全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓的毒性作用

为考察全氟化合物的土壤生态毒性,以赤子爱胜蚓为模式生物,通过人工土壤染毒方法研究全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓急性毒性、回避行为和SOD、CAT等抗氧化酶活性的影响。结果表明,PFOA对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,实验求得PFOA对蚯蚓毒性作用7和14d的LC50值分别为816.58和792.50mg·kg-1;蚯蚓在160mg·kg-1PFOA暴露浓度下表现出明显的回避反应。在10～120mg·kg-1PFOA长时间暴露下,蚯蚓体内SOD出现"低促高抑"的变化趋势,而GSH-Px则总体上被PFOA所抑制。     

10种常用农药对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应

为了评价农药对土壤无脊椎动物种群的生态风险,采用OECD标准滤纸法和人工土壤法测定了10种常用农药对蚯蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应。采用滤纸法,48h测定结果表明,4种氨基甲酸酯类(异丙威、甲萘威、速灭威和丁硫克百威)和2种有机磷类(毒死蜱和哒嗪硫磷)农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为3.50(2.77～4.44)～72.42(59.58～88.05)μg·cm-2)明显高于3种昆虫生长调节剂(噻嗪酮、虫酰肼和呋喃虫酰肼)和吡蚜酮对蚯蚓的急性毒性(其LC50值>629.1μg·cm-2)。采用人工土壤法,14d测定结果表明,上述4种氨基甲酸酯类农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为59.61(55.13～64.44)～134.1(127.0～141.5)mg·kg-1)明显高于上述2种有机磷类农药和其他农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为193.0(180.1～206.8)～386.4(359.7～414.2)mg·kg-1)。上述结果表明,不同类型的农药对蚯蚓的毒性存在较大差异,且同一类型的不同农药品种对蚯蚓的毒性也存在较大差异。总体来看,氨基甲酸酯类农药比其他类型的农药对蚯蚓具有更高的毒性。根据《化学农药环境安全评价试验准则》,本研究采用人工土壤法测定的所有农药对蚯蚓均为低毒级。     

毒死蜱、马拉硫磷和氰戊菊酯对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的急性毒性

采用滤纸接触法和土壤培养法研究了毒死蜱(Chlorpyrifos)、马拉硫磷(Malathion)和氰戊菊酯(Fenvalerate)对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应.滤纸接触法试验浓度分别设置为,毒死蜱:3.14、6.28、9.42、12.56、15.70、18.84μg·cm-2;马拉硫磷:3.10、6.20、12.40、18.60、24.80、31.40μg·cm-2;氰戊菊酯:0.31、0.62、1.24、1.86、2.48、3.14μg·cm-2.土壤培养法试验浓度分别设置为,毒死蜱:100、125、150、175、200、225、250mg·kg-1;马拉硫磷:350、400、450、500、550、600mg·kg-1;氰戊菊酯:20、30、40、50、60、70、80mg·kg-1.结果表明:采用滤纸接触法测得的各农药对蚯蚓48h的半数致死浓度(LC50)分别为毒死蜱12.26μg·cm-2、马拉硫磷19.61μg·cm-2、氰戊菊酯1.03μg·cm-2;采用土壤培养法测得的各农药对蚯蚓7d的LC50分别为毒死蜱427.67mg·kg-1、马拉硫磷742.53mg·kg-1、氰戊菊酯81.81mg·kg-1,14d的LC50分别为毒死蜱182.21mg·kg-1、马拉硫磷497.29mg·kg-1、氰戊菊酯37.46mg·kg-1.根据《化学农药环境安全评价试验准则》,这3种农药对蚯蚓的毒性均为低毒级.     

多环麝香对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应

为探讨多环麝香对土壤动物的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为供试生物,采用滤纸接触法与自然土壤法,考察了吐纳麝香(AHTN)和佳乐麝香(HHCB)对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应。结果显示,滤纸法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的急性经皮毒性为中等毒性,对蚯蚓的48h-LC_(50)分别为20.76和11.87μg·cm~(-2),而自然土壤法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的14d-LC_(50)分别为436.3和392.4μg·g~(-1),2种多环麝香皆属低毒物质。HHCB对蚯蚓的急性毒性大于AHTN,但2种毒性测定方法中不同的染毒介质和毒性作用途径使AHTN和HHCB的急性毒性等级的界定有所差异。AHTN和HHCB对蚯蚓繁殖率的抑制作用较对生长速率更为明显,2种多环麝香对蚯蚓繁殖率的无可见效应浓度(NOEC)均为30μg·g~(-1),最低可见效应浓度(LOEC)均为50μg·g~(-1)。研究表明,蚯蚓繁殖率可作为一种潜在的生物标志物,用于监测或表征土壤中多环麝香的污染水平及其亚急性毒性效应。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的急性毒性及抗氧化防御系统酶的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为研究对象,根据OECD指南中的滤纸接触法和人工土壤法研究了四溴双酚A(TBBPA)的急性毒性和对蚯蚓体内抗氧化防御系统酶的影响.结果表明,滤纸接触法和人工土壤法检测TBBPA对蚯蚓的半致死浓度LC50分别为4.90mg·L-(148h)和16.7mg·kg-(114d),TBBPA对蚯蚓具有低等毒性.当TBBPA的浓度在0.05和0.1mg·kg-1时对蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)产生显著诱导;在0.05mg·kg-1时,对过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)也产生显著诱导;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)随TBBPA浓度的升高逐渐增加,呈良好的剂量效应关系(R2=0.97,p<0.01).SOD、CAT、GST和MDA可以作为土壤生态早期预警中潜在的敏感的生物标志物.     

几种典型土壤中铜对赤子爱胜蚓的毒性差异比较研究

土壤污染物基础生态毒理数据是开展污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准的重要依据.以湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和经济合作与发展组织(OECD)推荐的人工土壤为测试介质,按照国际标准化组织(ISO)颁布的测试方法,研究了铜在4种不同土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性和慢性毒性.结果表明,铜在4种不同类型土壤中对赤子爱胜蚓的毒性效应差异较大,在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中的半致死浓度(14d LC50)分别为134.4、557.7、715.2和867.0mg·kg-1;赤子爱胜蚓体重对较低浓度铜污染响应相对不敏感,而较高浓度铜污染(接近引起蚯蚓死亡的高浓度)则可导致蚯蚓体重显著降低;铜对赤子爱胜蚓生殖(产茧量)的影响较为明显,其在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中对蚯蚓产茧量产生50%抑制作用的有效中浓度(28d EC50)分别为58.2、140.1、258.9和150.4mg·kg-1,无可见效应浓度(NOECs)分别为50、50、200和100mg·kg-1.鉴于我国土壤类型的多样性十分丰富,不同地区土壤性质差异较大等特点,在制定土壤筛选基准时需考虑污染物在不同土壤中生物有效性与毒性的差异。     

土壤的芘污染与土壤酶活性

选择芘作为多环芳烃(PAHs)代表污染物、敏感土壤酶作为污染物的生态毒理指标,探讨芘暴露下土壤酶活性的变化。结果表明:芘的添加浓度>50μg·kg-1时,对土壤脲酶、土壤脱氢酶活性有先抑制、后激活的作用,对土壤磷酸酶活性有激活作用;芘的添加浓度为50～1200μg·kg-1时,对土壤过氧化氢酶活性没有影响。土壤脲酶、脱氢酶、磷酸酶活性有可能作为芘污染土壤的生态毒理指标。     

3种助剂对赤子爱胜蚓的急性毒性

为了探究新型助剂LD-10与常用助剂NP-10、NP-4对土壤非靶标生物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用自然土壤法和灭菌土壤法,研究了这3种助剂对土壤蚯蚓的急性毒性.结果表明,在自然土壤中LD-10、NP-10和NP-4对蚯蚓7d半致死浓度w(LC50)分别为482.58、1 077.50和343.17 mg·kg-1,14 d的w(LC50)分别为438.38、984.64和316.65 mg.kg-1.在灭菌土壤中LD-10、NP-10和NP-4对蚯蚓7d的w(LC50)分别为350.71、960.95和309.63 mg·kg-1,14d的w(LC50)分别为320.24、745.99和274.76 mg·kg-1.在自然土壤和灭菌土壤中3种助剂对赤子爱胜蚓均为低毒,毒性由大到小依次为NP-4、LD-10和NP-10,且3者在灭菌土壤中的毒性均明显高于自然土壤.     

肟菌酯对环境生物急性毒性及安全性评价

本试验通过研究肟菌酯对10种环境生物急性毒性效应,以期评价其对环境生物的毒性风险。结果表明,肟菌酯对日本鹌鹑(Coturnix coturnix japonica)的经口毒性7 d-LD50和短期饲喂毒性8 d-LC50分别大于2.00×103mg a.i.·kg-1bw和5.00×103mg a.i.·kg-1饲料,意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)接触与经口毒性48 h-LD50分别为大于100μg a.i.·蜂-1和95.3μg a.i.·蜂-1,家蚕(Bombyx mori)96 h-LC50为1.61×103mg a.i.·L-1,蚯蚓(Eisenia foetida)14 d-LC50大于100 mg a.i.·kg-1干土,赤眼蜂(Trichogramma japonicum)24 h-LR50为0.337μg a.i.·cm-2,羊角月牙藻(Pseudokirchneriella subcapitata)72 h-EC50为5.80×10-3mg a.i.·L-1,大型溞(Daphnia magna Straus)48 h-EC50为1.72×10-2mg a.i.·L-1,斑马鱼(Brachydanio rerio)96 h-LC50为5.40×10-2mg a.i.·L-1,非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪96 h-LC50为8.95×10-2mg a.i.·L-1,土壤微生物28 d硝酸盐转化速率差异小于25%。因此,根据《化学农药环境安全评价试验准则》毒性等级划分标准,肟菌酯对鸟、蜜蜂、家蚕、蚯蚓等陆生生物为低毒,对水生生物的绿藻、大型溞、斑马鱼、非洲爪蟾蝌蚪均为高毒或剧毒,而对天敌赤眼蜂属高风险,故在田间使用过程中应采取措施降低其对水生生物以及天敌昆虫赤眼蜂急性毒性风险,以免造成危害。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对土壤跳虫的生态毒性

将两种跳虫(Folsomia candida和Folsomia fimetaria)暴露在全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量与回避行为来评价PFOS对跳虫的生态毒性。结果表明,PFOS对F.candida和F.fimetaria急性毒性的LC50(7d)分别为4777和2219mg·kg-1,慢性毒性的EC50(28d)分别为0.13和0.05mg·kg-1。此外,PFOS对两种跳虫回避行为影响的EC50(48h)分别为0.51mg·kg-1(F.candida)和0.31mg·kg-1(F.fimetaria)。分析比较发现,PFOS对跳虫急性死亡率影响很小,但对跳虫的回避行为和繁殖率有显著影响,可用来表征土壤中PFOS的生态毒性,且选用有性生殖的F.fimetaria及其慢性毒性实验来评价土壤中PFOS的毒性相对最灵敏。     

土壤Cd污染对跳虫Folsomia candida的生态毒性

采矿及冶炼等行为造成了严重的土壤重金属污染,其中Cd污染及其带来的健康风险近年来引起人们的高度重视。利用弹尾目跳虫开展土壤Cd污染的生态毒理研究,对Cd污染土壤的生态风险评价具有重要意义。本研究将跳虫Folsomia candida(F.candida)暴露在不同Cd浓度污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量及回避行为实验来评价重金属Cd污染对跳虫的生态毒性。结果表明,Cd对F.candida的急性毒性LC50值为2 086.93 mg·kg~(-1),慢性毒性的繁殖抑制(28 d)EC50值为224.95 mg·kg~(-1)。此外,Cd对跳虫回避行为影响的EC50(48 h)为721.26 mg·kg~(-1)。可以看出,慢性毒性的EC50值与Cd对回避行为影响的EC50值近似,但远低于急性毒性LC50值。因此,跳虫F.candida的回避行为和繁殖率对Cd污染土壤有较高的灵敏度,可用来表征土壤中Cd的生态毒性。     

石油烃对栉孔扇贝血淋巴细胞DNA损伤的初步研究

为研究石油烃对海洋生物的毒性效应,将栉孔扇贝(Chlamys farreri)暴露于0.08、0.21和0.88mg·L-1石油烃中,采用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)技术检测不同暴露时间扇贝血淋巴细胞的DNA损伤程度,对照组中石油烃背景浓度为0.04mg·L-1。结果显示,低浓度(0.08mg·L-1)的石油烃短期(<7d)内即可导致栉孔扇贝血淋巴细胞的DNA损伤,并且随石油烃浓度的增大和暴露时间的延长,DNA损伤程度增加,石油烃浓度达0.88mg·L-1时,DNA损伤程度已非常严重。3d恢复实验后,各浓度组DNA损伤又均有不同程度的恢复。研究表明,彗星实验是检测石油烃对海洋贝类DNA损伤的一种有效手段,贝类血淋巴细胞DNA损伤有望成为石油烃污染的一种生物标志物,用于海洋污染的早期预警监测。     

Ecotoxicological risks of the abandoned F–Ba–Pb–Zn mining area of Osor (Spain)

Due to its potential toxic properties, metal mobilization is of major concern in areas surrounding Pb–Zn mines. In the present study, metal contents and toxicity of soils, aqueous extracts from soils and mine drainage waters from an abandoned F–Ba–Pb–Zn mining area in Osor (Girona, NE Spain) were evaluated through chemical extractions and ecotoxicity bioassays. Toxicity assessment in the terrestrial compartment included lethal and sublethal endpoints on earthworms Eisenia fetida, arthropods Folsomia candida and several plant species, whereas aquatic tests involved bacteria Vibrio fischeri, microalgae Raphidocelis subcapitata and crustaceans Daphnia magna. Total concentrations of Ba (250–5110 mg kg^?1), Pb (940 to >5000 mg kg^?1) and Zn (2370–11,300 mg kg^?1) in soils exceeded intervention values to protect human health. Risks for the aquatic compartment were identified in the release of drainage waters and in the potential leaching and runoff of metals from contaminated soils, with Cd (1.98–9.15 µg L^?1), Pb (2.11–326 µg L^?1) and Zn (280–2900 µg L^?1) concentrations in filtered water samples surpassing US EPA Water Quality Criteria (2016a, b). Terrestrial ecotoxicity tests were in accordance with metal quantifications and identified the most polluted soil as the most toxic. Avoidance and reproduction tests with earthworms showed the highest sensitivity to metal contamination. Aquatic bioassays performed in aqueous extracts from soils confirmed the results from terrestrial tests and also detected toxic effects caused by the mine drainage waters. Algal growth inhibition was the most sensitive aquatic endpoint. In view of the results, the application of a containment or remediative procedure in the area is encouraged.     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对家蚕大造的生态毒性

以中国本地家蚕品种大造作为受试生物,实现实验室规模化饲料饲养和初步实验动物化;建立家蚕大造环境危害评价急性毒性测试方法;对4种PFOS替代品包括:50%的全氟丁基有机铵盐阳离子表面活性剂、用调聚法合成的织物三防整理剂(含固率23.7%)、用电解氟化法合成的C4和C6织物三防整理剂,进行了急性接触毒性、急性饲喂毒性及慢性饲喂毒性的安全风险评价。实验使用的4种PFOS替代品试验急性饲喂浓度均达到或超过2000mg·L-1,家蚕未出现明显死亡;在接触实验浓度达到10g·L-1时,家蚕未出现明显死亡,以上结果证明,4种PFOS替代品对大造蚕种的急性饲喂毒性和接触毒性均为低毒。较低浓度的表面活性剂会严重影响到大造蚕种的结茧率,当表面活性剂浓度为0.4g·kg-1时,蚕种不能结茧,其余3种化学品在浓度大于0.004g·kg-1,对大造蚕种的结茧率产生一定的影响作用,但抑制作用相对较为平缓。替代品均会降低家蚕茧层率,表面活性剂在浓度为0.04g·kg-1时,茧层率剧烈下降,其他3种替代品抑制作用相对平缓。织物三防整理剂、C4和C6织物三防整理剂几乎不会影响蚕卵孵化,但表面活性剂会造成家蚕孵化率降低,在0.04g·kg-1后孵化率为0。     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的生长和基因表达的影响

试验采用人工土壤法,通过14 d急性毒性试验,研究了不同剂量TBBPA对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长、基因表达的影响。在14 d急性毒性试验中,随着暴露时间和浓度的增加,蚯蚓生长受到了显著抑制,未出现死亡现象。超氧化物歧化酶(SOD)的基因表达量在低浓度(50 mg·kg-1)时受到诱导上调;谷胱甘肽转移酶(GST)的基因表达量在400 mg·kg-1染毒组受到明显诱导,是对照组的8.73倍;热休克蛋白(Hsp70)的基因表达量在50、100和200 mg·kg-1染毒组被诱导上调。基因表达量的变化显示,在50、100、200 mg·kg-1浓度条件下,蚯蚓可以利用自身的抗氧化能力维持体内的动态平衡稳定,使得机体免受损伤。但是在超过400 mg·kg-1浓度后,TBBPA的毒性效应超过了机体的应对能力,使机体遭受损伤,外在特征主要表现为蚯蚓身体蜷缩、变细变硬。从生物标志物角度,基因表达量的变化对TBBPA毒性效应的指示作用较生长抑制率更为敏感。     

Growth inhibition and DNA damage in the earthworm (Eisenia fetida) exposed to perfluorooctane sulphonate and perfluorooctanoic acid

An artificial soil method was applied to study the effects of perfluorooctane sulphonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) on earthworms (Eisenia fetida). Survival, growth inhibition and damage to DNA of earthworms were detected after 14 d acute exposure. The 14 d-LC₅₀ of PFOS and PFOA was 478.0?mg·kg^?1 dw and 759.6?mg·kg^?1 dw, respectively, indicating that they were of low toxicity. Both PFOS and PFOA could significantly inhibit the growth of earthworms after 14 d exposure, and growth inhibition rates increased with the greater concentrations of PFOS or PFOA, showing a dose–response relationship (PFOS: r?=?0.951, P r?=?0.962, P?P?50 of PFOS was lower than that of PFOA, the growth inhibition rate of earthworm exposed to PFOS was higher than that exposed to PFOA at the same concentration level, and the median values of TL, CL and OTM in PFOS treatments were also higher than those in PFOA treatments. In conclusion, both these fluorine compounds were moderately toxic to earthworms, but the PFOS effect was greater than that of PFOA.     

Effect of fomesafen on glutathione S-transferase and cellulase activity and DNA damage in the earthworm (Eisenia fetida)

Biochemical responses and DNA damage of earthworm (Eisenia fetida) exposed to various concentrations of fomesafen (0, 10, 100, and 500 μg kg^?1) for 3, 7, 14, 21, and 28 days were investigated in vivo. Glutathione S-transferase (GST) activity was significantly stimulated upon treatment with 500 μg kg^?1 fomesafen for 21 days, while the cellulase activity was markedly inhibited after 14 days of treatment. On day 28, the activities of GST and cellulase had recovered to the level similar to that of controls. Low or mild DNA damage in earthworm was induced within 14 days of exposure, and the damage was reduced or disappeared with the extension of exposure.     

Ecotoxicity of silver nanoparticles on earthworm Eisenia fetida: responses of the antioxidant system,acid phosphatase and ATPase

Ecotoxicity of nanoparticles has received growing attention in recent years. This study investigated the influence of silver nanoparticles (Ag-NP) on earthworm Eisenia fetida. The experiment was performed with five test groups: control (without Ag-NP), 10?nm Ag-NP groups (20, 100 or 500?mg?kg^?1) and positive control (787?mg?kg^?1 AgNO₃). After 14-day acute exposure, activities of various enzymes, including glutathione S-transferase (GST), glutathione reductase (GR), acid phosphatase (AP), and Na⁺, K⁺-ATPase were determined. Effects of Ag-NP with different sizes (10 and 80?nm) were also tested. Data showed that the activity of GR was significantly lower at 500?mg?kg^?1. The activities of AP and Na⁺, K⁺-ATPase were inhibited following the increase of Ag-NP concentration. When treated with Ag-NP with different sizes, activities of AP and Na⁺, K⁺-ATPase of the 10?nm group were significantly lower than the control group, but those of the 80?nm group were similar to the control group. Data indicate that Ag-NP may be harmful to the earthworm E. fetida at 500?mg?kg^?1, and the toxicity of Ag-NP with 10?nm size is greater than 80?nm. In addition, AP and Na⁺, K⁺-ATPase are sensitive biomakers to the effects of Ag-NP.