绿麦隆、阿特拉津单一与复合污染对蚯蚓的毒性效应研究

以赤子爱胜蚓为研究对象,采用滤纸急性毒性实验研究了农药绿麦隆、阿特拉津对蚯蚓的单一和复合毒性效应。单一毒性实验表明,绿麦隆与阿特拉津单独存在时,均对赤子爱胜蚓产生毒性。阿特拉津对蚯蚓的毒性大于绿麦隆,绿麦隆和阿特拉津48h的半致死质量浓度分别为189.64和43.33mg·L-1。复合毒性实验表明,绿麦隆与30mg·L-1和40mg·L-1的阿特拉津复合,其48h的半致死量分别为116.03和48.14mg·L-1。绿麦隆和阿特拉津的复合污染对蚯蚓具有明显的协同作用,而这种协同作用与污染物的质量浓度有关。     

水体阿特拉津残留对千屈菜的毒性效应

为向水体污染的植物修复技术提供依据,采用营养液水培法研究5个阿特拉津浓度(1、2、4、8和16 mg L-1)下千屈菜鲜重增量、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、根系活力和叶绿素含量等的变化差异.结果表明,阿特拉津胁迫下,千屈菜在实验浓度范围内均可存活和生长;但鲜重增量、RWC、叶绿素含量均有不同程度的下降,根系活力和POD活性降低,同时MDA含量上升,膜脂过氧化程度加剧.阿特拉津浓度越高,其对千屈菜的毒性越高.1 mg L-1处理下,除POD活性外植物其他生长和生理指标均与空白对照无显著差异;但16 mgL-1处理下,鲜重增量、MDA含量和POD活性则显著低于正常水平.由于阿特拉津的降解,这种不良影响随处理时间的延长而减弱.千屈菜对低浓度阿特拉津(≤1 mg L-1)具有较高耐受性.     

贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估

选取我国贵州省某矿区典型的重金属复合污染土壤开展28 d慢性毒性暴露试验,以蚯蚓体内2种抗氧化酶活性——过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)、8-羟基脱氧鸟苷(8-ODHG)和金属硫蛋白(MT)含量为生物指标,评估了以上生物指标与土壤重金属含量的相关性,探讨该研究方法用于矿区土壤重金属生态风险评估的可行性。结果表明,CAT和SOD在暴露周期内均出现先诱导后抑制的动态响应过程,表明蚯蚓通过提高CAT和SOD的活性来清除机体因污染胁迫而产生的自由基,以适应环境变化,在毒性缓解后,蚯蚓体内代谢产物的积累抑制了抗氧化氢酶活性,CAT和SOD活性下降并趋于稳定。暴露于重金属污染亚致死浓度时,蚯蚓体内的8-OHDG含量随着暴露时间的延长显著降低,随着暴露浓度的增加,损伤存在由低到高的转变。在28 d暴露周期内,蚯蚓体内MT在重金属胁迫下发挥了解毒作用,MT含量在蚯蚓暴露后第7天增加,随后逐渐降低。本文基于生物毒性试验综合评估了矿区典型重金属污染土壤的生态风险,研究结果对指导重金属复合污染土壤的修复与再利用具有重要意义。     

沉水植物对阿特拉津胁迫的毒理响应

为揭示在阿特拉津胁迫下沉水植物生长及其与谷胱甘肽代谢途径的关系,通过培养实验研究了沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对0、0.5、1.0和2.0 mg·kg~(-1)阿特拉津的吸收特性,并对不同培养时期沉水植物的鲜重、总谷胱甘肽含量(T-GSH,即还原型谷胱甘肽GSH和氧化型谷胱甘肽GSSG之和)、GSH/GSSG比值及其形态变化、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性进行了测定。结果表明:沉积物阿特拉津初始浓度越高,植物体内阿特拉津浓度也越高。在培养60 d内,添加的阿特拉津对2种沉水植物的生长均产生显著抑制作用(P0.05)。在阿特拉津胁迫60 d后,各处理植物体内GSH/GSSG比值有所回升,其GR和GST活性均高于空白对照组。处理组植物体内GR和GST活性在30 d时达到最高值。与此同时,GSH脱去谷氨酸后能与阿特拉津形成共轭物。以上结果提示,≤2 mg·kg~(-1)阿特拉津在培养前60 d内会对植物生长产生抑制,但在90 d时植物会从伤害中恢复过来。沉水植物体内的谷胱甘肽在GR和GST作用下,对阿特拉津及其产生的活性氧具有一定去除作用,并通过控制酶活使植物体保持一定的GSH含量;另一方面,GSH可以与阿特拉津结合形成新的共轭物,以此缓解阿特拉津对沉水植物的毒害。     

丁草胺和乙草胺对蚯蚓CAT和SOD活性的影响

研究土壤中丁草胺和乙草胺对蚯蚓抗氧化酶系CAT和SOD的影响.结果表明,随着暴露时间的延长,蚯蚓体组织的CAT和SOD活性先增大后降低,与对照相比,蚯蚓CAT和SOD活性表现为低浓度诱导和高浓度抑制;在一定暴露时间内,随着丁草胺和乙草胺浓度的增加,CAT和SOD活性呈抛物线型剂量-效应相关关系;丁草胺和乙草胺暴露浓度与蚯蚓CAT和SOD活性均呈现出抛物线型暴露时间-胁迫效应的相关关系.不同酶对毒性效应的响应域值不同,其敏感性大小为:SOD>CAT.根据两个指标对污染物浓度响应域值的不同,建立剂量-效应关系与时间-效应关系.     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。     

不同温度条件下呋喃丹对赤子爱胜蚓体内蛋白含量以及SOD和AChE活性的影响

采用滤纸法研究不同温度下呋喃丹对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)死亡率、体内蛋白含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响.研究发现,10 ℃下,蚯蚓体内蛋白含量在30 mg·L-1呋喃丹处理时略有升高,而后随时间和浓度的升高,蛋白含量则随之降低;各浓度处理组的SOD活性值基本上高于对照组,48和72 h的SOD活性比24 h时平均提高220%和148%.时间和浓度对蛋白含量和SOD活性的影响达到极显著(P＜0.01).而在20 ℃下,蚯蚓体内蛋白含量和SOD活性变化规律均不明显,表明当温度升高时,呋喃丹对蚯蚓生理生化指标的作用更趋于复杂.在2种温度下,农药对蚯蚓体内AChE活性都具有明显抑制作用,AChE活性在处理时段内的最高降低率为90%.结果表明:温度对蚯蚓死亡率、蛋白含量以及SOD和AChE活性影响显著,AChE可以作为一个稳定的生物监测指标用于评价农药对土壤环境的污染影响.     

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。     

过氧化氢和一氧化氮在小球藻抗阿特拉津胁迫中的作用

过氧化氢(H_2O_2)和一氧化氮(NO)作为信号分子,可调节植物生长、发育以及应对外源性胁迫。利用过氧化氢酶(CAT)以及NO清除剂(PTIO),研究了除草剂阿特拉津(atrazine,100μg·L~(-1))影响小球藻生长的机理,并分析内源性H_2O_2和NO在小球藻抗除草剂胁迫中的作用。研究结果表明,阿特拉津在诱发小球藻细胞死亡的过程中,不同程度促发了H_2O_2和NO生成;外源CAT可通过清除H_2O_2和诱导NO来缓解阿特拉津对小球藻的生长抑制;PTIO与阿特拉津的联合实验进一步证实,小球藻体内的NO诱导与H_2O_2的爆发无关,它们之间的合成没有相关性。因此,除草剂阿特拉津主要通过诱导小球藻体内的H_2O_2爆发来破坏藻细胞,抑制其生长,与NO的信号传递无关。     

非致死剂量的四溴双酚A胁迫下蚯蚓的生长和抗氧化防御反应

以自然土壤为介质,考察赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生长抑制率、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽转移酶(GST)活性等指标,进行了急性(14 d)、亚急性(28 d)暴露下四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)非致死剂量胁迫对蚯蚓的生长和抗氧化防御效应研究。结果表明:在急性试验中TBBPA对蚯蚓的生长抑制均存在显著的剂量效应关系,而在亚急性暴露期,400 mg·kg~(-1)时显著抑制蚯蚓的生长(P<0.05);TBBPA对蚯蚓体内蛋白含量影响,在急性试验中各处理间差异不显著(P=0.712),进入亚急性期蛋白质含量在400 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P=0.039,P<0.05);TBBPA对蚯蚓SOD酶活性的影响,在急性试验中50 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P<0.01),在亚急性试验中400 mg·kg~(-1)时SOD酶活性显著升高(P<0.05);TBBPA对蚯蚓GST酶活性影响,在急性试验中400 mg·kg~(-1)时呈现显著诱导效应(P<0.05),在亚急性期各处理间差异不显著(P=0.428)。蚯蚓生长抑制率、蛋白质含量、体内各生化酶系对TBBPA暴露的时间效应和剂量效应的敏感性存在不同程度差异,应依据污染暴露指标的有效性和敏感性选择多时间段检测和多指标进行土壤安全评价诊断。