广州市某A2/O工艺城镇污水处理厂出水对大型溞的生殖毒性作用

城镇污水处理厂废水中存在大量生物毒性物质,但该废水对动物的生殖能力影响研究还十分缺乏。利用大型溞暴露实验,检测广州市某采用A~2/O工艺的城镇污水处理厂出水的急性毒性和生殖毒性。48 h急性毒性实验表明,所有水样均未表现出急性毒性效应。慢性生殖毒性(14 d)测试结果表明:(1)从进水到缺氧池出水均能显著提高第一胎产溞数量;(2)进水和沉砂池出水显著增加受试期总产溞数量;(3)从厌氧池到出水工艺段受试溞的第一胎产溞时间均推后;(4)好氧池出水的毒性显著降低,但仍然对大型溞具有生殖毒性。研究表明,好氧池(A~2/O)工艺能够显著去除具有大型溞生殖毒性的物质,但污水处理厂废水的生殖毒性仍需要引起关注。     

基于斑马鱼和发光细菌评估制革废水毒性及其削减效率

随着制革工业在我国的迅速发展,其导致的环境污染问题也逐渐受到人们的广泛关注。为评价制革废水的生物毒性以及处理工艺对毒性的削减效率,选择费氏弧菌、明亮发光杆菌、斑马鱼幼鱼及其胚胎作为受试生物,分析了制革废水的急性毒性和发育毒性,比较了不同受试生物对制革废水毒性的敏感性,并结合理化指标对废水的毒性削减进行了评估。结果表明:不同受试生物的敏感性大小为斑马鱼胚胎明亮发光杆菌斑马鱼幼鱼费氏弧菌明亮发光杆菌斑马鱼胚胎斑马鱼幼鱼费氏弧菌;发光菌及斑马鱼幼鱼急性毒性实验结果表明,制革废水经过整个工艺处理后,废水的急性毒性已降至检测线以下,即0TUa;斑马鱼胚胎毒性实验结果表明,经过处理的制革废水仍存在急性毒性,基础毒性当量为0.5 TUa,同时还对胚胎的发育存在一定影响,对胚胎孵化及畸形的毒性当量分别为0.7 TUa和0.13 TUa。综上可知,处理后的制革废水对环境的影响已得到初步的有效控制,但仍需进一步处理以达到更大程度削减毒性的目的。     

白洋淀府河沿线水样毒性及其与污染物类型的关系

对白洋淀府河沿线水样进行了多种生物毒性测试，并用柱色层分离方法连续去除水中阳离子、阴离子和有机物后以斜生栅藻和发光菌为指标，鉴定了所采集水样毒性的产生原因。认为府河水样主要被对斜生栅藻生长有促进作用的营养物质污染，同时伴有轻度亲脂污染物的抑制作用。     

成组生物毒性测试法综合评价典型工业废水毒性

为了更加准确地评估典型工业废水的综合生物毒性以及处理工艺对废水毒性的削减情况,采用发光细菌急性毒性实验、大型溞急性毒性实验和单细胞凝胶电泳实验,结合潜在生态毒性效应探测(potential ecotoxic effects probe,PEEP)指数对常州市7种典型工业废水的综合生物毒性进行了评价。结果表明,7种工业原水都表现出了急性毒性或遗传毒性,综合生物毒性强度的排序为电子厂>电镀厂>综合污水处理厂>印染厂>化工厂>食品厂>制药厂。而7种工业废水的处理后出水综合生物毒性强度的排序为印染厂>化工厂>电子厂>综合污水处理厂>食品厂>制药厂>电镀厂。其中,印染和化工厂出水综合生物毒性高于原水,分别增加了43.3%和38.7%,PEEP评价结果显示分别属于剧毒和高毒,而电镀、电子、综合污水处理和食品厂出水的综合生物毒性削减明显,分别比原水削减了76.9%、53.1%、48.3%和26.6%,PEEP结果表明基本无毒。建立在成组生物毒性实验基础上的PEEP评价方法可全面反映工业废水的综合生物毒性,进而更客观地评价废水对水生态系统乃至人类健康的潜在影响。     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

不同微藻对典型行业废水急性毒性响应的敏感性研究

研究考察了不同行业废水对4种微藻24 h和72 h的急性毒性效应。以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、海水小球藻(Chlorella spp.)以及等鞭金藻(Isochrysis galbana)为指示生物,采用COD浓度较高的焦化厂实际生产废水和制药厂实际生产废水、COD浓度较低的印染厂生化处理后出水和城市污水处理厂进出水作为受试水体,以微藻的生长抑制率为测试指标,评价微藻对不同行业废水的急性毒性效应和敏感性。结果表明,不同行业废水对4种微藻的急性毒性效应有所不同:焦化废水对等鞭金藻的生长抑制作用最强,制药废水对斜生栅藻的毒性效应最为明显,印染废水及城市污水处理厂的进出水对海水小球藻的毒性较为显著,说明不同微藻对不同行业废水毒性的敏感性存在差异。上述研究结果为废水毒性评价中受试物种的选择提供了基础数据。     

农药类化合物对大型溞的毒性作用模式:与基线毒性化合物比较研究

农药在控制有害生物的同时,对水生生态系统产生较大的毒性效应。本文通过实验获得了25种基线化合物对大型溞的急性毒性数据,并与57种农药类化合物对大型溞的急性毒性数据进行比较研究,同时根据体外浓度LC_(50)、生物富集因子BCF和体内临界浓度CBR的关系,计算了这些化合物在大型溞体内的临界浓度,研究了农药类化合物对大型溞的毒性作用机理。结果表明,基线化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值在一个很窄的范围波动,而农药类化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值范围广且较高。这说明多数农药类化合物对大型溞为反应性毒性作用模式。其中,除草剂对大型溞的毒性显著低于杀菌剂和杀虫剂对大型溞的毒性。这可能是因为除草剂主要通过干扰植物光合作用、植物激素或植物分子合成发挥毒性效应,从而导致其对大型溞的生理系统难以发生反应性毒性效应。而杀虫剂和杀菌剂主要通过干扰生物神经系统、生殖系统、呼吸作用或大分子合成发挥毒性效应,因此易与大型溞生理系统发生生物化学反应,从而具有较高的毒性效应。本文分别建立了除草剂、杀菌剂和杀虫剂对大型溞的急性毒性QSAR模型。除草剂对大型溞的急性毒性机理较简单,其毒性与化合物疏水性程度和离子化程度有关;而杀菌剂对大型溞的急性毒性主要与化合物的标准生成热和极性表面积有关;杀虫剂对大型溞的急性毒性作用机理较复杂,它们对大型溞的毒性效应与其和生物分子之间的氢键和范德华力有关。     

氧化石墨烯对大型溞的生物毒性效应研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)因其优良的电性能、机械性能,而成为新兴的碳纳米应用材料,但是其制造或应用后排放进入环境水体的潜在生态风险缺少足够的研究,尤其是关于GO生态毒性的基础数据。研究以水生甲壳类动物大型溞(Daphnia magna,D.magna)为受试生物,从急性毒性和慢性毒性两方面考察了GO的生物毒性效应,并结合溞类的光学显微镜观察和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力以及丙二醛(MDA)含量的测定对GO对大型溞的致毒机理进行了初步探究。研究结果表明GO对大型溞急性毒性的48 h半数致死浓度(48 h-LC50)为84.2 mg·L-1;慢性毒性的21 d半数致死浓度(21 d-LC50)为3.3 mg·L-1。关于GO对大型溞的繁殖毒性,当GO浓度达到1 mg·L-1时能够显著推迟母溞的头胎出生时间,抑制母溞头胎幼溞数、单胎最高产溞数和总产溞数。关于GO对大型溞的致毒机理,研究结果表明消化道堵塞和氧化损伤可能是GO对大型溞的主要致毒途径。上述研究结果为GO在水环境中的毒性效应研究奠定了基础,为GO的工业化应用前景提供了基础的生态毒性数据。     

焦化废水处理试验系统出水的生物毒性变化

焦化废水是一种典型的难降解工业废水,组分复杂,生物毒性高,大多采用生物处理联合物化深度处理的工艺,以满足炼焦化学工业的污染排放标准,但其排水安全性仍然令人担忧。为研究工艺排水安全性,选择发光细菌青海弧菌Q67、稀有鮈鲫(Gobiocypris rasus)血红细胞、活性污泥微生物群落为测试生物,研究了焦化废水及各处理阶段出水的急性毒性和遗传毒性变化,进而识别影响生物毒性的水质因子。焦化废水经过序批式生物膜反应器处理后,出水急性毒性比进水下降71%,遗传毒性下降为90%以上的轻度以下损伤,显示生物强化处理对焦化废水生物毒性有良好的去除作用。生物处理出水再经过深度处理后,则表现出不同的毒性变化:活性炭吸附法对生物急性毒性的消除最佳,但遗传毒性较生物处理出水有所升高;臭氧氧化法不仅水质改善效率差,且最终出水的生物急性毒性与遗传毒性均升高;臭氧催化氧化法对水中残留有机物去除效率较高,但也造成出水急性毒性与遗传毒性的升高。各水样对青海弧菌Q67的急性毒性与有机物、氮等水质指标表现出较强相关性,而遗传毒性与水质指标之间的相关性不显著。研究结果可为评价和改进处理工艺、保障水体生态安全提供参考。     

工业废水毒性鉴定评价方法体系的建议及其应用示例

工业废水是自然环境中毒害污染物的主要来源,对其进行毒性鉴定和评价,是废水毒性管控的基础。我国目前仍缺乏规范的工业废水毒性鉴定和评价体系,本文针对这一状况,综述了美国环保局颁布的废水毒性鉴定评价（TIE）指南和欧盟采用的效应导向分析（EDA）方法,提出了结合TIE方法和EDA方法的优点建立工业废水毒性鉴定评价方法体系的建议,并选取珠三角地区电镀废水作为该体系的应用示例,采用发光菌和重组基因酵母菌进行快速毒性测试,并结合化学分析方法,确定电镀行业废水毒性主要来源于金属Cu和壬基酚聚氧乙烯醚类有机物。     

溴氯海因在水环境中的降解及其对4种水生生物的急性毒性

研究了新型消毒剂溴氯海因(BCDMH)在水环境中的降解规律及其影响因素以及BCDMH对4种不同生态位水生生物(发光菌、小球藻、大型溞和斑马鱼)的急性毒性.结果表明:1)BCDMH的正辛醇/水分配系数(Kow)为3.74(25℃),在水环境中的降解符合一级动力学方程C=C0×e-k·t,其一级反应速率常数k随温度升高而增大,25℃时k值为0.3577,半衰期为1.72d.2)pH6～9时,pH值越低BCDMH降解越快,碱性条件对其降解有显著抑制;自然光照和曝气有利于BCDMH的降解.3)BCDMH对斑马鱼的96hLC50=3.68mg·L-1,属高毒;对大型溞的24hLC50=1.44mg·L-1,属高毒;对小球藻的96hEC50=4.15mg·L-1,属高毒;对发光菌的1hEC50=0.62mg·L-1,属极高毒.     

毒性鉴别评价方法对城镇污水处理厂去除水中有毒物质的分析实例

以江苏省常州市城北污水算处理厂的进水、活性污泥处理系统的出水以及A^2O处理工艺的出水为研究对象，对进出水进行Daphnia magna急性毒性试验。结果表明，进水对Daphnia magna具有24h急性毒性，经过活性污泥处理工艺处理及A^2O处理工艺处理，两股出水均不显示24h急性毒性，采用毒性鉴别评价（Toxicity Identification Evaluation,TE）方法对进水进行监测和评价，发现曝气可去除进水的毒性，C18固相提取亦可去除进水毒性，进水中存在的主要毒物为易挥发的非极性有机化合物，进一步检测可知，进水中的关键毒物主要为邻丙基甲醛肟、1，1－甲基乙基－2－甲氧基苯酚、2－氮，氮二甲基苯甲醇等，此外，对2个处理系统出水进行GC／MS分析，可知出水中关键毒物基本被去除。     

废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。     

印染废水对3种水生生物的毒性作用

为合理评估印染废水对水环境造成的影响,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna)和太湖花(鱼骨)(Hemibarbus maculates)为受试生物,印染废水分别用标准稀释液7346-2按照几何级数稀释成为100.00％、50.00％、25.00％、12.50％和6.25％的系列试验液,研究印染废水对3种水生生物的毒性效应.结果表明,印染废水对水生态系统中不同营养层次的3种生物均有一定的毒性,对斜生栅藻24、48h的半数生长抑制浓度(EC50)分别为(51.55±4.12)％、(20.40±6.27)％,对大型溞24、48h的EC50分别为(78.20±4.31)％、(53.10±1.88)％,对花(鱼骨)卵裂期胚胎、囊胚期胚胎、原肠期胚胎、初孵仔鱼和25日龄仔鱼96h的半数致死浓度(LC50)分别为(19.89±1.68)％、(25.95±2.14)％、(27.24±0.88)％、(19.61±2.21)％和(49.27±3.27)％.研究得出印染废水对水生生物的安全浓度为1.96％,生产中应严格控制其排放.     

QSAR法研究芳烃类化合物的生物毒性

基于表征生物活性的原子点价Bi并构建芳烃类化合物的拓扑指数Ln,并用L0,L1及指示参数N与芳烃类化合物对发光菌、大型蚤、呆鲦鱼的急性毒性关联,得到了良好的相关性,相关系数依次为0.9489、0.9787、0.9648,所建QSAR模型具有良好的稳定性和预测能力,估算结果均明显优于文献方法。     

吡虫清等4种新农药的水生态安全性评价

以斜生栅列藻 (Scenedesmusobliquus)、大型 (Daphniamagna)和斑马鱼 (Brachydaniorerio)为试验生物 ,在实验室条件下测定了吡虫清、吡嗪酮、恶草酮和精喹禾灵 4种新农药对水生生物的急性毒性IC50值或LC50 值 ,并进行了安全性评价。结果表明 ,杀虫剂吡虫清对水极毒 ,对鱼类高毒 ,对藻类低毒 ;杀虫剂吡嗪酮对水和鱼类低毒 ,对藻类中等毒性 ;除草剂恶草酮对藻类高毒 ,对水和鱼类中等毒性 ;除草剂精喹禾灵对藻类高毒 ,对水中等毒性 ,对鱼类高毒。     

酶催化降解四溴双酚A反应引起的碳纳米管急性毒性变化

辣根过氧化物酶催化去除四溴双酚A的反应能够改变多壁碳纳米管(multiwall carbon nanotubes,MWCNTs)在水环境中的稳定性。为探究该反应对碳纳米管生态毒性效应的影响,选择大型蚤(Daphnia magna)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试生物,分别考察了反应前后MWCNTs对大型蚤的急性毒性以及对斜生栅藻的生长抑制和藻细胞色素的影响。结果表明,在1~10 mg·L-1的暴露浓度下,与原始的MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对大型蚤的急性毒性明显减弱。在10 mg·L-1的暴露剂量下,原始的MWCNTs造成大型蚤的死亡率高达65%,而反应后的MWCNTs引起大型蚤的死亡率仅为23%。此外,反应前后的MWCNTs对斜生栅藻的生长均有抑制作用。随着暴露浓度的增大,藻细胞密度、叶绿素a和b的含量逐渐降低。与原始MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对斜生栅藻的毒性明显减弱。上述研究结果为评价MWCNTs的环境风险提供了基础数据。     

蒽醌类化合物对大型蚤(Daphnia magna)的急性光致毒性研究

通过测定模拟光照和无光照条件下20种蒽醌类化合物对大型(Daphnia magna)的48h半数活动抑制浓度(EC50), 研究了该类化合物的光致毒性．比较了两种助溶剂(二甲基亚砜和丙酮)对这些化合物光致毒性的影响,初步讨论了光致毒性的机理．结果表明,所研究的助溶剂不影响这些化合物对大型潘的光致毒性．蒽醌类化合物因其取代基的不同(-NH2、-OH、-Cl、-Br、-NO2)、取代基位置的不同和取代基数目的不同,而表现出对大型潘光致毒性的不同．最低未占据分子轨道能(ELUMO)和最高占据分子轨道能(EHOMO)之间的能级差,可用于初步判断蒽醌类化合物 溞大型的潜在光致毒性．