全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对土壤跳虫的生态毒性

将两种跳虫(Folsomia candida和Folsomia fimetaria)暴露在全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量与回避行为来评价PFOS对跳虫的生态毒性。结果表明,PFOS对F.candida和F.fimetaria急性毒性的LC50(7d)分别为4777和2219mg·kg-1,慢性毒性的EC50(28d)分别为0.13和0.05mg·kg-1。此外,PFOS对两种跳虫回避行为影响的EC50(48h)分别为0.51mg·kg-1(F.candida)和0.31mg·kg-1(F.fimetaria)。分析比较发现,PFOS对跳虫急性死亡率影响很小,但对跳虫的回避行为和繁殖率有显著影响,可用来表征土壤中PFOS的生态毒性,且选用有性生殖的F.fimetaria及其慢性毒性实验来评价土壤中PFOS的毒性相对最灵敏。     

两种有机磷阻燃剂对土壤跳虫的生态毒性

利用土壤模式动物跳虫(Folsomia candida)的生态毒性实验,评价了两种有机磷阻燃剂邻磷杂菲基对苯二酚(ODOPB)与高分子双酚A四苯基双磷酸酯(SBDP)的生态毒性.结果表明,ODOPB与SBDP对跳虫急性毒性的LC50(7 d)均大于1000 mg.kg-1,慢性毒性的EC50(28 d)分别为25.9和50.8 mg.kg-1,而跳虫对ODOPB与SBDP的回避行为的EC50分别为1.9 mg.kg-1和1.8 mg.kg-1.通过与本实验室十溴联苯醚(Decabromodiphenyl ether,BDE-209)生态毒性的研究结果比较发现,两种有机磷阻燃剂对跳虫的急性毒性作用很小,对跳虫回避行为和繁殖的影响也均小于BDE-209,产生潜在生态风险的可能性小于BDE-209.     

十溴联苯醚(BDE-209)对土壤跳虫的急、慢性毒性效应

为揭示溴代阻燃剂对土壤生态系统的潜在危害,采用回避实验和繁殖实验评价了十溴联苯醚(BDE-209)对2种土壤跳虫Folsomia candida和Folsomia fimetaria的急/慢性毒性。48h的急性回避实验中,BDE-209对F.candida和F.fimetaria产生毒性效应的EC_(50)值分别为1.27和0.79mg·kg~(-1),LOEC值均小于0.5mg·kg~(-1)。慢性繁殖实验中,BDE-209对F.candida和F.fimetaria繁殖毒性的EC_(50)值分别为0.81和0.56mg·kg~(-1),LOEC值分别为<0.25和<0.5mg·kg~(-1)。研究表明,土壤BDE-209污染对跳虫的繁殖和环境行为有显著影响,且在较低暴露浓度下(0.25mg·kg~(-1))即对跳虫繁殖产生抑制效应;有性生殖的F.fimetaria比孤雌生殖的F.candida对BDE-209污染的毒性响应更为敏感。     

不同土壤类型中外源汞对白符跳(Folsomia candida)的毒性

参考国际标准化组织(ISO)颁布的跳虫毒性测试方法 ISO11267,分析了汞(Hg)在我国9种典型土壤中对白符跳(Folsomia candida)的急性毒性及繁殖毒性。发现Hg在不同类型土壤中对白符跳的半数致死浓度(LC50)变化为(0.92~1.94)mg·kg-1,而对白符跳繁殖产生影响的半数效应浓度(EC50)变化范围为(0.98~2.43)mg·kg-1,产生10%影响的浓度(EC10)变化范围为(0.29~1.40)mg·kg-1。将土壤的主要理化性质(p H、OM、CEC)与Hg对白符跳的EC50进行相关性回归分析,发现土壤CEC与EC50呈显著正相关关系(r=0.8624,p0.01),随着土壤CEC的增大,Hg的EC50值也趋于升高。因此,土壤CEC可能是导致不同类型土壤中汞对白符跳毒性差异的主要因素。本研究结果可为制定基于我国土壤类型的生态筛选值提供基础参考数据。     

土壤外源Sb(Ⅲ)的老化对其形态和跳虫(Folsomia candida)毒性的影响

老化是影响土壤重金属生物可利用性和毒性的重要因素。为了解老化对土壤Sb形态和毒性的影响,结合化学分析和生物测试,以模式生物跳虫(Folsomia candida)为受试生物,研究了北京潮土中外源Sb(Ⅲ)分别老化7 d、60 d后价态、水溶态和急性/慢性毒性的变化。结果表明,老化仅7 d后,土壤较低浓度的Sb主要以Sb(Ⅴ)存在,而浓度较高(1 600、2 400、4 800 mg·kg-1)时Sb(Ⅴ)分别仅占47.4%、27.5%和2.2%,但老化长达60 d后,浓度最高(4 800 mg·kg-1)的土壤中Sb(Ⅴ)的比重上升到38.1%,其他浓度处理的土壤中,均以Sb(Ⅴ)为主。随着老化时间的延长,土壤中水溶态Sb含量占总Sb的比例显著降低。与土壤老化过程中毒性较大的Sb(Ⅲ)向毒性较小的Sb(Ⅴ)转化与水溶态Sb含量下降相一致,Sb对跳虫的毒性随老化时间的延长明显减弱:7 d老化后土壤Sb对跳虫急性存活的半数致死浓度(LC50)为2 105 mg·kg-1,对跳虫慢性存活的LC50为683 mg·kg-1,对跳虫繁殖的半数效应浓度(EC50)为307 mg·kg-1;老化60 d后土壤Sb对跳虫急性存活、慢性存活的LC50均大于设置的最高浓度,对跳虫繁殖的EC50为1 419 mg·kg-1。因此,对于Sb这种变价金属而言,当进行土壤Sb生态毒性评价时,为避免高估其生态风险,考虑老化作用显得尤为重要。     

典型酚类化合物对土壤跳虫的慢性毒性

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖试验评价了12种典型酚类化合物的慢性毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,除间苯二酚外的其他酚类对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应。氯酚类对跳虫慢性毒性最大,2,4-二氯酚、2-氯酚、2,4,6-三氯酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为5.94、10.2、19.7 mg·kg-1;其次为烷基酚类,2,4-二甲基酚、3-甲基酚、壬基酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为21.7、35.1、50.5 mg·kg-1。苯酚的毒性较上述烷基酚低,EC50值为71.7 mg·kg-1。其他取代酚—包括2-萘酚、4-硝基酚、邻苯二酚对跳虫繁殖的EC50分别为95.4、133、306 mg·kg-1。双酚A仅在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下对跳虫繁殖有显著影响。     

环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg~(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg~(-1)、1 306 mg·kg~(-1)(抑制值)和56 mg·kg~(-1)(激活值)、99 mg·kg~(-1),EC50分别为1 901 mg·kg~(-1)、3 806 mg·kg~(-1)、2 321 mg·kg~(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

14种工业化学品对土壤跳虫的慢性毒性效应

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖实验评价了不同类型包括全氟类、卤系阻燃剂类、化学镀剂类、抗菌剂类、染料类及新关注类共14种化学品的慢性毒性效应.结果表明,在所设浓度范围内,所有物质对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应.抗菌剂对氯间二甲酚对跳虫慢性毒性最大,对跳虫繁殖毒性的EC50为10.0 mg·kg-1;其次为全氟类的两种物质,全氟十三烷酸、全氟十二烷酸对跳虫繁殖毒性的EC50分别为44.8、49.6 mg·kg-1;新关注类的二苯甲酮、苯并噻唑毒性也较强,对跳虫繁殖毒性的EC50分别为61.4、73.0 mg·kg-1;染料类中的直接蓝71、活性艳红KE-3B等物质的毒性均较弱,在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下也未能达到对跳虫繁殖的半数抑制效应.     

三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应

近年来农药复配使用成为普遍现象,它对生态的危害是否有别于农药单独使用?采用OECD人工土壤法,通过急性毒性、回避行为及抗氧化酶(CAT、POD、SOD)活性3个生态响应水平,研究三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应。结果表明:三唑磷对蚯蚓7 d和14 d的半数致死浓度(LC50)分别为331.1 mg·kg~(-1)和122.0 mg·kg~(-1);氯氟氰菊酯对蚯蚓7 d LC50和14 d LC50分别为897.9 mg·kg~(-1)和656.7 mg·kg~(-1)。2种农药按毒性比1:1复配,表现为协同作用。三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓48 h的半数回避浓度(AC50)分别是41.6 mg·kg~(-1)和6.0 mg·kg~(-1),两者亦表现为协同作用。经2种农药单独处理,蚯蚓体内CAT活性呈现轻微上升后下降,而POD和SOD活性无明显变化;复配导致POD活力显著上升,而CAT和SOD活力则显著下降。研究表明:三唑磷和氯氟氰菊酯复配呈现协同作用,增强彼此对蚯蚓的毒性作用,增大土壤生态危害风险;联合效应的产生与其阻断神经传导这一共同靶标有关。     

黔西南三叠统渗育型水稻土重金属污染特征及生态风险评价

选择黔西南水稻种植区为研究区,共布设111个点,采集土壤样品并对其Cd、Hg、As、Pb和Cr这5种重金属含量及pH值进行分析。基于多元统计分析和污染风险评价等方法,揭示研究区水稻土重金属污染的主要来源及其潜在风险。结果表明:(1)水稻土重金属平均含量从大到小依次为w(Cr)(201.68 mg·kg~(-1))w(Pb)(38.25 mg·kg~(-1))w(As)(30.70 mg·kg~(-1))w(Cd)(0.68 mg·kg~(-1))w(Hg)(0.22 mg·kg~(-1))。与GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中规定的风险筛选值相比,Cd和As含量高于相应的限定值(0.60和25.00 mg·kg~(-1)),Hg、Pb和Cr含量均低于筛选值,说明研究区水稻土主要存在Cd和As污染风险。(2)水稻土重金属来源分析结果表明,土壤中Cd与Pb以及Hg与As呈显著正相关关系,具有相同的来源,主要与当地燃煤、汽车尾气和金矿冶炼等污染点源排放有关。(3)单因子污染指数分析结果显示,水稻土重金属污染程度从大到小依次为CdAsCrHgPb,研究区内39.64%点位的内梅罗综合污染指数超过1。(4)潜在生态风险指数(RI)分析发现,5种重金属的潜在生态风险指数为63.78,小于轻微的生态危害下限,表明研究区水稻土潜在生态危害较轻。     

沉积物中五氯酚对底栖生物的急慢性毒性效应

以淡水底栖动物花翅羽摇蚊幼虫和淡水单孔蚓为研究对象,研究了沉积物中五氯酚对底栖生物的急慢性毒性效应。五氯酚对花翅羽摇蚊幼虫96 h及10 d的半数致死浓度(LC50)分别为20.6 mg·kg-1和12.5 mg·kg-1,28 d羽化半数抑制浓度(EC50)为0.79 mg·kg-1。沉积物中五氯酚对花翅羽摇蚊幼虫的羽化具有延滞作用,而且对雌性摇蚊羽化的延滞作用大于雄性,最终导致羽化摇蚊的性别失衡。淡水单孔蚓对五氯酚的耐受力较摇蚊幼虫强。五氯酚对淡水单孔蚓的96 h及14 d的LC50分别为37.6 mg·kg-1和20.2 mg·kg-1,对淡水单孔蚓21 d生长抑制的EC50为1.39 mg·kg-1。研究结果对推导五氯酚沉积物质量基准和进行沉积物生态风险评价提供依据。     

镉对北京城郊土壤潜在硝化速率的影响

采集北京城郊5个区县的3种土壤褐土、潮土和山地棕壤,通过急性毒性实验,研究了外源添加镉(Cd)对土壤潜在硝化速率(PNR)的影响。结果表明,5个采样点土壤的PNR分别随土壤中总Cd和有效态Cd含量呈先增后减的趋势。所有处理土壤的有效态Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.42,p0.001)优于土壤总Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.27,p=0.001)。在土壤总Cd含量和PNR的逐步回归分析中,引入土壤有机质和阳离子交换量(CEC)2个变量可提高其相关性。基于土壤总Cd的EC50(PNR降低至对照50%时的土壤Cd浓度)和有效态Cd的EC50的最大值与最小值之间分别相差2.3倍和3.3倍,而EC10(PNR降低至对照10%的土壤Cd浓度)的最大值与最小值之间分别相差8.5倍和10.8倍。基于总Cd的EC50最低值出现在CEC最小的丰台土壤,而最高值出现在有机质含量最多的灵山土壤,但这2个EC50值未达到显著性差异,表明5个采样点的土壤有机质和CEC虽然在一定程度上影响Cd对PNR的毒性,但不足以引起EC50的显著变化。     

基质诱导硝化测定的土壤中锌的毒性阈值、主控因子及预测模型研究

选取我国有代表性的16种土壤,通过基质诱导硝化(SIN)的方法,研究了淋洗与未淋洗处理后,土壤中外源Zn对不同土壤潜在硝化速率(PNR)的影响。结果表明:在未淋洗处理土壤中Zn毒性的EC50(使PNR降低至对照一半土壤中Zn的浓度)值的范围为197～1874mg·kg-1,相差近9.51倍;总体而言,土壤pH、有机碳及粘粒含量的提高可以降低土壤中Zn的毒性。偏相关分析结果表明,影响土壤中Zn对潜在硝化速率抑制作用的主要因子依次为土壤pH、有机碳含量及粘粒含量;淋洗处理明显提高了土壤中外源Zn的毒性阈值浓度,在不同土壤中,淋洗因子(定义为淋洗后的土壤Zn毒性的EC50与非淋洗EC50的比值)范围为1.16～1.43;基于土壤主要性质的多元回归预测模型结果表明,利用土壤性状(pH、有机碳和粘粒含量)可以很好地预测土壤中Zn对硝化速率抑制的毒性阈值。     

啶氧菌酯对斑马鱼的安全性评价及其生物富集行为研究

啶氧菌酯是一种新型的内吸性杀菌剂,本研究对其水生生物的毒性和累积风险进行了评估。啶氧菌酯原药对斑马鱼的急性毒性试验结果显示,96 h-LC₅₀为0.0509 mg a.i. L^-1。设置0.005 mg L^-1(1/100LC₅₀)和0.05 mg L^-1(1/10LC₅₀)2个浓度8 d生物累积试验。在0.005 mg L^-1组,第8天斑马鱼体内啶氧菌酯浓度达到0.48 mg kg^-1,生物富集系数(BCF_{8 d})缓慢增长到80.00。而在0.05 mg L^-1组,第8天斑马鱼体内的啶氧菌酯浓度为5.27 mg kg^-1,BCF_{8 d}值为99.42。研究表明,啶氧菌酯对斑马鱼为有剧毒,同时具有中等生物累积效应。因此在使用过程中,需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应。     

镉在北京褐潮土中对玉米幼苗及其根际微生物的毒性效应

通过温室盆栽实验,研究了镉在北京褐潮土中对玉米(品种郑单958)幼苗的毒性效应及其生物富集特性,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,探讨了镉对玉米根际微生物群落结构的影响。结果表明,高浓度(>100mg·kg-1)镉对玉米幼苗的生长发育有明显的抑制作用,北京褐潮土中镉引起玉米幼苗株高下降1/2的效应浓度(EC50)为654.6mg·kg-1,引起玉米根部和地上部干质量下降1/2的EC50分别为323.6和110.2mg·kg-1,玉米幼苗地上部生物量(干质量)可作为评价重金属生态毒性的适宜终点。玉米幼苗对镉有一定的吸收累积效应,镉在玉米幼苗各组织中的浓度分布为根>茎>叶,其中根部对镉有一定的富集作用(生物富集系数BAF>1)。镉污染可引起玉米根际微生物群落结构发生改变,高浓度(1000mg·kg-1)镉可导致部分微生物种群数量减少甚至完全消失,表明镉污染可对植物幼苗、植物根际微生物以及植物-微生物之间的相互作用造成重要的干扰和威胁。     

丙硫菌唑对斑马鱼的安全性评价及其生物富集行为研究

丙硫菌唑是一种市场前景非常好的新型广谱杀菌剂。本文研究了丙硫菌唑对水生生物斑马鱼的急性毒性和生物累积风险。通过斑马鱼的急性毒性试验获得丙硫菌唑对斑马鱼的96 h-LC₅₀为2.06 mg a.i. L^-1。随后,采用0.02 mg L^-1 (1/100LC₅₀)和0.2 mg L^-1 (1/10LC₅₀)2个浓度的丙硫菌唑,通过8 d实验,获得其在斑马鱼体内的生物累积效应。在0.02 mg L^-1组中,第8天时,斑马鱼体内的浓度达到0.733 mg kg^-1,生物富集系数(BCF_{8 d})缓慢增长到34.36。而在0.2 mg L^-1组,第8天时,斑马鱼组织内丙硫菌唑浓度为4.198 mg kg^-1, BCF_{8 d}值为19.72。结果表明,丙硫菌唑对斑马鱼的毒性等级为中毒,同时其在斑马鱼体内具有中等生物累积效应。因此,在使用过程中,需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应。     

3种农药及其复配剂对日本鹌鹑的急性毒性比较

采用"经口灌胃法"测定了3种农药及其复配剂对鹌鹑的24 h、48 h、72 h和168 h急性毒性,根据我国《化学农药环境安全评价实验准则》中对鸟类的急性经口毒性划分的规定,3种农药及其复配剂对鹌鹑的毒性等级如下:35%精甲霜灵悬浮种衣剂对鸟类的24 h、48 h、72 h和168 h-LD_(50)均大于500 a.i.mg·kg~(-1)bw(以单位体重计),属"低毒"级,25 g·L~(-1)咯菌腈悬浮种衣剂对鸟类的24 h、48 h、72 h和168 h-LD_(50)也均大于500 a.i.mg·kg~(-1)bw,属"低毒"级,25%噻虫嗪水分散粒剂对鸟类的24 h、48 h、72 h和168 h-LD_(50)分别是695 mg·kg~(-1)bw、587 mg·kg~(-1)bw、502 mg·kg~(-1)bw、502 mg·kg~(-1)bw,属于"低毒"级;25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂对鸟类的24 h、48 h、72 h和168 h-LD_(50)分别是754 mg·kg~(-1)bw、504 mg·kg~(-1)bw、504 mg·kg~(-1)bw、504mg·kg~(-1)bw,也属于"低毒"级。     

南方某铀矿山废水对生物的急性毒性研究

为探明铀矿山对周围环境的联合毒性机制,本研究以常用生物毒性测试菌种——发光细菌青海弧菌Q67和费氏弧菌以及禾花鲤为受试生物代表,实地采集的铀矿山废水为目标废水,研究铀矿山废水对发光细菌和禾花鲤的急性毒性。实验结果表明,矿山废水对3种生物的急性毒性存在显著的剂量-效应关系,毒性效应浓度EC_(50)(LC50)的大小顺序为禾花鲤幼鱼费氏弧菌青海弧菌Q67,Pb~(2+)/U~(6+)浓度分别为6.052/3.026 mg·L~(-1)、2.284/1.142 mg·L~(-1)、1.339/0.669 mg·L~(-1),均可有效指示矿山废水的毒性水平,其中发光细菌更为灵敏、快速;且青海弧菌Q67的EC_(50)值最小,灵敏度最高,可作为表征矿山废水毒性风险的首选指示物。研究结果能够为放射性矿区废水生态风险预警、安全处理处置、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。