尾矿库湿地重金属污染的生物富集特征及风险评价

为了评估和量化尾矿库湿地中重金属的污染水平,了解重金属的生物富集特征。以包头市昆都仑水库桃儿湾湿地为对照样地,分别采集水体、底泥和花背蟾蜍(Strauchbufo raddei)样品,采用电感耦合等离子发射光谱法测定重金属含量,对花背蟾蜍肌肉、皮、骨和肝脏中重金属含量进行对比分析,并采用目标危险系数对其组织中重金属风险进行评价。结果显示,尾矿库水体和底泥中重金属含量均有不同程度超标。尾矿库南侧湿地和昆都仑水库桃儿湾湿地花背蟾蜍肝脏中Cd、Cu和Pb含量明显高于其他组织,尾矿库湿地花背蟾蜍肌肉中Cd和Pb含量超出GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》和NY 5053—2005《无公害食品普通淡水鱼》标准限值,肝脏与骨的目标危险系数分别达4. 22和1. 15。研究表明,尾矿库湿地水体属轻度污染,主要为Cd污染;尾矿库湿地底泥污染属重污染,其中,以Zn、Pb污染为较严重。花背蟾蜍组织器官中Cu和Zn含量较高,且肝脏极易富集Cd、Cu、Zn和Pb,肝脏中Cu含量可以作为生物安全和生态保护领域的重金属污染警示指标。研究地区两栖类花背蟾蜍的肝脏和骨存在一定的食用风险,应引起相关部门重视。     

镉致蟾蜍肝、肾脂质过氧化损伤

以腹腔注射法对蟾蜍(Bufo gargarizans)给镉(按动物体重的质量分数分别给0．1mg kg^-1，0．2mg kg^-1，0．4mg kg^-1，0．8mg kg^-1的Cd)，处理7d后，测定其肝、肾丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)、谷胱甘肽-S转移酶(GSH—ST)的活性．结果显示，一定浓度的镉能引起肝、肾MDA含量明显增加，而GSH含量及SOD、CAT、GSH—ST酶的活性则显著下降．提示一定浓度的镉能引起蟾蜍肝、肾组织脂质过氧化损伤，使蟾蜍肝、肾抗氧化能力、抗诱变能力降低；脂质过氧化损伤可能与GSH的耗竭、抗氧化酶SOD、CAT等酶活性的降低有关．图6参16     

镉胁迫对不同镉富集能力海水养殖贝类抗氧化能力的影响——以扇贝和菲律宾蛤仔为例

为研究具有不同镉(Cd)富集能力的扇贝和菲律宾蛤仔在相同镉胁迫环境下的抗氧化能力反应的差异,将2种贝类于0.05mg·L-1Cd环境中暴露10 d,分别于第0天、2天、4天、6天、8天、10天分别取样检测内脏团中SOD、CAT、GPx、GST酶活性和GSH含量,同时分析内脏团中Cd的含量。结果表明,对于Cd胁迫组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD和CAT酶活反应相似,均呈先被诱导后被抑制的规律,且2种贝类的SOD和CAT活性差异较小。2种贝类内脏团中GSH含量、GST和GPx活性变化差异较大:扇贝内脏团中GSH含量显著降低(p0.05),GST和GPx活性均在第2天和第4天时处于显著诱导状态(p0.05),从第6天时处于抑制状态,而菲律宾蛤仔内脏团中GSH含量、GST和GPx活性在Cd暴露期间无显著变化,且2种贝类间比较,扇贝内脏团中GSH含量和GST活性在整个实验期间始终显著高于菲律宾蛤仔(p0.05),GPx活性从第4天开始高于菲律宾蛤仔;对于无镉污染的对照组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD、CAT和GPx活性无显著差异,但扇贝内脏团中GSH含量和GST活性显著高于菲律宾蛤仔,其中前者GSH含量约为后者的22倍。研究同时表明在相同镉环境下扇贝内脏团对Cd的富集浓度和富集速率均远高于菲律宾蛤仔。本研究明确了2种贝类在相同镉环境下的抗氧化反应的差异,推断出扇贝内脏团中高含量的GSH以及较高的GST和GPx活性可能在扇贝高富集、高耐受Cd方面起重要作用。     

高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的毒性作用

Cu(铜)和Zn(锌)是环境中最常见的重金属污染元素,为探究其对白星花金龟幼虫的毒性,采用滤纸接触法、人工土壤法和菌渣培养法研究了高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的生长及氧化胁迫效应。结果表明,滤纸接触法和人工土壤法中试验浓度Cu、Zn对白星花金龟幼虫死亡率无明显影响。菌渣培养法中虫体的取食抑制率和体重增长抑制率均与Cu、Zn浓度呈显著性正相关关系;Cu处理诱导了虫体可溶性蛋白含量的增加,抑制了SOD(超氧化物歧化酶)、GST(谷胱甘肽转移酶)的活性和MDA(丙二醛)的产生,对CAT(过氧化物酶)活性没有显著影响;Zn浓度为3 500和5 000 mg·kg-1的处理组可溶性蛋白含量被显著诱导、MDA含量被显著抑制,浓度为2 000和6 500 mg·kg-1处理组的SOD活性被激活(P0.05),Zn胁迫未对CAT、GST活性造成明显影响。表明Cu、Zn污染对白星花金龟幼虫生长具有毒性效应,在评价高浓度的重金属污染对虫体的毒性作用时,不能仅采用SOD、CAT、GST等指标作为标志物,需要综合其他指标进行分析。     

双酚A对紫背浮萍生长和光合色素及抗氧化系统影响

以紫背浮萍为实验对象,探究双酚A(bsiphenol A, BPA)对其生长、光合色素含量、抗氧化系统和渗透压调节物质的影响。结果表明,不同浓度(0、1、5、20和50 mg·L~(-1))BPA连续暴露7 d后,与对照组相比,随暴露浓度升高,紫背浮萍湿重和叶绿素含量呈现先显著增加后降低的趋势;暴露组过氧化氢(H_2O_2)含量和抗超氧阴离子自由基活性显著降低;丙二醛(MDA)含量在20和50 mg·L~(-1)组显著升高;暴露组抗氧化酶活性包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和总抗氧化能力(T-AOC)均低于对照组;谷胱甘肽(GSH)含量在高浓度组显著升高,20 mg·L~(-1)组可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白含量在中高浓度组显著增加。研究表明,中低浓度BPA会提高紫背浮萍光合色素含量,有机物积累增多,促进其生长;但随BPA浓度不断升高,紫背浮萍体内产生氧化损伤,抗氧化酶活性及叶绿素含量降低,生长受到抑制。本研究结果将为BPA污染控制及对水生植物生态毒性效应评价提供理论基础。     

太湖复合污染胁迫下生物体抗氧化标志物的响应

采用清洁地饲养鲫鱼(Carassius auratus)为监测对象,采取主动生物监测法(ABM)对太湖北部湾复合污染区梅梁湖与贡湖进行为期3周的生物监测.结果表明,在有机、重金属复合污染条件下鲫鱼肌肉组织中抗氧化酶谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GP_X)与谷胱甘肽硫转移酶(GST)对污染物胁迫反应敏感,实验初期GSH出现显著抑制,而GP_X与GST出现显著诱导(P<0.05),实验后期均出现一定程度恢复,各监测点之间抗氧化酶没有表现出显著的差异.IBR综合分析表明,重金属离子对生物体抗氧化综合生物效应贡献最大,同时,浅水湖泊中风场的扰动影响不可忽略.     

中华圆田螺抗氧化-代谢酶系统对转cry1Ab/Ac基因抗虫水稻的响应

对生长在不施农药转Bt基因抗虫水稻华恢1号(HH1)、非Bt稻明恢63(MH63)及施药的明恢63(MH63C)3种稻田生境中的中华圆田螺抗氧化系统物质(SOD、CAT、GSH-PX、GSH)及代谢酶(GST、ACP)差异进行了研究.结果表明:HH1稻田生境田螺肝脏和鳃SOD、CAT、GSH-PX活性均高于MH63稻田,其中SOD和CAT活性差异极显著(p＜0.01);肝脏GSH含量和GST活性在HH1和MH63稻田生境中差异不显著;HH1稻田生境中田螺肝脏ACP活性显著高于MH63稻田生境组(p＜0.01).对于MH63C和MH63组,MH63C稻田生境田螺肝脏中SOD、CAT和GST活性均显著提高,而鳃GSH-PX、GST活性和GSH含量在MH63C生境组表现为明显提高.由此可见,转Bt水稻生境可提高田螺抗氧化能力,对解毒酶系统活性没有明显影响,即对田螺未产生明显的毒副作用;而施用农药明显激活田螺抗氧化系统和解毒代谢酶活性.     

铜离子对中国花鲈幼鱼的毒性研究

为给中国花鲈(Lateolabrax maculatus)养殖提供污染生物学的理论数据,研究了中国花鲈幼鱼的铜离子中毒症状和半致死浓度(LC50);检测了幼鱼肝脏的谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力;分析了铜离子胁迫对...     

土壤重金属镉、铅及其复合污染对羊蹄(Rumex japonicus Houtt)生长及其抗性生理指标的影响

为探究重金属Cd、Pb及其复合污染对植物的生长及生理的影响,选用乐安河湿地优势乡土植物羊蹄(Rumex japonicus Houtt),采用室内土培盆栽实验,分别设置不同的Cd、Pb单因素及其双因素复合污染水平,研究羊蹄的生物量、株高等生长指标及植物组织中丙二醛(MDA)、可溶性糖等抗性生理指标的变化特性。结果表明:随着Cd、Pb污染胁迫浓度的增加以及胁迫时间的延长,羊蹄的生物量及株高均受到显著(P0.05)抑制,且Cd+Pb双因素复合污染胁迫的抑制作用大于单因素Pb或Cd的污染胁迫;羊蹄植物组织中的MDA含量及可溶性糖含量随Cd、Pb污染胁迫强度的增加及胁迫时间的延长显著增加(P0.05);在盆栽土壤中单因素Cd或Pb的高浓度胁迫下,羊蹄的自我调控能力显著增强(P0.05),MDA含量下降。不同污染水平的单因素Cd、Pb及Cd+Pb双因素复合污染胁迫对羊蹄可溶性糖含量的影响均存在显著性(P0.05)差异。     

壬基酚聚氧乙烯醚暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的生理损伤

利用急性接触试验和人工土壤试验分别研究了壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的致死性和氧化损伤.急性接触试验结果显示,NPEO对赤子爱胜蚓的48 h毒性半致死剂量p（48 h,LD50）为0.58 mg·L^-1;人工土壤试验结果显示,NPEO可诱导赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和氧化产物（MDA）含量上升,暴露28 d时,NPEO浓度与赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和MDA含量呈正相关,且均存在显著的剂量-效应关系（P＜0.05）,NPEO剂量增加对赤子爱胜蚓SOD酶活性和Cu-Zn SOD酶活性有轻微抑制作用.以上结果表明NPEO在亚致死暴露浓度下＜0.50 mg· kg^-1）会对赤子爱胜蚓产生生理胁迫并导致一定程度的氧化损伤.     

Species and distribution of rare earth elements in the Baotou section of the Yellow River in China

This paper analyses the contents and species distributions of rare earth elements (REEs) in the water-suspended particulate-sediment system of the Baotou section of the Yellow River, China, with known anthropogenic REE input from industrial discharges. The major forms of REEs were suspended and dissolved in the mainstream and the tributaries of the Baotou section, respectively. The concentrations of the dissolved and suspended REEs had the same trends in the overlying water along the mainstream, which increased from the Seqi section (site A) to the mouth of the Sidaosha River (site D), reaching a maximum value at site D, and tending to decrease thereafter. The contents of REEs in sediment cores showed enrichment with light rare earth elements (LREEs). The bound to carbonates and to Fe–Mn oxides are the major forms of REE in the secondary phase and the REE exhibited LREE enrichment pattern and moderate Eu depletion in suspended particulates and surface sediments. The contents and species distributions of REEs in the water-suspended particulate-sediment system of the Baotou section suggest that the anthropogenic source of REEs from Baotou city have enhanced REE accumulation to the Baotou section. This information is important for predicting possible pollution resulting from anthropogenic REE input into rivers.     

Antioxidant enzymatic activities and lipid peroxidation in liver and ovary of zebrafish (Danio rerio) exposed to deltamethrin

Deltamethrin (DM) is being used as a substitute for organochlorines and organophosphates in pest control because of its low environmental persistence and toxicity. But it has become an environmental contaminant as it has been used widely. In this study, we investigated the effect of DM (technical grade) on the antioxidant system of adult zebrafish. For this, six-month-old fish were exposed to 2, 4 and 6?μg/L of DM for 96?h. The tissues selected were liver and ovary. Our data showed that exposure to DM increases CAT (catalase), SOD (superoxide dismutase), GPx (glutathione peroxidase, antioxidant enzymes), LPO (lipid peroxidation, non-enzymatic antioxidant) and GST (glutathione S-transferase, detoxifying enzyme) in liver and ovary. Increased GST could detoxify the toxicant; still there could be enough DM to cause oxidative stress. It appears from our study that zebrafish used compensatory mechanisms in eliminating reactive oxygen species. These data will be useful as oxidative stress is being used as a biomarker for aquatic pollution.     

黄河三角洲湿地研究进展

从湿地研究内容和研究方法两方面,回顾了近10年来黄河三角洲湿地研究的成果。在这10年间,黄河三角洲湿地研究的内容和范围明显拓宽,主要研究内容包括湿地修复、湿地评价、湿地管理等。研究方法日趋先进成熟,模型模拟、遥感动态监测及3S等新技术和方法得到广泛应用。文章在分析黄河三角洲湿地的研究现状和特点的基础上,对未来研究趋势和热点进行了展望,认为未来黄河三角洲湿地的研究重点应在湿地演化机制与恢复、湿地对环境变化的响应与反馈、湿地动态监测、湿地保护技术等方面。     

硫酸锰废渣浸出液对斑马鱼的毒性及抗氧化酶活性的影响

已有研究表明,堆积在湘西花垣河河岸的硫酸锰废渣含有多种重金属,可能是导致花垣河河水和沉积物重金属污染的主要原因.为了评价硫酸锰废渣的潜在生态风险和对水生动物的毒性,本研究分析了硫酸锰废渣浸出液中的主要重金属成分,用漫出液对斑马鱼进行了急性毒性实验,观察在急性胁迫下斑马鱼的体征变化,测定了斑马鱼在亚致死浓度下的生化指标的...     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

广东鲂幼鱼对铜、镉胁迫的氧化应激响应及其指示意义

广东鲂（Megalobrama terminalis）是具重要经济价值的珠江流域特有鱼类,已列入国家级水产种质资源保护品种。近年来,随着河流固有生境持续破坏,重金属等水体污染问题不断加剧,以广东鲂为代表的当地特有鱼类资源急剧下降。文章以铜、镉暴露对广东鲂幼鱼48 h的半致死浓度值LC50暴露浓度强度为1个毒性单位（TU）为基准,以室内静水实验法研究了铜、镉离子在低效应浓度、中效应浓度、高效应浓度（分别对应于0.01 TU、0.03 TU和0.11 TU）胁迫对广东鲂幼鱼的氧化应激效应,以期找出适宜的生物标记物,完善珠江水域污染评价与预警体系。结果显示,广东鲂幼鱼MDA、GSH、T-AOC、SOD和CAT（以Pr计）随暴露浓度及暴露时间发生变化,其范围分别在1.08~7.34 nmol·mg-1、0.42~22.82 mg·g-1、0.10~1.32 U·mg-1、2.45~13.24 U·mg-1和0.01~0.09 U·mg-1之间。其中,GSH、MDA和T-AOC在铜、镉暴露后第1天迅速响应至高值,相应的各浓度处理组明显高于对照组。曲线回归结果显示,GSH与暴露浓度c（以TU量计）之间呈显著的二次曲线关系,拟合方程为GSH=-2112（c-0.084）2＋18.1,r=0.847,n=10,P=0.012,暴露浓度阈值为0.084 TU。SOD和CAT则在暴露后第4天响应至高值。曲线回归结果显示, SOD 与 c 及 CAT 与 c 之间均呈显著的二次曲线关系,拟合方程分别为SOD=-2073（c-0.059）2＋14.3,r=0.840,n=10,P=0.014;CAT=-21.2（c-0.056）2＋0.102,r=0.877,n=10,P=0.006,相应的暴露浓度阈值分别为0.059 TU和0.056 TU。与暴露浓度呈显著的二次曲线关系的各指标中,GSH响应最为迅速,SOD和CAT的响应最为灵敏,加之SOD与CAT相关性极强,表明GSH、SOD和CAT这3种氧化应激指标可作为珠江流域水体污染的潜在生物标记物。     

稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此,矿山废弃地的生态恢复己成为一项紧迫而重要的研究课题。对广东省河源市和平县下车镇内的稀土矿区土壤的重金属污染情况进行调查,并对该区优势植物对重金属的富集特征进行分析,以期对稀土尾矿区的生态系统的恢复和重建提供理论依据。主要研究的3种植物分别是：马唐草（Digitaria sanguinalis）,香根草（Vetiveria zizanioides）,望江南（Cassia occidentalis）。采用原子吸收分光光度法测定稀土矿区废弃地土壤和植被中Mn、Pb、Zn的含量,并计算优势植物对重金属的生物富集系数BAC（Biological Accumulating Coefficient）和生物转移系数BTC（Biological Transfer Coefficient）。结果表明：研究区域的土壤中重金属含量Mn、Pb、Zn的平均含量均超出广东省土壤背景值和中国土壤背景值,土壤受Mn污染最严重,其次是Pb、Zn的污染。3种草本植物对于Pb的BAC和BTC均小于1,说明这3种植物对Pb的富集和运输能力都很弱。香根草对于Mn和Zn的BAC分别为0.9和0.4,小于1,BTC分别为3.7和1.1,大于1,说明香根草对Mn和Zn的富集能力不强,但吸收后的运输能力很强。马唐草和望江南2种植物对于Mn和Zn的BAC和BTC均大于1,说明它们对重金属Mn和Zn具有较强的吸收和转移能力,是Mn和Zn的超富集植物。马唐草覆盖率高,抗病虫能力强,可作为该矿区生态恢复的先锋植物,望江南可以间作种植。     

全氟辛酸(PFOA)对菲律宾蛤仔体内酶活性的影响

采用半静态毒性实验方法,将菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)分别暴露于0.2、2、20μg·L-1的全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)中,在处理后第1、3、6、10、15、21天分别取样,测定整体组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、7-乙氧基异吩噁唑酮脱乙基酶(EROD)活性和过氧化脂质(LPO)含量。酶活性分析结果显示:PFOA对菲律宾蛤仔组织SOD、CAT和POD活性均呈现先促进后抑制的作用;低浓度组SOD活性在暴露第1天达到最高,显著高于对照组(P<0.01);中高浓度组SOD活性在暴露第6天达到最低;暴露1~15 d,低浓度组CAT活性均显著高于对照组(P<0.05);高浓度组CAT活性在暴露第6天得到显著诱导,其余时间基本处于抑制状态;中浓度组POD活性在暴露第3天即达到最高,高浓度组POD活性基本一直处于抑制状态;随着PFOA暴露时间的延长,菲律宾蛤仔组织LPO含量呈现了先降低后升高的趋势;各浓度组中EROD的活力都显著被诱导(P<0.01),与处理浓度呈正相关;中高浓度组的GST活性在胁迫期间变化比较显著,呈现诱导-抑制的变化规律。研究表明,PFOA暴露能够引起菲律宾蛤仔组织抗氧化酶和生物转化酶的变化,可以与其他敏感性指标一起作为指示早期海洋PFOA污染的生物标志物。