滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应

为调查滏阳河水系的重金属污染状况,研究河流重金属污染对水生生物的毒性,根据河流结构、水文条件、排污口分布并考虑空间分布的均匀性,选取66个采样位点,采集河水及对应的表层沉积物样品,分析了样品中的重金属含量。用斜生栅藻和青海弧菌Q67作为模式生物,根据滏阳河水重金属污染较严重的邯郸近郊2号采样点采集水样的重金属含量配制系列重金属浓度的模拟河水进行重金属污染河水的生态毒性测试。结果表明,在全部66个采样点中,29个采样点河水重金属含量超过国家地表水III类水体重金属含量标准,主要污染元素是Hg、Pb、Cr、Zn。几乎所有采样点河水Mn和Fe含量都大大高于国家集中式生活饮用水地表水源地补充项目规定的标准限值。根据2号采样点河水样品中的重金属含量配成的模拟河水对青海弧菌Q67的EC_(50)值为6.65%,为毒性极强的污染物。模拟河水样品对斜生栅藻的抑制作用较小,在实验的最高浓度下(1 000倍河水重金属含量)暴露4 d尚未引起半数藻细胞死亡。随河水重金属浓度上升,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈现先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量变化则与此相反,反映河水重金属污染可引起藻细胞的氧化损伤。叶绿素a和b含量则随暴露浓度的提高逐渐降低。在重金属浓度达到2号采样点河水的10%时,斜生栅藻叶绿素a含量已有显著降低,MDA含量显著升高,海河流域重金属污染对生态系统的影响应予以重视。河水发光菌Q67的生长抑制率、斜生栅藻的叶绿素a和MDA含量可以作为评估河流重金属污染生态危害的指标。     

滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应

为调查滏阳河水系的重金属污染状况，研究河流重金属污染对水生生物的毒性，根据河流结构、水文条件、排污口分布并考虑空间分布的均匀性，选取66个采样位点，采集河水及对应的表层沉积物样品，分析了样品中的重金属含量。用斜生栅藻和青海弧菌Q67作为模式生物，根据滏阳河水重金属污染较严重的邯郸近郊2号采样点采集水样的重金属含量配制系列重金属浓度的模拟河水进行重金属污染河水的生态毒性测试。结果表明，在全部66个采样点中，29个采样点河水重金属含量超过国家地表水III类水体重金属含量标准，主要污染元素是Hg、Pb、Cr、Zn。几乎所有采样点河水Mn和Fe含量都大大高于国家集中式生活饮用水地表水源地补充项目规定的标准限值。根据2号采样点河水样品中的重金属含量配成的模拟河水对青海弧菌Q67的EC₅₀值为6.65%，为毒性极强的污染物。模拟河水样品对斜生栅藻的抑制作用较小，在实验的最高浓度下(1000倍河水重金属含量)暴露4 d尚未引起半数藻细胞死亡。随河水重金属浓度上升，斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈现先升高后降低的趋势，丙二醛(MDA)含量变化则与此相反，反映河水重金属污染可引起藻细胞的氧化损伤。叶绿素a和b含量则随暴露浓度的提高逐渐降低。在重金属浓度达到2号采样点河水的10%时，斜生栅藻叶绿素a含量已有显著降低，MDA含量显著升高，海河流域重金属污染对生态系统的影响应予以重视。河水发光菌Q67的生长抑制率、斜生栅藻的叶绿素a和MDA含量可以作为评估河流重金属污染生态危害的指标。     

Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)在弱酸性条件下对大肠杆菌的毒性和致毒机制

比较了弱酸性条件下Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)单独或加入抗坏血酸(L-AscA)对大肠杆菌(E.coli)的毒性,深入分析了Cu(Ⅱ)/L-AscA体系的特性;通过电子自旋共振(ESR)定量分析羟基自由基(.OH)浓度以分析其毒性机理.结果表明,pH 4.0下L-AscA促进了Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)而非Cr(Ⅲ)的毒性,三者毒性Cu(Ⅱ)>Cr(Ⅲ)>Fe(Ⅲ).通常被认为无毒的Cr(Ⅲ)却在0.2 mmol.L-1,pH 4.0时表现出了很高的杀菌率.与0.01%L-AscA共存时,Cu(Ⅱ)为200、20μmol.L-1和2、0.2μmol.L-1下,E.coli的存活率分别在30 min和2 h内迅速降至零,且该体系对自然水体中分离所得的其它7种菌株同样具有明显的制御作用.ESR结果表明L-AscA的加入使200μmol.L-1Cu(Ⅱ)反应体系的.OH浓度约提高两倍,.OH浓度呈Cu(Ⅱ)浓度依赖.但在Fe(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)/L-AscA体系中未检测到.OH,表明三者对细胞的致毒机制存在明显差异.     

澳门城市垃圾焚烧底灰的重金属淋溶及其遗传毒性评价

应用美国国家环境保护局推荐的毒性特性溶出程序(toxicitycharacteristicleachingprocedure,TCLP),以及ICP-MS和ICP-AES技术研究了澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶,并结合蚕豆根尖微核试验评价了其潜在的生态与健康风险.结果显示,该底灰淋溶出来的重金属元素:铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)和汞(Hg)的浓度低于0.01mg·L-1,铁(Fe)、铜(Cu)和钼(Mo)的浓度低于0.1mg·L-1,而铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)、锶(Sr)、钡(Ba)和铯(Cs)的浓度在0.11mg·L-1￣2.19mg·L-1之间.需要注意的是淋溶液中铅(Pb)的浓度异常高,最高可达19.06mg·L-1,超过了美国相关标准的上限(5mg·L-1);对比不同条件下底灰中重金属的淋溶情况,表明溶解作用和淋溶液的pH值是影响其淋溶的2个重要因素.蚕豆根尖微核试验显示各淋溶液处理组根尖细胞微核率明显升高,与阴性对照组相比具有显著性差异(p<0.05),表明各淋溶液具有遗传毒性;随着淋溶液中重金属浓度的增加,蚕豆根尖细胞所表现出来的毒性效应增强,表明重金属是淋溶液具有遗传毒性的重要原因.     

Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对海洋单细胞藻的急性毒性效应

近年来,海洋重金属污染日益严重,为考察重金属对海洋藻类的生物毒性效应,进而评估其对海洋生态环境的影响,本研究采用一次性培养的实验方法,测定了2种重金属Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对8种海洋单细胞藻的急性毒性效应,包括赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curv...     

化学品急性毒性藻红外测试技术的方法改进研究

在以往藻红外测试技术的急性毒性测试中,每次每个测试杯测试1个藻温,共2个测试组,并用藻最大响应温差1个指标进行毒性评价,测试结果的可行性和稳定性不理想,针对这个问题提出了改进方法:1)每次每个测试杯连测3个藻温;2)改为3个测试组;3)将单指标法改为三指标法;4)增加测试结果的重现性分析。通过蒸馏水毒性测试实验和重金属毒性测试实验,分析改进方法的效果。结果显示,不同指标方法中,三指标法控制假结果出现率为20%,控制效果最好;在测试4元重金属共存(总浓度0.066~0.156 mg·L~(-1))的毒性时,测试3个藻温的所有指标法的平均重现率(%)/重现性(%)均为100%/100%,测试1个藻温的三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)为67%/100%,表明测试高浓度的重金属毒性时,不同指标法都有很好的评价效果;在测试一元重金属(0.001~0.1 mg·L~(-1))毒性时,只有三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)是100%/100%,远高于其他指标法,表明只有三指标法才可准确测试低浓度重金属的毒性。在测试5种不同重金属共存的毒性时,三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)平均为86.8%/100%。研究表明,改进后的技术用于化学品急性毒性测试,灵敏度高和稳定性好,结果可靠。     

锯齿新米虾对Cu2+和毒死蜱毒性响应研究

为研究水生生物对水体中重金属和有机磷农药毒性的响应,研究了锯齿新米虾暴露在Cu2、毒死蜱单一溶液和毒性1:1混合溶液下的响应状况,同时采用相加指数法对混合毒性进行了评价.单一毒性试验结果表明:毒死蜱对锯齿新米虾的毒性显著高于Cu2+p ＜0.01); Cu2+对锯齿新米虾未觉察反应浓度(NOEC)和最低觉察反应浓度(LOEC)分别为1.78 mg· L-1、2.40mg·L-1,24、48、72和96 h的LC50分别为6.41、4.75、420和3.44 mg·Lq;毒死蜱对锯齿新米虾NOEC和LOEC分别为0.04 μg·L-1、0.07 μg· Lj,24、48、72和96 h的LC50分别为035、0.17、0.11和0.06 μg· L;参考鱼类毒性分级标准,Cu2对锯齿新米虾为高毒,而毒死蜱为剧毒.混合毒性试验结果表明:采用Cu2和毒死蜱毒性1∶1进行试验时,暴露时间为24、48、72和96 h的相加指数(D分别为0.02、045、1.86和223,即混合毒性为协同作用.通过研究锯齿新米虾对Cu2、毒死蜱单一和联合毒性的响应,可为水环境污染与防治、物种多样性保护提供科学依据.     

基于多元统计技术的赣江沉积物重金属污染评价

赣江是鄱阳湖重要入湖河流,为了解赣江流域沉积物重金属空间分布及污染状况,本文布设了29个采样点,对赣江沉积物重金属(Cu、As、Cd、Pb、Hg、W、Cr、Mn、Zn)含量和序列组分进行了测定及分析,并运用污染负荷指数(PLI)、地累积指数(Igeo)和潜在生态风险(RI)指数评价沉积物重金属污染程度.结果 表明,Mn、Cu、Zn、As、Cd、W、Hg和Pb的平均浓度分别超出本底3.8、4.1、5.2、3.0、22.7、5.0、11.8、1.6倍.其中,章江(Z)分布较高的Cu、As、Cd、Pb、Hg、W;桃江(T)分布较高的Cr和Mn;赣江(G)分布较高的Zn.所有采样点的PLI值均大于1,表明所有采样点均受到重金属污染;Igeo评价结果表明,赣江沉积物重金属Igeo依次为Cd(3.4)＞Hg(1.7)＞Zn(1.6)＞Cu(1.2)＞Mn(1.0)＞As(0.4)＞W(0.3)＞Pb(-0.1)＞Cr(-3.7);其中Cd的污染程度最高,Zn、Hg、 Cu,As、W、Pb为轻度污染,沉积物中Cr的Igeo＜0,表明赣江未受到Cr的污染.RI均值均大于150,表明赣江水系沉积物重金属均存在潜在风险,且赣江沉积物重金属污染对鄱阳湖构成严重威胁.     

应用物种敏感性分布评估重金属对海洋生物的生态风险

应用生态风险评价中的物种敏感性分布(species sensitivity distributions,SSD)方法构建了8种常见重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Pb、Zn)对海洋生物的SSD曲线。在此基础上计算了8种重金属对海洋生物的5%危害浓度(HC5)及其不同暴露浓度对海洋生物的潜在影响比例(PAF),比较了海洋脊椎动物和无脊椎动物对8种重金属的敏感性以及不同重金属的急性生态风险。结果表明,重金属对甲壳类的生态风险均比鱼类大。8种重金属元素对所研究的海洋生物全部物种的HC5值的排序为Pb>Mn>Zn>Cr>Cu>Hg>Cd>As。暴露浓度小于10μg·L-1时,Cr和Hg的生态风险差异不大。在10μg·L-1的暴露浓度下,As、Cd、Cu和Hg均使全部物种中超过10%的生物受到影响。随着浓度升高,不同重金属的生态风险有不同幅度的增大,当浓度达到1000μg·L-1时,分别有82.49%、87.31%和85.90%的物种受到As、Cu和Hg的损害。不同生物的敏感性顺序会随重金属的浓度范围发生变化。     

不同测定方法探讨重金属对微生物毒性的影响

微生物是污水处理工艺中污染物的重要分解者,重金属对活性污泥微生物具有一定毒性。为了研究和比较重金属对活性污泥微生物的毒性影响,采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定4种重金属(Hg、Cd、Zn、Pb)对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较。结果表明,4种重金属均可降低污泥系统COD_(Cr)的去除率,其中,Cd和Hg对COD_(Cr)去除率的影响最明显(43.2%-92.3%和52.4%-92.5%),而Pb和Zn对活性污泥COD_(Cr)去除率的影响较小。发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高(达50%以上),测得的重金属半数有效浓度(EC_(50))最低(Hg 9.6 mg·L~(-1),Cd 0.3 mg·L~(-1),Zn 3.6 mg·L~(-1),Pb 13.9 mg·L~(-1)),4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度表现为HgCdZnPb,发光细菌的发光强度抑制率与重金属的对数浓度呈极显著的线性相关关系(P0.01),发光细菌发光强度随重金属对数浓度的增大而减小。活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属EC_(50)相对较高,活性污泥脱氢酶活性的抑制程度大小顺序为CdHgZnPb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致,但二者测得的EC_(50)有所差别。4种重金属与活性污泥脱氢酶活性的Logistic回归方程均达到极显著水平(P0.01),活性污泥SVI值随重金属浓度的增加而升高,当重金属浓度较低时,其对活性污泥SVI的影响并不大。为了更准确地判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响,应取不同的重金属毒性终点指示指标进行毒性组实验,而不能以发光细菌毒性的单一测定结果作为评判依据。     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

Heavy metal accumulation in algae and sediments of the Black Sea coast of Turkey

The paper reports heavy metal accumulation in algae collected at four stations and in sediments at three stations on the Black Sea coast of Turkey. The metals analysed are Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Pb, Sb and Zn. The metal content of algae increased generally (with some exceptions) from 1991 till 1993 in ?ile and Sinop. In the sediments Sb in ?ile, As in Riva, Fe, Zn in Sinop are high. According to these findings the metal pollution increased in Turkish area of the Black Sea during the years investigated.     

The accumulation levels of heavy metals (Ni,Cr, Sr, & Ag) in marine algae from southwest coast of India

In the context of use of marine algae as biological indicators of heavy metal pollution in coastal waters, six species of marine algae collected from the southwest coast of India were analysed for the levels of heavy metals (Ni, Cr, Sr, and Ag). Interspecies and interclass variations were determined on a spatial and temporal scale. The metal contents varied in the ranges, Ni: 0.20–21.06?µg?g^?1 (mean?=?10.13?µg?g^?1), Cr: non-detectable level (ND)–37.18?µg?g^?1 (mean?=?13.86?µg?g^?1), Sr: 2.19–103.90?µg?g^?1 (mean =?29.40?µg?g^?1), and Ag: ND–6.39?µg?g^?1 (mean?=?1.80?µg?g^?1). Ni and Cr contents were of similar magnitude to those reported for algae from polluted areas.     

Biosorption of chromium(VI), nickel(II) and copper(II) ions from aqueous solutions using Pithophora algae

The biosorption of heavy metals is considered to be one of the best alternatives for the treatment of wastewater. The metal binding capacity of algae and acid-treated algae is investigated to find out the removal characteristics of Cr(VI), Ni(II) and Cu(II) ions from single metal solutions. Batch experiments are conducted and the study is extended to investigate the effect of pH, amount of adsorbent and adsorbate concentration on the extent of biosorption. The results indicate that the adsorption capacity of algae depends strongly on pH. The maximum adsorption of Cr(VI), Ni(II) and Cu(II) occurs at pH values of 2, 7 and 4.3, respectively. The adsorption process follows first-order kinetic equation. The data obtained are correlated with Freundlich and Langmuir adsorption isotherms.     

急性毒性藻红外测试中敏感藻的确定方法

敏感藻是指在急性毒性藻红外测试中对毒物响应的温差大、时间快、种类多、剂量低的特殊藻类.自然藻中是否存在敏感藻以及如何确定,是建立藻红外测试法的关键.为此,开展了敏感藻确定方法的探索性研究.试验用8种藻,重金属、有机毒物、农药各10种进行测试分析,结果表明:短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)对重金属、羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)对有机毒物、纤细裸藻(Euglena gracilis)对除草剂和杀虫剂、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)对杀菌剂的平均绝对温差分别为0.21℃、0.27℃、0.19～0.20℃、0.20℃,分别高出各自的总均温差0.07℃、0.15℃、0.07℃、0.08℃;4种藻的平均响应时间1.5～7.0min,较好响应药品的响应率≥80%;发光细菌对部分药品的灵敏度在0.07～50.0mg·L-1,而4种藻对相同药品的灵敏度在0.01～7.0mg·L-1.根据敏感藻定义和试验结果,确定短线脆杆藻、羊角月牙藻、纤细裸藻、水华鱼腥藻分别为重金属、有机毒物、除草剂和杀虫剂、杀菌剂的敏感藻.     

Fractionation of heavy metals in surface sediments of Taihu Lake, East China

The BCR (European Communities Bureau of Reference) three-step sequential extraction procedure was applied to fractionate heavy metals in the sediment of Taihu Lake. For the determination of total metal concentration of the sediments, sample digestion was achieved by using HF/H2O2/HNO3 (2/1/1) acid mixture in a microwave-irradiated closed vessel system. The concentrations of Cd, Ni, Cr, Zn, Cu and Pb in various extracts solutions were analyzed by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). The results obtained from the BCR three-step sequential extraction indicated relatively high mobility of Zn, Cu, Pb and Ni in the sediments while Cd and Cr were poorly mobile. Enrichment of heavy metals was found in the sediments collected in the northern parts of Taihu Lake. In the sediments collected in the southern and western sides of the Lake, heavy metal concentrations were relatively low. The relationship between total organic carbon (TOC) and heavy metals concentrations in the sediments is discussed.     

城市湖泊表层沉积物中的重金属污染现状及其风险评价——以武汉墨水湖为例

水体沉积物中的重金属会对生态系统构成直接和间接的威胁.为了研究工业化、城市化过程中城市湖泊沉积物重金属污染现状及其暴露风险，以武汉市墨水湖为研究对象，测定了5种重金属Zn、Cu、Ni、Pb及Cr在表层沉积物中的含量，分析了其污染程度、分布特征，并对其稳定度进行了分析.结果表明，墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重，在所有采样点5种重金属含量均高于最低效应阈值（LEL），多数采样点甚至超过了严重效应阈值（SEL）.该湖泊沉积物中重金属分布具有比较明显的空间差异性：排污口区>湖中心水域>城区岸边带>林田岸边带；其稳定程度依次为：Zn < Cu < Ni < Pb < Cr，其中Zn交换态及碳酸盐结合态比例超过50%，稳定程度极低.而Pb、Cr稳定程度较高，其交换态及碳酸盐结合态比例小于10%.像墨水湖这样受纳高污染负荷市政污水、暴雨径流的城市湖泊，其潜在的重金属生物活性，必须引起足够的重视.     

Fractionation of Heavy Metals in Surface Sediments of Taihu Lake, East China

The BCR (European Communities Bureau of Reference) three-step sequential extraction procedure was applied to fractionate heavy metals in the sediment of Taihu Lake. For the determination of total metal concentration of the sediments, sample digestion was achieved by using HF/H₂O₂/HNO₃(2/1/1) acid mixture in a microwave-irradiated closed vessel system. The concentrations of Cd, Ni, Cr, Zn, Cu and Pb in various extracts solutions were analyzed by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). The results obtained from the BCR three-step sequential extraction indicated relatively high mobility of Zn, Cu, Pb and Ni in the sediments while Cd and Cr were poorly mobile. Enrichment of heavy metals was found in the sediments collected in the northern parts of Taihu Lake. In the sediments collected in the southern and western sides of the Lake, heavy metal concentrations were relatively low. The relationship between total organic carbon (TOC) and heavy metals concentrations in the sediments is discussed.