多壁碳纳米管存在环境下Pb、Zn对斑马鱼毒性的变化(The Change of the Toxicity of Pb and Zn on Zebrafish in the Case of the Existence of Multi-Walled Carbon Nanotubes)

研究了重金属铅、锌对斑马鱼的急性毒性效应及在人工碳纳米材料——多壁碳纳米管存在环境下,铅、锌对斑马鱼毒性的变化.结果显示,随着铅(Pb(NO3)2)、锌(ZnSO4)浓度的增加以及染毒时间的延长,斑马鱼死亡率逐渐增加;单一多壁碳纳米管悬液(10mg·L-1)对斑马鱼无明显毒性效应.Pb和Zn对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为5.38mg·L-1、3.99mg·L-1、3.83mg·L-1和26.37mg·L-1、21.39mg·L-1、20.62mg·L-1;在多壁碳纳米管存在条件下,二者对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为2.74mg·L-1、2.26mg·L-1、2.15mg·L-1和21.85mg·L-1、17.17mg·L-1、16.77mg·L-1.多壁碳纳米管存在条件下铅、锌对斑马鱼的LC50显著降低,提示碳纳米材料可能会增加重金属对水生生物的毒性.     

诺氟沙星(Norfloxacin)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长及抗氧化酶活性的影响

以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为实验材料,研究了喹诺酮类药物诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对小球藻生长及抗氧化酶活性的影响.结果表明,NFLX对小球藻的96hEC50为30.78mg·L-1,属于低毒.NFLX暴露对小球藻谷胱甘肽硫转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)具有显著影响,当NFLX浓度高于30mg·L-1时,小球藻GST活性受到显著诱导,并随NFLX浓度增加而显著升高,而小球藻CAT活性随NFLX暴露浓度的升高表现出先诱导后抑制现象.NFLX对谷胱甘肽(GSH)和7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响较弱.在低浓度NFLX暴露下,GST和CAT可作为NFLX暴露的生物标记物.     

羧基化多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的生物学效应研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,因而不可避免地进入水环境中,对水生生态系统造成潜在的影响。羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)作为功能化多壁碳纳米管的一种,其应用亦非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验研究了MWCNTs-COOH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明:1)MWCNTs-COOH在中高浓度以下(≤20 mg·L~(-1))未对C.pyrenoidosa生长造成影响;2)暴露96 h后,中、高浓度(10、20 mg·L~(-1))促进C.pyrenoidosa细胞可溶性蛋白的合成,但在高浓度(≥40 mg·L~(-1)),MWCNTsCOOH对C.pyrenoidosa造成毒性效应;3)随着MWCNTs-COOH浓度的增加,C.pyrenoidosa细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,C.pyrenoidosa细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤。     

纳米二氧化钛和单壁碳纳米管对普通小球藻生长的抑制效应(Effects of Nano-TiO2 and Single-Walled Carbon Nanotubes on the Growth of Chlorella vulgaris)

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题引起了社会各界的广泛关注.采用污染物藻类毒性测试的标准实验方法,研究了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和单壁碳纳米管(SWCNTs)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的抑制效应.结果表明,在0.01～500mg·L-1浓度范围内,nano-TiO2对普通小球藻的生长没有明显的抑制现象,而SWCNTs却对普通小球藻的生长存在明显的抑制效应,其96h半效应浓度(96h-EC50)为261.5mg·L-1.光学和电子显微镜观察发现,与nano-TiO2相比,SWCNTs能够发生凝聚并吸附大量的普通小球藻细胞,因此严重抑制了普通小球藻的正常生长.     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斜生栅藻的致毒效应研究

为了评估邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对水生生物的毒性效应,采用室内培养的方法,研究了DBP对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应.实验设置5个暴露组(5、10、20、50、100mg·L-1)和1个对照组(0mg·L-1),暴露96h后分别测定DBP对斜生栅藻生长量、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生理生化指标的影响.结果表明,各暴露组DBP对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随DBP暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,显示出明显的剂量-效应关系.DBP对斜生栅藻的24、48、72、96h的EC50值分别为3.31、15.49、1.95、2.21mg·L-1.叶绿素a、b及类胡萝卜素含量随着DBP暴露浓度的增大呈现相同的变化趋势,均为低浓度(5～10mg·L-1)上升,高浓度(10～100mg·L-1)下降.随DBP暴露浓度的增大,斜生栅藻SOD活性表现为先激活后抑制,在20mg·L-1时SOD活性达到最大值(与对照比较,p<0.05);当DBP暴露浓度≥10mg·L-1时,MDA含量随DBP浓度的增大显著增加(与对照比较,p<0.05,p<0.01).     

多壁碳纳米管对小鼠肺脏和肝脏组织SOD活力和GSH含量的影响

为了研究多壁碳纳米管(MWCNTs)对小鼠肺脏和肝脏组织抗氧化系统的影响,将20只雄性昆明小鼠随机分成4组,采用腹腔注射进行一次性染毒,其中3个染毒组分别腹腔注入0.1、0.2、0.4mg·mL-1的多壁碳纳米管(粒径20～40nm)悬液1mL,对照组注入等体积生理盐水,染毒5d后测定肺脏和肝脏组织匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)活力、还原型谷胱甘肽(GSH)含量.结果表明,随着多壁碳纳米管染毒浓度的升高,小鼠肺脏和肝脏组织SOD活力、GSH含量均呈逐渐降低趋势;在实验浓度(0～0.4mg·mL-1)下,SOD活力、GSH含量与多壁碳纳米管染毒浓度呈明显的剂量-效应关系.以上结果表明多壁碳纳米管对小鼠肺脏和肝脏抗氧化系统具有一定程度的抑制作用。     

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。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)和多壁碳纳米管(MWCNTs)复合对斑马鱼外周血红细胞DNA的损伤

为了评价全氟辛烷磺酸(PFOS)和多壁碳纳米管(MWCNTs)对水环境及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PFOS和MWCNTs复合对斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤。将成年斑马鱼暴露于PFOS(0.2、0.4、0.8、1.6 mg·L-1)、MWCNTs(50 mg·L-1)、PFOS+MWCNTs(0.2+50、0.4+50、0.8+50、1.6+50 mg·L-1)和对照溶液中30 d后,断尾取血进行微核试验和彗星试验。结果表明:PFOS和MWCNTs均可造成斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤。1.6 mg·L-1PFOS处理组的微核率、Olive尾矩及尾长分别为(36.3±0.25)‰、(87.91±14.90)μm和(250.49±34.71)μm。PFOS与MWCNTs复合后,斑马鱼外周血红细胞的DNA损伤效应明显降低。复合处理组斑马鱼外周血红细胞的微核率、Olive尾矩及尾长均低于PFOS单独处理相。1.6 mg·L-1复合处理组的微核率、Olive尾矩及尾长比PFOS单独处理组分别降低了24.7%、68.9%、52.4%。因此,在实验浓度范围内,MWCNTs可以降低PFOS对斑马鱼外周血红细胞的DNA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。     

杀虫剂三唑磷对沼水蛙（Hylarana guentheri）蝌蚪的遗传毒性研究

采用微核试验和单细胞凝胶电泳技术(彗星试验)检测了不同浓度(0、0.2、0.4、1.2、2.0、2.8mg·L-1)的三唑磷溶液对沼水蛙蝌蚪遗传毒性的影响.结果表明,当三唑磷染毒24h(≥1.2mg·L-1)及72h(≥0.2mg·L-1)后,蝌蚪微核率和核异常率比对照组均有极显著的提高.在同一时间下,随着三唑磷浓度的增大,蝌蚪微核率和核异常率总体上随之增加;在同一浓度下,随着染毒时间的增加,低浓度组(≤0.4mg·L-1)微核率出现逐渐升高趋势;高浓度组(≥1.2mg·L-1)微核率则先增加后降低.染毒24h后,彗星试验的各项指标Tail Length、Comet Length、Tail Moment和Olive Tail Moment均随三唑磷浓度的增加而增加,并呈现极显著的剂量-效应关系.当三唑磷浓度达到0.2mg·L-1时,与对照组相比,DNA总体损伤水平(Comet Assay Tail Factor)显著提高.实验表明三唑磷对蛙类蝌蚪会造成一定的遗传损伤,微核试验和彗星试验在检测污染物对蝌蚪的遗传毒性方面具有较大的应用价值.     

己烯雌酚与四溴双酚A对小球藻生长效应的影响（Effects of Diethylstilbestrol and Tetrabromobisphenol A on Growth of Chlorella pyrenoidosa）

采用化学品对藻类毒性测试的标准试验方法,分别研究了己烯雌酚和四溴双酚A单组分对小球藻生长及光合色素含量的影响,并用相加指数法评价了己烯雌酚和四溴双酚A双组分对小球藻的联合毒性效应.结果表明,藻细胞密度和光合色素含量随己烯雌酚和四溴双酚A浓度增加而明显下降,且均表现出较好的浓度-效应关系,其对小球藻的96h-EC50值分别为0.0248mg·L-1和0.0455mg·L-1;两者对小球藻96h的联合毒性效应为拮抗作用.     

纳米二氧化铈对蛋白核小球藻和大型溞的毒性及其在大型溞体内的形态转化

随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的应用日益广泛。同时,这类具有独特物理化学特性的微小颗粒对环境和健康的影响引起了人们的关注。本工作参考国际经济合作与发展组织(OECD)化学品生态毒理测试方法,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为受试生物,研究了CeO_2纳米颗粒暴露对小球藻生长、叶绿素含量和细胞内活性氧水平以及大型溞运动能力的影响,分析了大型溞体内铈的形态。随着暴露浓度的升高和时间延长,CeO_2纳米颗粒逐渐抑制小球藻的生长,导致叶绿素水平的降低和活性氧水平升高。暴露96 h后,CeO_2纳米颗粒对小球藻生长的EC50为30.4 mg·L-1,而对大型溞活动抑制的24 h、48 h-EC50分别为430.2 mg·L-1和142.7 mg·L-1。根据中华人民共和国环境保护行业标准中的毒性分级标准,CeO_2纳米颗粒对小球藻属于中毒性物质,对大型溞属于低毒性物质。CeO_2纳米颗粒在大型溞体内主要以Ce(IV)的形式存在,约有3%转化为Ce(III)。对CeO_2纳米颗粒的水生态效应给予足够重视并深入研究其毒性作用机制。     

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯对4种藻类生长的影响

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯~(-1)-羟基乙基)磷酸酯(敌百虫)为广谱杀虫剂,用途广泛,但对藻类的毒理学效应研究还有待完善。采用4种受试藻样,设置5个敌百虫浓度组(1、5、10、50和100 mg·L~(-1))和对照组,实验周期40 d,藻细胞的初始接种密度106cells·m L~(-1),光暗比12 h/12 h,24 h曝气,24 h磁力搅拌,实验温度25℃,p H 6.8,每隔24 h取样。结果表明:5 mg·L~(-1)、10 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)浓度的敌百虫对铜绿微囊藻和小球藻的生长有促进作用,其中以50 mg·L~(-1)浓度组的促进作用最为显著,促进作用主要表现在生长峰值的延后以及生长对数期的延长,而高剂量(100 mg·L~(-1))的敌百虫则有抑制藻生长的作用。取50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组以及铜绿微囊藻和小球藻作进一步深入研究,结果表明:50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组的叶绿素a含量峰值比对照组高30%,细胞体内的SOD、ATP含量都高于对照组。敌百虫的使用浓度通常在0.1~1.0 mg·L~(-1),低于本实验最佳浓度。本实验中1 mg·L~(-1)敌百虫对藻生长影响效果不明显。     

3种微藻对全氟烷基化合物的生物富集效应

全氟烷基化合物(perfluoroalkyl substances,PFASs)是一系列人工合成的新型有机污染物,由于长链的PFASs具有较高的生物蓄积性,短链PFASs逐渐作为替代品而被广泛利用。为探讨不同碳链长度的PFASs在水生浮游植物中的蓄积能力,选取7种PFASs为目标物,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物进行富集动力学实验,测定24 h时的生物富集因子(Bioconcentration factors,BCF)。结果表明,染毒浓度为10μg·L-1时,全氟癸烷羧酸的富集能力最强,在斜生栅藻、钝顶螺旋藻和蛋白核小球藻中的浓度分别为1 894 ng·g~(-1)、88.0ng·g~(-1)、990 ng·g~(-1)。3种微藻中全氟烷基磺酸的BCF均随碳链长度的增加而增大;全氟烷基羧酸的BCF基本遵循同样的规律,只是在钝顶螺旋藻体内,全氟己烷羧酸的BCF高于全氟辛烷羧酸。此外,PFASs在斜生栅藻中的浓度均高于蛋白核小球藻和钝顶螺旋藻,不同藻类的富集能力与其表面积、脂肪及蛋白质组成有关。     

6种硝基苯化合物对海洋生物的急性毒性研究（Study on the Acute Toxicity of Six Nitrobenzenes to Marine Organisms）

为研究硝基苯化合物对海洋生物的毒性,选择了6种代表性硝基苯化合物对小球藻(Chlorella vulgaris)、黑鲷(Sparus macrocep)幼鱼和螠蛏(Siliqua minima)幼体进行了急性毒性实验,获得了这些化合物对这些生物体的急性毒性数据及环境安全浓度.实验结果表明:2,4-二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、2,4-二氯硝基苯和邻二硝基苯对小球藻48h半数抑制浓度(EC50)分别为0.50、0.21、2.44和0.10mg·L-1,毒性顺序为邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二硝基甲苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒).2,4-二硝基氯苯、邻二硝基苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、对硝基苯胺和硝基苯对黑鲷幼鱼的96h半数致死浓度(LC50)分别为0.14、0.15、4.45、1.37、11.52和5.71mg·L-1,其安全浓度分别为:0.001、0.002、0.04、0.01、0.12、0.06mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(高毒)>硝基苯(高毒)>对硝基苯胺(中毒).2,4-二硝基氯苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、邻二硝基苯、硝基苯和对硝基苯胺对幼蛏的96h LC50分别为0.39、13.20、3.45、15.56、86.90和148.87mg·L-1,安全浓度分别为:0.004、0.13、0.03、0.16、0.87、1.49mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(中毒)>邻二硝基苯(中毒)>硝基苯(中毒)>对硝基苯胺(低毒).