三种双酰胺类杀虫剂制剂对大型溞生长发育和繁殖的影响

为探索双酰胺类杀虫剂对大型溞的慢性毒性,本文采用氟虫双酰胺、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺3种双酰胺类杀虫剂制剂,测定其对大型溞生长发育和繁殖的影响,明确其对大型溞的慢性毒性以及大型溞对该类杀虫剂敏感的端点指标。结果表明,氟虫双酰胺、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺3种制剂对大型溞的寿命、体长、蜕皮数、首胎时长、产胎数、单雌产溞数等端点指标具有不同程度的影响。3种杀虫剂显著减少大型溞蜕皮数的最低浓度分别为1.00×10-2mg·L~(-1)、1.00×10-4mg·L~(-1)、1.25×10-3mg·L~(-1);显著缩短寿命的最低浓度分别为5.00×10-3mg·L~(-1)、1.00×10~(-4)mg·L~(-1)和1.25×10-3mg·L~(-1);显著缩短体长的最低浓度分别为5.00×10-3mg·L~(-1)、8.00×10-4mg·L~(-1)和1.00×10~(-2)mg·L~(-1);显著减少产胎数的最低浓度分别为1.00×10-2mg·L~(-1)、4.00×10-4mg·L~(-1)和1.00×10-2mg·L~(-1);显著减少单雌产溞数的最低浓度分别为1.00×10~(-2)mg·L~(-1)、8.00×10-4mg·L~(-1)和5.00×10-3mg·L~(-1);但是,除溴氰虫酰胺外,其他2种杀虫剂制剂对首胎时长却没有显著影响。端点指标中对氟虫双酰胺的敏感性为寿命和体长蜕皮数、产胎数和单雌产溞数首胎时长;对氯虫苯甲酰胺为蜕皮数和寿命产胎数体长和单雌产溞数首胎时长;对溴氰虫酰胺为蜕皮数和寿命单雌产溞数体长、首胎时长和产胎数。研究结果说明,3种双酰胺类杀虫剂对大型溞的生长发育和繁殖具有不同程度的抑制作用,寿命是评价该类杀虫剂制剂对大型溞慢性毒性的最敏感端点指标。     

氧化石墨烯存在下铜离子对大型溞的毒性研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为一种具有独特物理化学性质的新型纳米材料被广泛应用,其进入环境后可能对传统污染物的毒性造成影响。选取大型溞为受试生物,研究了GO的存在对Cu在大型溞体内的富集、毒性和抗氧化系统的影响。结果表明,GO对Cu~(2+)具有良好的吸附效果,大幅降低了试验液中Cu~(2+)浓度。1 mg·L~(-1)和2 mg·L~(-1)GO存在下,大型溞暴露于19.2μg·L~(-1)Cu~(2+)溶液72 h后,体内的金属Cu富集量由360μg·g-1干重分别降低为308μg·g-1和215μg·g-1干重。GO的存在降低了Cu~(2+)对大型溞的毒性,Cu~(2+)对大型溞的72 h-LC50值由19.2μg·L~(-1)升高至56μg·L~(-1)。Cu~(2+)单独作用时,大型溞体内SOD活性和GSH含量表现为先诱导后抑制,而MDA含量逐渐升高;当GO存在时,大型溞体内酶活性的变化趋势与上述现象类似,但含量总体低于Cu~(2+)单独暴露时的活性和含量。研究表明GO的加入减少了大型溞体内Cu的富集量,降低了Cu~(2+)对大型溞的氧化损害,对Cu~(2+)的毒性存在一定的减轻效果。     

氯霉素对大型溞的急性和慢性毒性效应研究

氯霉素是一种具有广谱杀菌作用的抗生素,曾在水产养殖中广泛使用,虽然目前已被列入我国渔药禁用清单,但在水环境中仍被大量检出。为探究氯霉素对水生生物的毒性作用,选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,研究氯霉素对其急性毒性和慢性毒性效应,同时建立了氯霉素的高效液相色谱(HPLC)分析方法,通过实测浓度分析确保实验过程中氯霉素浓度保持在可接受范围内。结果表明:氯霉素对大型溞的48 h半数抑制浓度(EC50)为129.5 mg·L~(-1),95%置信区间为124.4!150.9mg·L~(-1),对溞类的急性毒性为低毒;长期暴露能抑制大型溞的产溞数量,以繁殖量为毒性指标,21 d无可观察效应浓度(NOEC)为1.25 mg·L~(-1),最低可观测效应浓度(LOEC)为2.50 mg·L~(-1);各暴露组实测浓度范围在配制浓度的80%～110%,保证了实验的有效性。同时,利用实验获得的急慢性毒性数据,计算氯霉素对大型溞的急慢性毒性比(ACR),发现利用慢性毒性求得的ACR值比利用急性毒性EC10求得的ACR值更接近推荐值。研究表明氯霉素对大型溞的急性毒性低,但具有慢性毒性效应,其环境风险不容忽视。     

纳米水稳型C_(60)60(n_(60))促进Zn~(2+)和Cr~(6+)在大型溞体内的吸收、抗氧化性和急性毒性

富勒烯(C60)作为一种被广泛使用的纳米工程材料,其环境行为和所造成的毒效应越来越引起人们的关注,特别是其与重金属的联合毒性。文章选取模式生物大型溞研究纳米水稳型富勒烯(nC60)与Zn2+和Cr6+的联合毒性。按EPA 2024急性毒性试验结果,nC60对大型溞48 h-LC50为0.47 mg·L-1,最大无观察效应浓度(NOEC)为0.10 mg·L-1。NOEC浓度选定为nC60亚急性试验浓度,用于联合毒性试验。nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,Zn2+和Cr6+对大型溞48 h-LC50分别由2.33 mg·L-1和0.40mg·L-1降低为1.52 mg·L-1和0.33 mg·L-1;nC60增加了大型溞对Zn2+和Cr6+的摄入,暴露1440 min后体内Zn2+和Cr6+累积量分别由6.52μg·g-1湿重和1.52μg·g-1湿重增加到9.98μg·g-1湿重和3.01μg·g-1湿重;nC60和Zn2+和Cr6+联合作用于大型溞后,大型溞SOD酶活性均呈现出增强的诱导现象,联合作用时诱导作用强于两种物质单独作用。此研究表明:在亚急性浓度下,nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,提高了大型溞体内Zn2+和Cr6+的积累,并提高大型溞体内自由基活性。     

农药类化合物对大型溞的毒性作用模式:与基线毒性化合物比较研究

农药在控制有害生物的同时,对水生生态系统产生较大的毒性效应。本文通过实验获得了25种基线化合物对大型溞的急性毒性数据,并与57种农药类化合物对大型溞的急性毒性数据进行比较研究,同时根据体外浓度LC_(50)、生物富集因子BCF和体内临界浓度CBR的关系,计算了这些化合物在大型溞体内的临界浓度,研究了农药类化合物对大型溞的毒性作用机理。结果表明,基线化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值在一个很窄的范围波动,而农药类化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值范围广且较高。这说明多数农药类化合物对大型溞为反应性毒性作用模式。其中,除草剂对大型溞的毒性显著低于杀菌剂和杀虫剂对大型溞的毒性。这可能是因为除草剂主要通过干扰植物光合作用、植物激素或植物分子合成发挥毒性效应,从而导致其对大型溞的生理系统难以发生反应性毒性效应。而杀虫剂和杀菌剂主要通过干扰生物神经系统、生殖系统、呼吸作用或大分子合成发挥毒性效应,因此易与大型溞生理系统发生生物化学反应,从而具有较高的毒性效应。本文分别建立了除草剂、杀菌剂和杀虫剂对大型溞的急性毒性QSAR模型。除草剂对大型溞的急性毒性机理较简单,其毒性与化合物疏水性程度和离子化程度有关;而杀菌剂对大型溞的急性毒性主要与化合物的标准生成热和极性表面积有关;杀虫剂对大型溞的急性毒性作用机理较复杂,它们对大型溞的毒性效应与其和生物分子之间的氢键和范德华力有关。     

氧化石墨烯对大型溞的生物毒性效应研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)因其优良的电性能、机械性能,而成为新兴的碳纳米应用材料,但是其制造或应用后排放进入环境水体的潜在生态风险缺少足够的研究,尤其是关于GO生态毒性的基础数据。研究以水生甲壳类动物大型溞(Daphnia magna,D.magna)为受试生物,从急性毒性和慢性毒性两方面考察了GO的生物毒性效应,并结合溞类的光学显微镜观察和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力以及丙二醛(MDA)含量的测定对GO对大型溞的致毒机理进行了初步探究。研究结果表明GO对大型溞急性毒性的48 h半数致死浓度(48 h-LC50)为84.2 mg·L-1;慢性毒性的21 d半数致死浓度(21 d-LC50)为3.3 mg·L-1。关于GO对大型溞的繁殖毒性,当GO浓度达到1 mg·L-1时能够显著推迟母溞的头胎出生时间,抑制母溞头胎幼溞数、单胎最高产溞数和总产溞数。关于GO对大型溞的致毒机理,研究结果表明消化道堵塞和氧化损伤可能是GO对大型溞的主要致毒途径。上述研究结果为GO在水环境中的毒性效应研究奠定了基础,为GO的工业化应用前景提供了基础的生态毒性数据。     

壬基酚聚氧乙烯醚对大型溞的急性和慢性毒性效应

通过急性毒性实验和21 d慢性毒性实验,研究壬基酚聚氧乙烯醚(NP40EO)对大型溞(Daphnia magna)的致死性和生长繁殖指标的影响,建立毒物剂量-反应关系,并寻找其中的敏感生物学指标。急性毒性试验结果表明:NP40EO对大型溞的48 h半抑制浓度(EC50)为14.23 mg·L-1。慢性毒性试验结果表明,NP40EO对大型溞的平均蜕壳次数、首次产幼溞时间、平均产幼溞数量、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长都有显著影响。其中,0.445 mg·L-1暴露浓度可以显著减少大型溞的蜕壳次数、平均产幼溞数、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长。因此,综合考虑各项指标,NP40EO对大型溞21 d的最低观测效应浓度(LOEC)值为0.445 mg·L-1,无观测效应浓度(NOEC)值为0.11 mg·L-1。此外,还发现当NP40EO暴露浓度为1.78 mg·L-1时,大型溞的首次蜕壳时间和首次产幼溞时间受到显著影响。由此可见,NP40EO在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应。     

纳米水稳型C60（nC60）促进Zn2+和Cr6+ 在大型溞体内的吸收、抗氧化性和急性毒性

富勒烯(C60)作为一种被广泛使用的纳米工程材料,其环境行为和所造成的毒效应越来越引起人们的关注,特别是其与重金属的联合毒性.文章选取模式生物大型溞研究纳米水稳型富勒烯(nC60)与Zn+和Cr6+的联合毒性.按EPA 2024急性毒性试验结果,nC60对大型溞48 h-LC50为0.47 mg·L-1,最大无观察效应浓度(NOEC)为0.10 mg·L-1.NOEC浓度选定为nC60亚急性试验浓度,用于联合毒性试验.nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,Zn2和Cr6+对大型溞48 h-LC50分别由2.33mg·L-1和0.40mg·L-1降低为1.52 mg·L-1和033 mg·L-1;nC60增加了大型溞对Zn2+和Cr6+的摄入,暴露1440 min后体内Zn2+和Cr6+累积量分别由6.52 μg·g-1湿重和1.52 μg·g-1湿重增加到9.98 μg ·g-1湿重和3.01 μg·g-1湿重;nC60和Zn2+和Cr6+联合作用于大型潘后,大型溞SOD酶活性均呈现出增强的诱导现象,联合作用时诱导作用强于两种物质单独作用.此研究表明:在亚急性浓度下,nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,提高了大型潘体内Zn2+和Cr6+的积累,并提高大型溞体内自由基活性.     

2,2’,4,4’-四溴联苯醚对大型溞的毒性效应

以实验室培养的大型溞为受试生物,进行了2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对大型溞的48h急性毒性实验和21d慢性毒性实验,并研究了暴露在不同质量浓度和处理时间的BDE-47中,大型溞的抗氧化酶系中的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的酶活性变化。结果表明,BDE-47对大型溞的48h的半致死浓度为1.04mg·L-1,属于高毒物质;在BDE-47慢性毒性实验低浓度处理组中,大型溞的体长及繁殖能力受到了抑制,而高浓度处理组中大型溞的体长及繁殖能力上升,其中第一次产仔数和产卵总数是表征BDE-47慢性毒性的最灵敏参数。随着BDE-47浓度的增加,大型溞SOD和GST活性均呈现出低浓度诱导高浓度抑制的现象。SOD和GST均表现出一定的敏感性,但相对SOD,GST对BDE-47暴露更为敏感。     

防污漆活性物质敌草隆和辣椒素对大型溞的急性和慢性毒性效应

敌草隆是一种典型的常用防污漆活性物质,辣椒素是一种新型的天然防污漆活性物质。为比较两者对水生甲壳动物的急性和慢性毒性,以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性毒性实验和慢性毒性实验,研究敌草隆和辣椒素对大型溞的致死性和对其初次生殖时间、总生殖胎数、体长和产幼溞数量等生物学指标的影响,建立浓度-效应关系,筛选最敏感的生物学指标。急性毒性实验结果表明,敌草隆对大型溞活动抑制的48 h半数效应浓度(EC50)为17.1 mg·L-1,辣椒素对大型溞的48 h-EC50为12.4 mg·L-1。慢性毒性实验结果表明,所有被观察的生物学指标均呈现显著的毒性响应,大型溞各项生物学指标对敌草隆的敏感性依次为幼溞数量初次生殖时间体长总生殖胎数,大型溞各项生物学指标对辣椒素敏感性依次为幼溞数量体长总生殖胎数初次生殖时间。计算敌草隆对大型溞繁殖抑制的21 d-EC10为0.830 mg·L-1,辣椒素对大型溞繁殖抑制的21 d-EC10为1.63 mg·L-1。辣椒素具有快速生物降解性,对大型溞繁殖抑制的EC101 mg·L-1,根据《化学品分类和标签规范第28部分:对水生环境的危害》(GB 30000.28—2013)分类要求,可认为辣椒素没有长期水生危害,体现了较好的环境友好性潜力。     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。     

Joint acute toxicity of tributyl phosphate and triphenyl phosphate to Daphnia magna

In this study, the joint acute toxicity of tributyl phosphate (TBP) and triphenyl phosphate (TPP) was investigated using Daphnia magna as the test organism. The median lethal concentrations for TBP and TPP at 24 and 48 h were 5.48 and 0.51 mg/L, 1.17 and 0.089 mg/L, respectively. When mixed at either equal concentration or various toxic unit ratios, TBP and TPP mixtures displayed an additive toxicity after both 24- and 48-h exposure. This work suggests that the joint acute toxicity of TBP and TPP towards D. magna can be predicted by calculating the toxic units of mixtures.     

2种经典模型对抗生素与重金属锌的蛋白核小球藻时间依赖联合毒性作用的评估比较

污染物在环境中普遍以混合物的形式存在,其累积毒性与毒性相互作用具有潜在的环境风险。因此,本研究以水环境中普遍存在的氨基糖苷类抗生素(硫酸链霉素、硫酸安普霉素和双氢链霉素)和重金属锌(Zn)为目标污染物,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,C. pyrenoidosa)为指示生物,应用直接均分射线法设计3种抗生素与Zn的3个二元混合物体系,应用时间毒性微板分析法系统测定3种抗生素和重金属Zn及其二元混合物射线的时间-浓度-毒性数据,以浓度加和(concentration addition,CA)与独立作用(independent action,IA)为标准加和参考模型,分析混合物毒性相互作用及其随时间变化规律。结果表明,随着暴露时间延长,3种抗生素和重金属Zn对C. pyrenoidosa的毒性逐渐增强; 2种模型对3个二元混合物体系的毒性相互作用评估基本一致,即在低浓度区域始终呈现加和作用,而在高浓度区域随暴露时间延长由协同作用逐渐转变为加和作用;而对于同一混合物体系,CA和IA模型预测毒性之间的差距随着浓度增加而增加,且IA预测曲线始终位于CA预测曲线上方,显示了IA模型在评估具有相异组分混合物的毒性时较CA模型接近实际观测值。     

地表水中抗生素复合残留对水生生物的毒性及其生态风险评价

针对上海地区地表水中混合并持久残留的抗生素对水生态的危害,测试了3种主要被使用的抗生素(磺胺甲恶唑,SMZ;土霉素,OTC;氟苯尼考,FF)对4个不同营养级的水生生物代表种(蛋白核小球藻、费氏弧菌、大型蚤和斑马鱼胚胎)的单一毒性和联合毒性,并进一步对生态风险进行评估来探究抗生素对水生态系统的综合作用。研究表明:水生生物对单一抗生素暴露的毒性敏感顺序为:蛋白核小球藻斑马鱼胚胎费氏弧菌大型蚤。用联合指数(CI)来评价抗生素二元混合物之间的相互作用时发现对于不同水生模式生物,抗生素之间的相互作用方式以拮抗作用(CI1)为主。通过与浓度加和(CA)和独立作用(IA)2个传统模型的预测效果比较,发现CI模型能准确预测到抗生素联合毒性偏离相加作用。由于养殖废水中这3种抗生素的含量均远高于其他水体(如黄浦江、长江口、工厂废水),其对不同营养级的水生生物均表现出较高的风险性,需要对养殖废水采取相应的风险削减措施;相比之下,其他水体中抗生素对费氏弧菌、斑马鱼胚胎、大型蚤均表现出低风险,但是对蛋白核小球藻仍具有一定的风险性,需要警惕抗生素对水体初级生产者的风险性。     

定性与定量评估4种重金属及2种农药混合物对费氏弧菌的毒性相互作用

重金属与农药共同暴露产生的联合毒性作用可以对实际环境产生潜在的风险。为了研究重金属与农药混合物在不同浓度比毒性相互作用(协同、拮抗与加和)及其定量评估相互作用大小,根据单个物质无观测浓度(NOEC)、5%效应浓度(EC5)、10%效应浓度(EC10)和50%效应浓度(EC50),设计3组混合物体系(即农药-农药、重金属-重金属和农药-重金属)分别按NOEC、EC5、EC10和EC50浓度比的12条混合物射线,测试单个化合物及混合物对以费氏弧菌的发光抑制急性毒性,利用浓度加和(CA)、独立作用(IA)、模型偏差比(MDR)及其观测值置信区间定性和定量评估12条混合物射线的毒性相互作用。结果表明,农药-农药二元混合物体系和农药-重金属六元混合物体系均产生明显的协同作用,其中农药-农药混合物体系中,混合物射线EE-NOEC在50%效应下协同作用大小达到30.6(MDRCA和MDRIA数值);混合物射线EE5、EE10的协同作用大小接近于混合物射线EE-NOEC,混合物射线EE50的效应大于15%时CA和IA计算的MDR值均在置信区间上限的上方,即混合物发生协同作用;农药-重金属混合物体系的4条混合物射线EE-NOEC、EE5、EE10和EE50在所有测试浓度水平的MDR值均在置信区间上限的上方,呈现出明显的协同作用;在50%效应下,混合物射线EE-NOEC、EE5、EE10和EE50的MDRCA和MDRIA值分别为4.05和4.91、6.12和7.98、3.70和4.60、2.62和2.59。重金属-重金属四元混合物体系除了EC50浓度比混合物表现出拮抗作用,其余混合物在所有测试浓度范围的MDR值均在置信区间范围内,均为加和作用。因此,混合物的毒性相互作用大小随着组分浓度比变化而发生变化。     

Indoor air pollution: A review∗

Relationships between toxicities of substituted aromatic hydrocarbons to Daphnia magna and to Fathead minnows or Photobacterium phosphoreum were studied based on structure‐activity equations we established. Good relationships between toxicities of chemicals to Daphnia magna and to Fathead minnows, Photobacterium phosphoreum were found for a wide range of chemicals. The toxicity data of fish can be predicted by the toxicity data of Daphnia magna or Photobacterium phosphoreum. It is probable that the toxicities of chemicals to the three organisms are similar.     

铜和镍对大麦根伸长的联合毒性研究

重金属的复合污染在环境污染中普遍存在,所以复合污染的联合毒性研究对于准确评价重金属污染有着重要的意义.本论文以大麦根伸长为研究对象,探索了铜(Cu)和镍(Ni)对大麦根伸长的联合毒性.基于Cu-Ni混合物的剂量-效应曲线,运用扩展的浓度加和(CA)与独立作用(RA)两个模型对不同浓度组合的Cu-Ni混合物的交互作用及联合毒性进行预测.结果表明,扩展的CA和RA模型均能较好地预测Cu-Ni混合物对大麦根伸长的联合毒性,低剂量的Ni能缓解Cu对大麦根伸长的毒性作用,但是低剂量的Cu对Ni的生物毒性没有显著影响.研究阐明了Cu、Ni复合作用对大麦根伸长联合毒性的效应机理.     

Combined toxic effect of airborne heavy metals on human lung cell line A549

Many studies have demonstrated that heavy metals existing as a mixture in the atmospheric environment cause adverse effects on human health and are important key factors of cytotoxicity; however, little investigation has been conducted on a toxicological study of a metal mixture from atmospheric fine particulate matter. The objective of this study was to predict the combined effects of heavy metals in aerosol by using in vitro human cells and obtain a suitable mixture toxicity model. Arsenic, nickel, and lead were selected for mixtures exposed to A549 human lung cancer cells. Cell proliferation (WST-1), glutathione (GSH), and interleukin (IL)-8 inhibition were observed and applied to the prediction models of mixture toxicity, concentration addition (CA) and independent action (IA). The total mixture concentrations were set by an IC₁₀-fixed ratio of individual toxicity to be more realistic for mortality and enzyme inhibition tests. The results showed that the IA model was statistically closer to the observed results than the CA model in mortality, indicating dissimilar modes of action. For the GSH inhibition, the results predicted by the IA and CA models were highly overestimated relative to mortality. Meanwhile, the IL-8 results were stable with no significant change in immune reaction related to inflammation. In conclusion, the IA model is a rapid prediction model in heavy metals mixtures; mortality, as a total outcome of cell response, is a good tool for demonstrating the combined toxicity rather than other biochemical responses.