36种典型除草剂对绿藻的毒性研究

近年来,农药对生态系统的初级生产者——藻类的毒性及其生态毒理学研究引起了国内外学者的广泛关注。除草剂在生产中广泛应用,对藻类的毒性作用最强,其毒性效应远高于杀虫剂和杀菌剂。论文选择市场上具有典型代表性的36种除草剂原药,分析解读除草剂在国内的登记情况,以及在作物、旱田和水田的使用情况;明晰对藻类生长抑制急性毒性效应。结果表明:1)除草剂的作用方式和化学类别对绿藻毒性影响显著;对于抑制植物细胞分裂和作用于植物叶绿体的除草剂对绿藻毒性均较高,以人工合成植物生长素为代表的除草剂对绿藻毒性均较低;2)相同作用方式,不同化学类别的除草剂,对单一绿藻的毒性差异明显。在水稻上获得登记的除草剂对藻类毒性整体低于在旱田获得登记的除草剂对藻类的毒性。开展多种农药对水生生态毒性的研究,为农药的合理安全使用、农药在淡水环境中的生态效应评价以及保护淡水生态系统提供科学依据。     

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。     

基于分子对接的取代脲类除草剂对羊角月牙藻的毒性大于铜绿微囊藻的机理初探

本文以蓝藻水华优势藻种——铜绿微囊藻和典型绿藻——羊角月牙藻为受试生物,测定了4种取代脲类除草剂对两种藻的96 h急性毒性,并初步探讨了引起毒性差异的原因.结果显示,4种取代脲类除草剂对羊角月牙藻的毒性均大于铜绿微囊藻.分子对接的结果表明,取代脲类除草剂与羊角月牙藻的D1蛋白的结合能力大于铜绿微囊藻,这可能是导致羊角月牙藻对取代脲类除草剂更加敏感的原因.同时,分子对接揭示了氯离子可以增加取代脲类除草剂的疏水性,从而使化合物更易接近活性位点内部的疏水区域,更易与相应的氨基酸形成氢键.     

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。     

4种唑类杀菌剂对蛋白核小球藻的急性毒性及其致毒机理

唑类杀菌剂因其广谱性和稳定性会残留在水环境中,从而危害人类及其他生物的健康.目前对唑类杀菌剂的毒性研究大多集中在急性毒性,对其致毒机理知之甚少.本研究将三唑醇、三唑酮、克霉唑和氯咪巴唑4种常见的唑类杀菌剂作为目标污染物,以蛋白核小球藻作为指示生物,研究4种唑类杀菌剂暴露96 h后对蛋白核小球藻生长和生理变化的抑制作用.结果表明,4种目标污染物浓度越高对蛋白核小球藻的生长抑制程度越强,在50％效应下,96 h时毒性大小为:氯咪巴唑>克霉唑>三唑醇>三唑酮.其毒性机制可能与活性氧(ROS)的持续积累有关,随着污染物浓度升高,ROS含量不断增加,其中刺激作用最明显的是克霉唑,ROS的增加促进丙二醛(MDA)的大量产生,从而使绿藻产生氧化损伤,激发了不同水平的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性;同时,它们对叶绿素和蛋白质的合成也存在明显的抑制,破坏了绿藻的光合机制,最终造成藻细胞凋亡.研究结果为评估唑类杀菌剂对水生生物的毒性提供重要的理论支持.     

吡虫清等4种新农药的水生态安全性评价

以斜生栅列藻（Scendesmus obliquus)、大型蚤（Daphnia magna）和斑马鱼（Brachydanio rerio）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，杀虫剂吡虫清对水蚤极毒，对鱼类高毒，对藻类低毒；杀虫剂吡嗪酮对水蚤和鱼类低毒，对藻类中等毒性；除草剂恶草酮对藻类高毒，对水蚤和鱼类中等毒性；除草剂精喹禾灵对藻类高毒，对水蚤中等毒性，对鱼类高毒。     

四种除草剂对泥鳅红细胞遗传毒性的研究

采用红细胞微核和核异常测试法,研究了除草剂精禾草克、氟乐灵、扫茀特,2-甲-4氯钠水剂对泥鳅红细胞核的遗传毒性.结果表明,4种除草剂单独作用时均不同程度地引起微核细胞率和核异常细胞率等遗传指标的上升(P<0.05或P<0.01). 低浓度的除草剂对泥鳅红细胞的联合诱变作用比高浓度的除草剂明显.除草剂浓度与微核率或核异常率无显著相关,不表现剂量-效应关系.扫茀特的诱变效应大于其它3种除草剂.4种除草剂联合作用时具拮抗性. 图1 表5 参20     

淮河流域安徽段水体成组生物毒性评价

在淮河流域安徽段某区域采集了3个地表水样和12个地下水样,通过大型溞急性毒性(活动抑制)、微核及SOS/umu试验,分析了这些水样的急性毒性及遗传毒性。结果表明,急性毒性测试中,该区域地表水及大部分地下水的急性毒性均未超过US EPA废水排放毒性的控制要求(0.3 TU),有2个位点的地下水样毒性当量为0.31 TU,超过限值;经t-test分析,地表水的急性毒性显著高于地下水。SOS/umu检测中,2个地表水样和7个地下水样的结果呈阳性,表现出DNA损伤效应,其诱导率IR在(2.20±0.063)~(3.36±0.067)之间,对应的致癌风险P基本处在10-6~10-7水平。微核检测结果表明,3个地表水样具有较严重的染色体损伤效应,9个地下水样表现为阴性。总之,该区域地表水急性毒性及遗传毒性相对较高;部分浅层地下水也存在一定程度的急性毒性和遗传毒性,致癌风险处在可接受范围,但仍可能对周围居民的健康产生潜在威胁;而深层地下水没有检测到任何毒性效应。研究为周边居民饮水安全和人体健康提供了基础信息。     

几种抗生素对蛋白核小球藻的时间毒性微板分析法

抗生素在不同的暴露时间可能具有不同的毒性变化规律。本文以蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)为受试生物,96孔微板为暴露实验载体,5种抗生素硫酸安普霉素、氯霉素、双氢链霉素、硫酸新霉素和硫酸链霉素为研究对象,通过在C.pyrenoidosa生长周期内选取6个暴露时间节点(即0、12、24、48、72和96 h),建立了抗生素在不同暴露时间对C.pyrenoidosa生长抑制毒性的微板测试方法(简称T-MTA),并应用T-MTA方法系统测定了5种抗生素对C.pyrenoidosa在不同暴露时间的生长抑制毒性。结果表明,抗生素对C.pyrenoidosa生长抑制毒性具有明显的时间依赖特征,即在开始的时候基本无毒性,而后毒性迅速增加,然后毒性增加速度减慢;不同抗生素的毒性随着暴露时间的延长增加速率不同;同一暴露时间内,5种抗生素对C.pyrenoidosa的毒性大小不同;且毒性顺序随着暴露时间延长而发生变化。     

三氯生对青海弧菌Q67和人乳腺癌细胞MCF-7的时间毒性

三氯生(triclosan,TCS)是一种广谱性抗菌剂,2005年欧盟水框架指令将TCS列为一种新型污染物。目前对TCS的研究局限于急性毒性实验,关于TCS毒性随时间的变化以及不同溶解状态下TCS的毒性差异的研究却鲜有报道。应用以96孔微板为暴露反应载体的微板毒性分析法,添加氢氧化钠(NaOH)或使用二甲亚砜(DMSO)作为助溶剂溶解TCS,分别测定其对青海弧菌Q67的相对发光抑制毒性(15min急性毒性和时间毒性)和对人乳腺癌细胞MCF-7在不同暴露时间(24、48和72h)内的细胞增殖抑制毒性。Q67的急性毒性实验结果表明,碱性条件下TCS的毒性(EC50=3.97(10-8mol.L-1)大于DMSO作为助溶剂时的毒性(EC50=1.68(10-4mol.L-1)。无论碱性条件还是DMSO助溶,TCS在不同暴露时间内对Q67的时间毒性没有明显差异。在不同暴露时间下MCF-7增殖抑制率实验中,DMSO作为助溶剂时,TCS的最高实验浓度为1.46(10-3mol.L-1,随着暴露时间的延长,抑制率在24、48和72h时分别为27.8%、44.2%和62.4%;碱性环境时TCS的最高实验浓度为1.39(10-6mol.L-1,随着暴露时间的延长,抑制率在24、48和72h时分别为20.2%、55.8%和73.9%。研究表明,在DMSO和NaOH作为助溶剂的条件下,TCS对MCF-7均存在时间毒性差异,并且NaOH碱性溶液中TCS对MCF-7的毒性远大于DMSO作为助溶剂时的毒性。     

3种酰胺类除草剂对斑马鱼不同生长阶段的急性毒性效应

为探明酰胺类除草剂对鱼类不同生长阶段的毒性效应,分别以斑马鱼胚胎、8日龄仔鱼、55日龄幼鱼和3月龄成鱼为受试对象,研究3种酰胺类除草剂乙草胺、丙草胺和丁草胺对斑马鱼(Danio rerio)不同生长阶段的毒性效应。研究发现,高浓度乙草胺、丙草胺和丁草胺均可抑制斑马鱼胚胎的孵化。乙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为5.82、1.34、3.00、1.44 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼成鱼幼鱼胚胎。丙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 hLC50值分别为2.79、2.02、2.26、2.01 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼、成鱼幼鱼胚胎。丁草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为1.73、0.919、3.37、1.19 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼成鱼胚胎幼鱼。研究结果表明,酰胺类除草剂对斑马鱼4个典型生长阶段的毒性差异较大,仔鱼阶段对酰胺类除草剂最敏感,成鱼其次。     

22种常用除草剂对蚯蚓(Eisenia fetida)的急性毒性

为评价农药对土壤动物的影响,采用滤纸法和人工土壤法测定了22种常用除草剂对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性.滤纸法染毒48 h,特丁净、丙草胺、精异丙甲草胺、乙草胺和莎稗磷对蚯蚓为中等毒性,其LC50值为10.32(8310～12.23)～34.69(29.16～43.99) μg·cm-2;其次为...     

16种除草剂对家蚕的毒性评价研究(Toxicity Evaluation of Sixteen Herbicides to Bombyx mori)

采用食下毒叶法在室内测定了二甲戊乐灵、异丙甲草胺、草甘膦铵盐等16种除草剂对家蚕的急性毒性,并根据其毒性范围进行分极,评价了其对环境的安全性.结果表明,10%啶嘧磺隆可湿性粉剂96hLC50为5.58mg·kg-(1桑叶),属于高毒;50%草甘膦可溶粉剂和80%莠灭净可湿性粉剂96hLC50分别为68.17mg·kg-(1桑叶)和111.75mg·kg-1(桑叶),属于中毒;其它13种药剂的LC50>200mg·kg-(1桑叶),属于低毒.     

GC-MS测定土壤中阿特拉津、六氯苯等十种农药残留

建立了气相色谱-质谱-选择离子监测(GC-MS-SIM)同时测定土壤中10种农药(三嗪类除草剂、酰胺类除草剂和有机氯农药)的多残留分析方法.样品采用正己烷/丙酮(1:1,V/V)超声提取、氟罗里硅土柱层析净化、GC-MS-SIM测定.10种农药在0.01(0.02)-1.0(2.0)mg·l~(-1)范围内线性良好,相关系数介于0.9963-0.9998之间;在10,50和250 ng·g~(-1)添加水平下,平均回收率介于81%-117%之间,相对标准偏差均小于14.4%;方法检出限达到ppb至sub-ppb级(0.1-1.3 ng·g~(-1)).将此方法应用于辽宁省不同性质土壤中70个实际土壤样品的分析,阿特拉津、乙草胺、六氯苯、丁草胺、狄氏剂和艾氏剂有检出,该法对不同性质土壤具有广泛适用性.     

7种农药对管氏肿腿蜂的毒性及初级风险评价

为评估农药对寄生类自然天敌昆虫的安全性,选择管氏肿腿蜂(Scleroderma guani Xiao et Wu)作为受试生物,采用管测药膜法测定了3种杀虫剂、2种除草剂、2种杀菌剂对其致死效应,并根据田间推荐剂量计算暴露量,采用风险商值HQ对杀虫剂进行风险评估。结果显示,与空白对照比较,3种杀虫剂均具明显毒性作用,其中丁硫克百威、吡虫啉和呋虫胺对管氏肿腿蜂的24 h半致死量(24 h-LR50)分别为5.11、2.92和0.06 g a.i.·ha-1,农田内风险商值分别为60.23、16.64和3 105。除草剂和杀菌剂在3倍最大田间推荐剂量作用下,24 h管氏肿腿蜂死亡率均小于50%。上述结果表明,在田间推荐用量下,3种杀虫剂对管氏肿腿蜂的初级风险评价为存在高风险,建议进一步开展高级阶段风险评估或者采取合理的风险管理措施来降低风险;除草剂和杀菌剂对管氏肿腿蜂的风险可接受。     

2种除草剂联合胁迫下日本青鳉的逐级行为响应(The Stepwise Behavioral Responses of the Japanese Medaka under the Joint Stress of Two Herbicides)

探讨了日本青鳉在两种除草剂阿特拉津和百草枯联合暴露下的逐级行为响应,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs)记录行为强度数据,分析不同暴露浓度、不同暴露时间日本青鳉的行为响应.10、5、1和0.1TU的暴露浓度下行为反应时间分别为:0.74、7.7、29.4和42.2h,而每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显.结果表明:在两种除草剂的暴露下,日本青鳉的逐级行为响应既受化合物浓度高低的影响,又受暴露时间的影响,而且每个浓度两种药物不同配比暴露下的青鳉鱼的逐级行为响应基本一致,每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显,即两种作用机制不同的除草剂对日本青鳉的行为毒性是协同作用.     

绿黄隆、甲黄隆在江苏省农区5种土壤中残留活性的研究

采用改进的玉米主根长土培生测法，研究绿黄隆、甲黄隆在江苏省典型农区土壤中残留活性。结果表明，两种除草剂在５种土壤中剂量与玉米主根长抑制率之间皆达极显著相关，土壤ｐＨ和有机质含量是主要影响因素，碱性轻质土壤中活性较高，酸性重质土壤中活性较低，活性大小顺序为：黄潮土＞高沙土＞砂姜黑土＞滨海盐土＞太湖水稻土。