应用流式细胞技术研究铜对藻细胞膜完整性及脂酶活性的影响

应用流式细胞技术(FCM)及PI/FDA染色方法,在不同Cu2浓度处理后,从细胞膜完整性、脂酶活性两方面同时研究了Cu2 处理对微囊藻细胞的急性毒性作用.检测结果表明,在不同浓度Cu2 处理M.aeruginousa1h时,PI荧光检测显示藻细胞膜的完整性几乎没有受到影响,而FDA荧光检测则表明藻细胞的脂酶活性在一定浓度受到刺激.在Cu2 处理24h时,随着Cu2 浓度的增高,PI和FDA荧光强度变化的概率均呈明显的浓度抑制型变化,说明在此时Cu2 作用下FDA荧光的下降,不仅与细胞内脂酶活性受到抑制有关,而且也是高浓度Cu2 作用下细胞膜受损而导致细胞内含物外流的结果.图3参16     

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).     

HgCl2对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生理生化特性的影响(Effects of HgCl2 on Physiological and Biochemical Characteristics of Scenedesmus obliquus)

为探讨汞对藻类的毒性效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,检测了HgCl2对藻细胞数目、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生化指标的影响.结果表明,各暴露组(0.2～1.5mg·L-1)HgCl2对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随HgCl2暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,HgCl2对斜生栅藻的48、72、96hEC50值分别为1.194、1.113、0.986mg·L-1.随着HgCl2暴露浓度的升高(0.01～1.5mg·L-1),叶绿素a、b及类胡萝卜素等光合色素含量均呈逐渐降低趋势;SOD活性表现为先激活后抑制;MDA含量则显著增加(p<0.05,p<0.01).     

土霉素对斜生栅藻的毒性效应研究

土霉素被广泛应用于畜牧养殖业,但由于动物对土霉素的吸收效率较低,其不可避免地进入水环境,对水生生物造成影响。为探究土霉素对淡水藻的毒性作用,选择斜生栅藻为受试生物,通过室内暴露实验,研究不同浓度土霉素(0、1、2、5、10和20 mg·L~(-1))对斜生栅藻的生物毒性效应。研究结果表明,各浓度土霉素暴露组对斜生栅藻生长均有抑制作用,最高抑制率为44.4%,土霉素对斜生栅藻96 h的半数效应浓度(EC50)、无可见效应浓度(NOEC)和最低可观察效应浓度(LOEC)分别为21.3、2和5 mg·L~(-1);相同暴露条件下,叶绿素a含量与斜生栅藻生物量表现出同样的变化趋势,与对照组相比,20 mg·L~(-1)浓度组中叶绿素a含量在96 h降低了28.9%。暴露96 h,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性整体呈现出下降趋势,20 mg·L~(-1)浓度组SOD活性受到显著性抑制(P0.001),比对照组低38.8%;丙二醛(MDA)含量与活性氧(ROS)受到不同程度诱导,20 mg·L~(-1)浓度组MDA含量为对照组的3.2倍,ROS为对照组的1.2倍; 10 mg·L~(-1)和20 mg·L~(-1)土霉素对斜生栅藻造成了一定程度的氧化损伤。     

邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性作用

为了研究邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对水生藻类的生态毒性作用,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试对象,设置5个DEHP浓度梯度(5、10、20、40、80mg·L-1)和1个对照组,实验周期为96h,以藻细胞数量和光合色素含量为测试指标,检测了DEHP对斜生栅藻生长的影响.结果表明,DEHP对斜生栅藻生长和色素含量具有一定的影响:暴露96h后,各DEHP暴露组斜生栅藻生物量(藻细胞数)与对照组均有显著差异(p<0.05),且随DEHP暴露浓度的升高,生物量逐渐降低;各DEHP暴露组叶绿素a、b含量均显著低于对照(p<0.05),在较低DEHP浓度(5、10mg·L-1)下,叶绿素a、b含量略呈上升趋势,较高DEHP浓度(≥40mg·L-1)下,则呈下降趋势;DEHP暴露对类胡萝卜素含量影响不大,除80mg·L-1组显著降低(p<0.05)外各实验组差异不大(p>0.05).     

纳米MgO对斜生栅藻的毒性效应及致毒机理

为探究纳米氧化镁(MgO)对微藻的毒性效应及致毒机制,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,测定了纳米MgO对斜生栅藻细胞形态、生长、叶绿素含量及SOD和POD酶活性的影响.结果表明,低浓度的纳米MgO(0.8 mg·L-1)即可对斜生栅藻的生长及叶绿素的合成有抑制作用,说明纳米MgO对斜生栅藻具有明显的毒性.100 mg·L-1纳米MgO处理时,完全抑制了栅藻的生长和叶绿素的合成,藻细胞在4 d内死亡.通过亚甲基蓝还原法测定培养体系中活性氧(ROS)含量发现,随着纳米MgO浓度的升高,ROS大量增加;且纳米MgO暴露条件下,POD酶活性相比于对照组显著增强,但不同浓度纳米MgO处理组之间POD酶活性无明显差异.纳米MgO处理96 h后,当其浓度高于0.8 mg·L-1时,SOD酶活性随浓度升高而降低,表明长时间暴露于纳米MgO后,SOD酶活性受高浓度纳米MgO抑制,而POD酶则作为主要的抗氧化酶清除产生的各种自由基.扫描电镜观察发现,纳米MgO(20 mg·L-1)处理时,斜生栅藻细胞变形,甚至裂解.纳米MgO发生团聚,附着在栅藻细胞表面;团聚的纳米MgO对藻细胞鞭毛有缠绕作用,使细胞聚集成团,限制了藻细胞的游动,并导致细胞间相互遮弊,不利于藻细胞吸收光能.透射电镜观察发现,纳米MgO没有进入藻细胞内部.通过测定纳米MgO解离出的Mg2+的含量和对藻细胞部分生理生化指标的影响发现,其对藻细胞没有毒性效应.因此,纳米MgO对斜生栅藻的致毒机理可归纳为:通过释放大量ROS对藻细胞产生氧化胁迫抑制其生长;高浓度的纳米MgO引起藻细胞的接触性物理损伤,导致藻细胞质壁分离,裂解;同时纳米MgO团聚并覆盖在藻细胞表面,通过与藻细胞鞭毛的相互作用使细胞聚集成团,影响细胞的正常游动及其对光能、营养物质的吸收利用和气体的交换.     

多环芳烃(芘)对斜生栅藻的毒性研究

多环芳烃是自然界中常见的有机污染物。以多环芳烃(芘)为研究对象,采用实验室培养斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的方法,测定藻细胞密度和光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量的变化,研究不同质量浓度芘对斜生栅藻的毒性效应,设置5个芘质量浓度梯度(5、10、20、30、50 mg·L-1)和1个对照组,通过同期生长的处理组与对照组的藻细胞数进行比较以及抑制率计算对实验结果分析。结果表明:芘对斜生栅藻的生长有一定的抑制作用,随着芘质量浓度增加,斜生栅藻生长受到抑制作用越明显,呈现出良好时间-效应和剂量-效应的关系;经回归分析,求得2 d,4 d和6 d芘抑制斜生栅藻生长的半抑制浓度(EC50)分别为44.07,29.23和20.99 mg·L-1。斜生珊藻的生长率随处理浓度的增加而逐渐降低。同时通过肉眼和显微镜观察,发现斜生栅藻藻的颜色随芘浓度增加从翠绿色变为白色。芘处理斜生栅藻6d后,斜生栅藻光合色素含量和Ca/Cb随芘浓度增加而明显下降,并且变化趋势与生长率基本一致。其中斜生栅藻的叶绿素a含量的减少比叶绿素b和类胡萝卜素快。芘可能通过抑制藻的光合作用产生毒害效应,从而抑制藻类生长。     

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。     

全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓的毒性作用

为考察全氟化合物的土壤生态毒性,以赤子爱胜蚓为模式生物,通过人工土壤染毒方法研究全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓急性毒性、回避行为和SOD、CAT等抗氧化酶活性的影响。结果表明,PFOA对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,实验求得PFOA对蚯蚓毒性作用7和14d的LC50值分别为816.58和792.50mg·kg-1;蚯蚓在160mg·kg-1PFOA暴露浓度下表现出明显的回避反应。在10～120mg·kg-1PFOA长时间暴露下,蚯蚓体内SOD出现"低促高抑"的变化趋势,而GSH-Px则总体上被PFOA所抑制。     

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。     

邻苯二甲酸二甲酯在离体人红细胞内的分布和含量研究

邻苯二甲酸酯类污染物(PAEs)在环境中普遍存在,可沿食物链富集,危害人体健康。本文利用荧光光谱法和高效液相色谱法(HPLC)探究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)在离体人红细胞内的分布情况。结果表明,红细胞在310 nm、490 nm和609nm处各具有一个荧光特征峰,其来源分别为:红细胞内的蛋白;还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和膜脂;锌卟啉和原卟啉。DMP染毒后,310 nm处的荧光峰出现明显下降,其原因为进入红细胞内的DMP与蛋白发生了结合;490 nm和609 nm处的荧光峰变化很小。高效液相色谱(HPLC)实验结果表明,DMP能透过红细胞膜进入细胞内部,其进入量随暴露量增加而增加,进入量和暴露量的比值随暴露量增加而减少。上述研究成果能加深对PAEs在血液运输过程中与红细胞毒性作用的理解,可为PAEs的危险性评估和相关疾病预防提供数据参考。     

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。     

全氟辛酸对大鼠海马细胞内钙离子浓度的影响

采用连续灌胃染毒的方法,探讨了全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)经口急性染毒对大鼠海马细胞内钙离子浓度的影响.选择雄性Wistar大鼠40只,实验组PFOA染毒剂量分别为2、8、30mg·kg-1(bw).连续灌胃染毒7天后,制备海马单细胞悬液,采用Fura-2/AM荧光探针法测定海马细胞内游离钙离子浓度([Ca2+]i),使用固相萃取-高效液相色谱/质谱联机法(HPLC/MS-MIS)检测血清与脑组织中PFOA浓度.结果表明,染毒组大鼠血清与脑中PFOA浓度均显著高于对照组水平(p<0.01),血清与脑中PFOA浓度之间存在显著的正相关关系(r2=0.611,p<0.01).PFOA染毒8、30mg·kg-1(bw)实验组海马细胞[Ca2+]i分别为(207.89±22.84)nmol·L-1和(284.19±14.75)nmol·L-1,显著高于对照组((141.68±11.47)nmol·L-1)和PFOA染毒2mg·kg-1(bw)实验组((147.38±19.23)nmol·L-1)(p<0.01).大鼠脑、血清中PFOA浓度分别与海马[Ca2+]i存在正相关关系(r2=0.552,p<0.01;r2=0.756,p<0.01).研究结果显示,PFOA暴露可使血清和脑组织中PFOA浓度增加,引起大鼠海马神经元细胞[Ca2+]i升高.     

Decomposition of perfluorooctanoic acid by microwaveactivated persulfate: Effects of temperature, pH, and chloride ions

Microwave-hydrothermal treatment of persistent and bioaccumulative perfluorooctanoic acid (PFOA) in water with persulfate (S₂O ₈ ^2? ) has been found effective. However, applications of this process to effectively remediate PFOA pollution require a better understanding on free-radical scavenging reactions that also take place. The objectives of this study were to investigate the effects of pH (pH = 2.5, 6.6, 8.8, and 10.5), chloride concentrations (0.01?C0.15 mol·L^?1), and temperature (60°C, 90°C, and 130°C) on persulfate oxidation of PFOA under microwave irradiation. Maximum PFOA degradation occurred at pH 2.5, while little or no degradation at pH 10.5. Lowering system pH resulted in an increase in PFOA degradation rate. Both high pH and chloride concentrations would result in more scavenging of sulfate free radicals and slow down PFOA degradation. When chloride concentrations were less than 0.04 mol·L^?1 at 90°C and 0.06 mol·L^?1 at 60°C, presence of chloride ions had insignificant impacts on PFOA degradation. However, beyond these concentration levels, PFOA degradation rates reduced significantly with an increase in chloride concentrations, especially under the higher temperature.     

A review of spatial and temporal assessment of PFOS and PFOA contamination in China

The current state of concentrations of perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) in China is presented. While products that are known to degrade to either PFOS or PFOA have been used in China, concentrations in environmental media have been reported to be relatively low across China. Greater concentrations of PFOS and PFOA were observed in southern and eastern China than in other areas of China. Concentrations of PFOS and PFOA were relatively great in the Huangpu River, with concentrations of 20.5 ng l^?1 and 1590 ng l^?1, respectively. Surface waters of Dongguan and Shanghai were more contaminated by PFOS and PFOA than that of other cities. Dongguan was the only city in China in which PFOS value in surface water exceeded the water quality criterion, while PFOA concentration in Shanghai was 152 ng l^?1. Similar to other contaminants, point-source pollution was also the common pattern of PFOS and PFOA contamination. Concentrations of PFOS in human blood in China were relatively greater in China than other countries, with drinking water contamination given as the most likely source. Concentrations of PFOS in human blood have increased from the 1980s to the 2000s, while such a trend was not observed for PFOA.     

PFOA对斑马鱼胚胎发育、行为和DNA损伤的毒性研究

全氟辛酸(PFOA)是一种分布广泛的环境持久性有机污染物,在野生动物与人体内普遍被检出。目前PFOA发育毒性的特点和机制尚未阐明,已有的研究显示,PFOA毒性与受试物种及性别密切相关。因此,利用不同物种进行PFOA毒性研究对阐明其毒性机制十分重要。本研究选用了斑马鱼这种理想的脊椎动物模型,考察了PFOA暴露对其胚胎发育的自主运动、心跳、行为、细胞凋亡和DNA损伤的影响。研究发现,始于6hpf的PFOA暴露会导致斑马鱼胚胎自主运动异常,心率降低,且具有一定的剂量依赖性;6～24hpf的高浓度的PFOA暴露(>414.0mg·L-1)会导致胚胎发生显著的细胞凋亡,凋亡主要出现在眼部、头部、心脏和尾部。较高浓度的PFOA暴露(165.6mg·L-1)会使仔鱼的光刺激应激行为模式发生变化。此外,PFOA暴露会致使斑马鱼发生DNA损伤,且损伤程度随PFOA浓度的升高而加重,表明PFOA具有一定的基因毒性。上述结果表明,PFOA对斑马鱼胚胎具有发育毒性,具体表现为自主运动异常,心率降低和行为反应能力变弱,同时伴随畸形、细胞凋亡和DNA损伤。     

9种草本观赏植物叶绿素含量和细胞膜透性对酸雨胁迫的响应

研究模拟酸雨(pH 2.0、3.0、3.5)对9种草本观赏植物叶片叶绿素(Chl)含量和细胞质膜透性的影响。结果表明,酸雨强度与草本观赏植物Chl含量呈负相关,酸雨胁迫次数越多,Chl含量越低,不同pH胁迫只是变幅之间存在差异,而在酸雨处理终止后,植物叶片Chl含量逐步恢复,且不同敏感型植物在各时段的恢复速度(或修复进程)不同,其规律为敏感植物<中等植物<抗性植物。酸雨强度与植物叶片质膜透性呈正相关,每增加1次酸雨胁迫,植物叶片质膜透性在前次基础上有所增加,增加幅度也表现出敏感植物>中等植物>抗性植物的基本规律。酸雨处理结束后,3类植物叶片质膜透性基本呈现“低—高—低”变化规律,质膜透性的变化峰值多出现在酸雨处理终止后的48 h,仅变化幅度存在差异,即敏感植物>中等植物>抗性植物。     

Photo-induced surface frustrated Lewis pairs for promoted photocatalytic decomposition of perfluorooctanoic acid

● Terminal carboxylate group activation is PFOA degradation’s rate-limiting step. ● Bi₃O(OH)(PO₄)₂ with surface frustrated Lewis pairs (SFLPs) efficiently degrade PFOA. ● Photo-induced Lewis acidic sites and proximal surface hydroxyls constitute SFLPs. ● SFLPs act as collection centers to effectively adsorb PFOA. ● SFLPs endow accessible pathways for photogenerated holes rapid transfer to PFOA. Heterogeneous photocatalysis has gained substantial research interest in treating per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS)-contaminated water. However, sluggish degradation kinetics and low defluorination efficiency compromise their practical applications. Here, we report a superior photocatalyst, defected Bi₃O(OH)(PO₄)₂, which could effectively degrade typical PFAS, perfluorooctanoic acid (PFOA), with high defluorination efficiency. The UV light irradiation could in situ generate oxygen vacancies on Bi₃O(OH)(PO₄)₂ through oxidation of the lattice hydroxyls, which further promotes the formation of Lewis acidic coordinately unsaturated bismuth sites. Then, the Lewis acidic sites couple with the proximal surface hydroxyls to constitute the surface frustrated Lewis pairs (SFLPs). With the in-depth spectroscopic analysis, we revealed that the photo-induced SFLPs act as collection centers to effectively adsorb PFOA and endow accessible pathways to transfer photogenerated holes to PFOA rapidly. Consequently, activation of the terminal carboxyl, a rate-limiting step for PFOA decomposition, could be easily achieved over the defected Bi₃O(OH)(PO₄)₂ photocatalyst. These results suggest that SFLPs exhibit great potential in developing highly efficient photocatalysts to degrade persistent organic pollutants.     

不同强度的声波对猕猴桃试管苗根系发育的影响

通过用不同强度的声波刺激中华猕猴桃(Actinidia chinensis)的组培试管苗，研究模拟声场的力学刺激对木本植物根系发育的生物学效应．结果表明：适度强度的声波刺激(100dB左右)可促进猕猴桃试管苗根系的生长发育，而根系质膜的通透性也相应降低以阻挡外界有害物质的侵入，使根系活力以及与之相关的根系总长、分根数等指标明显增强；但当声波强度超过一定范围后，对根系发育的促进效应就受到明显的抑制，当110dB时甚至开始抑制试管苗的根系发育．从细胞和分子生物学水平对环境应力影响根系发育的可能机理进行了讨论．图2表1参13