差异(P0.01)。上述研究结果均确定了AM对斑马鱼的毒性效应并可造成其生殖腺细胞的DNA损伤。     

土霉素对斜生栅藻的毒性效应研究

土霉素被广泛应用于畜牧养殖业,但由于动物对土霉素的吸收效率较低,其不可避免地进入水环境,对水生生物造成影响。为探究土霉素对淡水藻的毒性作用,选择斜生栅藻为受试生物,通过室内暴露实验,研究不同浓度土霉素(0、1、2、5、10和20 mg·L~(-1))对斜生栅藻的生物毒性效应。研究结果表明,各浓度土霉素暴露组对斜生栅藻生长均有抑制作用,最高抑制率为44.4%,土霉素对斜生栅藻96 h的半数效应浓度(EC50)、无可见效应浓度(NOEC)和最低可观察效应浓度(LOEC)分别为21.3、2和5 mg·L~(-1);相同暴露条件下,叶绿素a含量与斜生栅藻生物量表现出同样的变化趋势,与对照组相比,20 mg·L~(-1)浓度组中叶绿素a含量在96 h降低了28.9%。暴露96 h,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性整体呈现出下降趋势,20 mg·L~(-1)浓度组SOD活性受到显著性抑制(P0.001),比对照组低38.8%;丙二醛(MDA)含量与活性氧(ROS)受到不同程度诱导,20 mg·L~(-1)浓度组MDA含量为对照组的3.2倍,ROS为对照组的1.2倍; 10 mg·L~(-1)和20 mg·L~(-1)土霉素对斜生栅藻造成了一定程度的氧化损伤。     

多壁碳纳米管对铜绿微囊藻生长及生理特征的影响

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。本文以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为受试材料,通过暴露实验,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)单独作用对铜绿微囊藻的生物毒性和致毒机理。研究结果表明:低浓度(0.1 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1))的MWCNTs能刺激铜绿微囊藻的生长,超氧化物歧化酶(SOD)酶活增强;中低浓度(0.1～10.0 mg·L~(-1))范围内,MWCNTs促使光合色素合成,促进藻细胞增殖;高浓度(50mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)) MWCNTs对蓝藻生长产生抑制,严重抑制叶绿素a,藻细胞生命活力下降; MWCNTs浓度高于1 mg·L~(-1)时,SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性逐渐降低,丙二醛(MDA)的含量则逐步上升;可溶性蛋白含量与MWCNTs浓度有关,MWCNTs浓度低于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量增加,MWCNTs浓度高于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量逐渐减少。     

5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻生长及叶绿素含量的影响

近年来,抗癌药的环境污染特征及其生态风险引起了广泛关注。为获取典型抗癌药5氟尿嘧啶的基础生态毒性数据,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和羊角月芽藻(Selenastrum capricornutum)为受试生物,考察了5氟尿嘧啶对2种绿藻的生长和叶绿素含量的影响。结果表明,5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻的生长具有抑制作用,随着暴露浓度升高,细胞生长抑制率增强。5氟尿嘧啶对2种绿藻的96 h半数抑制浓度(EC50)分别为450.36 mg·L~(-1)和692.30 mg·L~(-1),属于低毒性物质。暴露96 h后,低浓度5氟尿嘧啶(32 mg·L~(-1))对蛋白核小球藻和羊角月芽藻叶绿素含量有一定的促进作用,高浓度5氟尿嘧啶(32~500 mg·L~(-1))则抑制了2种绿藻的叶绿素含量,且两者具有明显的负相关关系。和叶绿素b相比,叶绿素a对5氟尿嘧啶胁迫更为敏感。     

对叔丁基邻苯二酚对铜绿微囊藻的化感抑制作用

利用藻种群竞争机制和藻间化感作用,筛选化感物质作为除藻功能材料是藻华控制技术近年来的研究热点.研究利用课题组前期工作成果,从藻滤液中甄别出化感物质对叔丁基邻苯二酚(TBC),在此基础上针对典型蓝藻铜绿微囊藻,进行了系列药剂抑藻实验.通过研究发现,与邻苯二酚及龙胆酸相比,TBC抑制铜绿微囊藻生长的效果更好.在初始藻密度为1×10~6cell·mL~(-1)条件下,TBC投加浓度为0.05 mg·L~(-1)时,短时间内可对铜绿微囊藻起到显著的抑制作用,0.1 mg·L~(-1)的投加浓度则可维持15 d不复发.当初始藻密度为5×105—5×106cell·mL~(-1)时,投加0.1 mg·L~(-1)TBC能在15 d达到90%以上的抑制率,且藻生物量9 d内不反弹.在pH 6.5—8.5范围,TBC具有较好且持久的抑藻效果.在25—35℃下,TBC对铜绿微囊藻都具有较好的抑制效果,其中25℃抑制效果好于35℃.     

纳米氧化锌对羊角月牙藻毒性效应及其在藻细胞内外的分布

为研究纳米氧化锌(ZnO NP)的毒性效应及其在细胞内外分布,以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为模型藻类,研究了不同浓度ZnO NP对羊角月牙藻生长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞内外ZnO NP含量变化。结果表明,ZnO NP对羊角月牙藻的生长抑制与处理浓度呈现正相关。在45 mg·L~(-1)ZnO NP暴露24 h后,其生长抑制率已达到95%。当ZnO NP处理藻细胞72 h后,羊角月牙藻细胞的叶绿素含量与处理浓度之间存在剂量-效应关系。低浓度(0.5 mg·L~(-1))ZnO NP处理后藻细胞可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性明显下降,MDA含量升高,其产生的毒性效应高于高浓度组(5 mg·L~(-1)、45 mg·L~(-1))。细胞培养液溶出Zn2+量及藻细胞外吸附的ZnO NP量与ZnO NP处理浓度成正比,但是藻细胞内ZnO NP量与ZnO NP浓度没有相关性,胞内积累量基本维持不变。研究表明,各浓度组对藻细胞毒性的差异,不仅与细胞内Zn2+量有关,还与细胞外粘附的ZnO NP有关。     

3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应研究

强力霉素、甲苯咪唑和替米考星是水产养殖业中的常用渔用药物,为了阐明这3种渔用药物对水环境中斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性效应,研究了强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻生长和叶绿素a含量的影响。结果表明,低质量浓度(2 mg·L~(-1))的强力霉素对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量均具有促进作用,高质量浓度(12、27和64mg·L~(-1))时则表现出明显的抑制效应,且质量浓度越高,抑制效应越强。质量浓度为5 mg·L~(-1)的强力霉素在48~72 h之间对斜生栅藻叶绿素a的含量具有促进作用,96 h后才开始表现出抑制作用。甲苯咪唑在低质量浓度(0.5 mg·L~(-1))时对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量便表现出抑制效应,且抑制效应随其质量浓度(1、2、3、4 mg·L~(-1))的增加而增强。替米考星在质量浓度为0.5 mg·L~(-1)时,48 h内对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量没有明显作用,48~96 h表现出抑制作用;而在1~8 mg·L~(-1)浓度范围则均表现出抑制作用。强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻24 h、48 h、72 h和96 h的半抑制质量浓度(EC50)分别为9.564、11.905、11.046、16.214 mg·L~(-1),1.198、3.979、5.118、3.940 mg·L~(-1),7.744、7.691、7.548、7.251 mg·L~(-1)。甲苯咪唑(0.5、1、2、3和4 mg·L~(-1))、强力霉素(2、5、12、27和64 mg·L~(-1))和替米考星(0.5、1、2、4和8 mg·L~(-1))分别处理斜生栅藻96 h后叶绿素a含量分别为空白对照组的89.8%、70.8%、26.6%、15.5%和7.5%,111.9%、94.1%、65.9%、58.5%和30.3%,81.5%、55.6%、47.4%、20.7%和13.3%。3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应表现为甲苯咪唑替米考星强力霉素。