拟柱孢藻毒素生态毒性的研究进展和展望

随着全球变暖的加剧,拉氏拟柱胞藻（Cylindrospermopsis raciborskii）表现出从热带和亚热带地区向温带地区迁移和扩张的趋势。拟柱孢藻过度繁殖引发的主要生态环境问题是其有毒次级代谢产物—拟柱孢藻毒素（Cylindrospermopsin,CYN）的大量产生。这种蓝藻毒素水溶性很高,可长时间停留在水体中,对动植物和人类健康造成威胁。近年来,国际上对CYN的研究越来越多,研究范围也日趋广泛,而国内的相关研究却很少。本文根据现有的研究结果,介绍了CYN的分子结构和理化特性;总结了CYN可能对水生生物、土壤作物和人类健康造成的影响和危害,并对相应的致毒机理进行了归纳总结;最后对未来的研究内容和方向进行了展望。     

水环境中藻毒素生态风险的物种敏感性分布评价

藻毒素对人体的健康风险已受普遍关注,然而其对水生态物种敏感性分布的影响尚不明朗。本研究采集已有实验数据,利用种间相关性分析(ICE)模型和物种敏感性分布评估(SSDs)方法,筛选了64个水生生物物种的71组急性毒性数据(EC50),构建水生生物对肝毒素(节球藻毒素、柱孢藻毒素)和神经毒素(类毒素、贝毒素)的SSD方程。在此基础上,计算不同暴露浓度下的潜在影响比例(PAF)以及保护95%物种基础上藻毒素对水生生物的生态风险阈值(HC5),比较不同类别生物对藻毒素的敏感性以及藻毒素对水生生物的生态风险。结果表明:(1)在95%物种保护保证率下,节球藻毒素、柱孢藻毒素、类毒素和贝毒素对全部物种的HC5值分别为74.96、205.39、194.39、0.3μg·L~(-1),贝毒素水生态风险最高,柱孢藻毒素最低。(2)柱孢藻毒素、类毒素对无脊椎动物的HC5值分别为122.93、95.19μg·L~(-1),低于全部物种的HC5值,无脊椎动物受柱孢藻毒素、类毒素影响较其他物种大。(3)物种潜在影响比例可明确表征敏感性,柱孢藻毒素、类毒素在各浓度暴露情景下对无脊椎动物的PAF值均高于脊椎动物,显示无脊椎动物的敏感性较高。     

入侵蓝藻——拟柱胞藻的分布特征及生理生态研究进展

拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)因能产生蓝藻毒素、形成水华并具入侵特性,导致严重的公众健康和环境安全问题而在近年备受关注。拟柱胞藻被认为是热带特征性种类,但在过去的20多年中,研究发现该藻广泛出现在包括北欧在内的亚热带和温带地区水体,这表明拟柱胞藻已成为一个广布性入侵种类。系统地理学研究确认该藻属热带起源,提出两个假说解释其在世界范围内的扩散。拟柱胞藻的成功入侵被认为与该藻的生理生态可塑性有关,该藻喜好高温,耐阴性强,但却可以耐受较宽的温度和光强波动,这种适应性是其在温带到热带水体都广泛存在的基础。拟柱孢藻在氮利用上被认为是广幅种,可利用NH_4~+、NO_3~-、有机氮等不同形态的氮以解决缺氮危机;在氮不足的环境中,它能形成异形胞自行固氮而获得生长优势。拟柱孢藻拥有快速吸收和储存无机磷的能力以适应低磷环境,故其可在磷浓度极低的环境中占据优势。此外,拟柱孢藻的产毒能力可能有助于其营养摄取和捕食防御,其他因子如盐度、化感作用都可能在拟柱胞藻的地理扩散中起重要作用。文章较全面地总结了拟柱胞藻对不同环境因子的适应性,阐明了该藻入侵的生理生态策略。     

微囊藻和拟柱孢藻对亚热带大型枝角类拟同形溞(Daphnia similoides)生长与繁殖的影响

拟同形溞(Daphnia similoides)是我国南亚热带地区广泛分布的大型枝角类种类,为了解富营养化对其种群生存的影响,以分离驯化的拟同形溞为对象,通过喂食有毒铜绿微囊藻(Toxic Microcystis aeruginosa FACHB905)、无毒铜绿微囊藻(Non-toxic M.aeruginosa FACHB469)和拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii N8),探讨不同蓝藻构成的食物对拟同形溞生长和繁殖的影响.3株蓝藻分别与小球藻(Chlorella pyrenoidosa,CP)的生物量按4:0、3:1、2:2、1:3配比,以致蓝藻在食物中的比例分别记为100%、75%、50%、25%,总有机碳浓度控制为1 mg/L.结果显示,相对于单独喂食小球藻,含3株蓝藻的混合食物均显著抑制拟同形溞的生长和繁殖,表现为拟同形溞的体长增长率、最大体长、净生殖率和内禀增长率均下降,且下降趋势与蓝藻浓度呈显著正相关(P<0.05).相同浓度下,喂食拟柱孢藻的溞体的存活率、累计产幼量、净生殖率、内禀增长率均高于两株微囊藻.在3株蓝藻浓度均为100%时,喂食拟柱孢藻的溞体寿命、最大体长、累计产幼数分别为19 d、1.68 mm、2,均高于喂食有毒微囊藻藻的5.8 d、1.20 mm、0和无毒微囊藻的5.8 d、1.19 mm、0.本研究表明,水体中存在铜绿微囊藻和拟柱孢藻会影响拟同形溞的生长繁殖,且微囊藻对拟同形溞生长繁殖的抑制作用大于拟柱孢藻.     

两座高原水库蓝藻群落结构与微囊藻毒素的分布对比研究

为了了解贵州高原水库蓝藻群落组成特征和微囊藻毒素分布,于2009年10月对贵州高原2座水库——万峰湖和百花湖采样调查。结果表明:万峰湖以蓝藻为主要优势藻,蓝藻中的拟柱孢藻(Cylindrospermopsis sp.)占绝对优势,浮游植物丰度在13.05×104～55.80×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值占到了总量的82.55%,6个采样点中有3个(大坝、野鸭滩和革布)检出了微囊藻毒素MC-RR,且有1个点(革布)质量浓度超标,另外3个点(坝艾、坝达章和九里堡)未检出;百花湖以蓝藻、绿藻和硅藻共同构成优势藻,蓝藻中的假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)是主要优势藻,浮游植物丰度在6.16×104～65.00×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值在总体中所占比例为33.25%,3个采样点(大坝、岩脚寨和码头)均未检出微囊藻毒素。形成2个高原水库蓝藻群落结构和微囊藻毒素分布差异的原因可能是:2个水库中氮、磷营养盐水平不同引起浮游植物群落组成不同,进而导致了微囊藻毒素的分布出现差异。     

T-2毒素的毒性效应及致毒机制研究进展

T-2毒素是由多种镰刀菌产生的单端孢霉烯族化合物中毒性较强的一种毒素,广泛存在于谷物和谷类食品中.经食物连续摄入T-2毒素会对人类和动物的健康造成潜在危害.目前,T-2毒素对人和动物健康的影响受到了社会的广泛关注,已成为毒理学领域研究的热点课题之一.在综述了T-2毒素的生物转化、代谢途径及其毒理学效应与机制基础上,对现...     

水生植物滤床去除富营养化湖泊水中微囊藻毒素的研究

水生植物滤床(HFB)是一种用于净化富营养化水体的新型无基质型人工湿地系统。为考察HFB系统对水体中微囊藻毒素的处理效果,在太湖湖滨进行了中试研究。结果表明,在7—9月份,总藻毒素去除率在36.5%~75.8%之间,平均去除率为59.4%;胞外藻毒素平均去除率为50.0%;胞内藻毒素平均去除率为63.9%。不同植物组合型式的HFB系统对总藻毒素去除效果无显著差异。在水力负荷1.0~6.0m3/(m2·d)范围内,HFB系统去除藻毒素效果也无显著差异。系统对藻毒素的去除效果与富营养化指标(叶绿素-a、CODMn、TP)的处理效果成直线正相关性,藻毒素可作为一辅助指标从健康效应角度来反映富营养化水体水质改善情况。HFB系统在水源地藻毒素污染控制方面具有应用价值。     

蟛蜞菊水提液对水华蓝藻——卵孢金孢藻的化感作用研究

为探究陆生植物对水华蓝藻的化感作用,本文采用不同浓度的蟛蜞菊(Wedelia chinensis)水提液对卵孢金孢藻(Chrysosporum ovalisporum)进行了为期6 d的室内培养试验,结果发现:蟛蜞菊水提液对卵孢金孢藻的化感作用总体上呈"低促高抑";当蟛蜞菊水提液浓度大于6 g·L~(-1)时,将显著降低卵孢金孢藻光合作用有效量子效率(YⅡ)、最大量子产量(Fv/Fm)、叶绿素a(Chla)含量和藻细胞生物量(P0.01);当浓度大于8 g·L~(-1)时,单位藻细胞内的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性显著高于对照组(P0.05),表明蓝藻细胞受到较强的胁迫作用;透射电镜观察结果表明:高浓度蟛蜞菊水提液会破坏细胞膜,导致藻细胞内的类囊体、羧基体、气囊等超微结构受损,并最终导致藻细胞溶解、藻丝断裂和死亡。此外,本文利用Logisitic模型研究了蟛蜞菊水提液对卵孢金孢藻的半效应浓度(EC50),其24 h、48 h、72 h和144 h的EC50分别为:3.78 g·L~(-1)、4.47 g·L~(-1)、4.72 g·L~(-1)和6.55 g·L~(-1)。本研究为中国湖泊蓝藻水华的防治增添了基础数据和新的技术思路。     

4-壬基酚对拟柱胞藻生长、抗氧化酶和光合作用的影响及机理

为探究4-壬基酚对入侵水华蓝藻拟柱胞藻的影响,对不同浓度(0.00、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mg·L~(-1)) 4-壬基酚处理96 h后的拟柱胞藻叶绿素a、抗氧化酶和光合作用进行测定。结果表明,4-壬基酚对拟柱胞藻96 h半数效应浓度(96 h-EC_(50))为0.457 mg·L~(-1)。高浓度处理(0.50 mg·L~(-1))时,拟柱胞藻叶绿素a含量、最大光合效率(F_v/F_m)、光合效率(α)、最大相对电子传递速率(rE TRmax)、半饱和光强(Ik)、RC/Cs0、ET0/RC、ΦP0、ΦE0、ψ0和Sm/t(F_m)均显著下降被显著抑制,而光合系统Ⅱ中ABS/RC、DI0/RC和TR0/RC均显著增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性随着浓度增加明显上升。而低浓度处理下(0.10 mg·L~(-1)),拟柱胞藻的叶绿素a含量、光合效率、最大相对电子传递速率和半饱和光强增加。这些结果表明高浓度4-壬基酚处理下,拟柱胞藻的叶绿素合成受阻,光合色素减少,光合反应中心结构受损,Q-A大量累积,光合效率下降,抑制藻细胞的光合作用,导致了拟柱胞藻生长受到阻碍,而低浓度壬基酚处理下,则可能表现出低剂量毒物兴奋效应。     

两座高原水库蓝藻群落结构与微囊藻毒素的分布对比研究

为了了解贵州高原水库蓝藻群落组成特征和微囊藻毒素分布,于2009年10月对贵州高原2座水库——万峰湖和百花湖采样调查。结果表明：万峰湖以蓝藻为主要优势藻,蓝藻中的拟柱孢藻（Cylindrospermopsis sp.）占绝对优势,浮游植物丰度在13.05×104～55.80×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值占到了总量的82.55%,6个采样点中有3个（大坝、野鸭滩和革布）检出了微囊藻毒素MC-RR,且有1个点（革布）质量浓度超标,另外3个点（坝艾、坝达章和九里堡）未检出;百花湖以蓝藻、绿藻和硅藻共同构成优势藻,蓝藻中的假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）是主要优势藻,浮游植物丰度在6.16×104～65.00×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值在总体中所占比例为33.25%,3个采样点（大坝、岩脚寨和码头）均未检出微囊藻毒素。形成2个高原水库蓝藻群落结构和微囊藻毒素分布差异的原因可能是：2个水库中氮、磷营养盐水平不同引起浮游植物群落组成不同,进而导致了微囊藻毒素的分布出现差异。     

Allelopathic effect of Cylindrospermopsis raciborskii extracts on the germination and growth of several plant species

Cylindrospermopsis raciborskii is an invasive cyanobacterium and a potential producer of the alkaloid toxin cylindrospermopsin (CYN). Extracts of two strains of C. raciborskii were tested for their effects on the germination and growth of Lactuca sativa, Phaseolus vulgaris, Pisum sativum and Solanum lycopersicum. Germination was not significantly inhibited for any of the plant species tested, but growth was affected, depending on the species. Root and stem growth in L. sativa was generally stimulated by both strains. Ph. vulgaris root growth was stimulated by both strains but no effect was visible in stem growth. S. lycopersicum root growth was inhibited by both strains and stem growth was inhibited only by the CYN strain. P. sativum root growth was also inhibited by both strains but stem growth was stimulated. CYN accumulation was also differential with toxin transfer to the stem. Ph. vulgaris accumulated the highest CYN concentration. This study suggests that plants behave differently in their response to this toxin and that roots and stems also show different abilities to react and accumulate the toxin. Knowledge of the impact of CYN- and non-CYN-producing cyanobacteria in different plant species and translocation of the toxin to different plant parts is essential for the avoidance of human as well as environmental health hazards.     

皮革废物铬革屑的微生物学处理研究Ⅰ:降解铬革屑的微生物筛选及诱变

从不同来源的微生物中筛选出能粗效降解革屑的皱绒青霉 Ａ Ｓ３ ．１０６６ 菌株,可溶性蛋白得率达５３ ．５ ％ ;该株经紫外诱变获得高产蛋白酶诱变株 Ａ Ｓ３ ．１０６６ Ｅ,其蛋白酶活性较原始菌株高３ 倍     

人为作用对土壤环境质量的影响及对策

人为作用引起的土壤环境变化是衡量和反映土壤资源与环境质量的标志，它与当前世界关注的全球变化和可持续发展密切相关。本文着重讨论近百年来土壤环境的变化以及未来土壤环境变化的新趋势。通过大量的数据，阐述由于人为作用，上地退化和水土污染问题日益严重。文章还进一步从气候变化、人口压力和大型工程建设等几方面对未来土壤环境的影响进行了预测。最后提出了防治土地退化、水土污染及提高土壤环境质量的对策。     

Environmental policy with upstream pollution abatement technology firms

This paper examines how the existence of an upstream abatement technology sector affects optimal environmental policy. We explore whether the policy should be especially stringent in order to spur a successful export industry based on abatement technology. Furthermore, we investigate if a stringent policy can be used to increase competition in the upstream sector. Our point of departure is a three-stage game between a government in a country with a polluting downstream industry, and a limited number of upstream firms supplying abatement technologies. The government moves first, and may use its environmental policy strategically to influence the behavior of the upstream technology firms. We find that an especially stringent environmental policy towards the polluting downstream sector may be well founded, as it increases competition between the technology suppliers, leading to lower abatement costs. However, to our surprise, an especially stringent environmental policy is not a particularly good industrial policy with respect to developing successful new export sectors based on abatement technology.     

纳米零价铁的生态毒性效应研究进展

纳米零价铁(n ZVI)由于其比表面积大、表面反应活性高以及强还原性,可以作为一种高效的环境修复材料,广泛运用于污染地下水及土壤修复。大量的n ZVI颗粒直接注射到污染位点会增加生态系统的暴露可能性,并且由于n ZVI粒径特别小,能穿过细胞膜和生物体的各类天然屏障,对环境及生态系统存在潜在风险,因此科学家们开始更多地关注n ZVI的生物安全性研究。鉴于n ZVI在环境修复应用中的巨大潜力和可能的毒性效应,对n ZVI环境风险的研究也显得尤为重要。综述了近几年国内外关于n ZVI生态毒性的研究成果,n ZVI对病毒、细菌、微生物群落、以及动植物等都能导致一定的负面效应,尽管其毒性机制尚不明确,但普遍认为n ZVI暴露后铁离子的释放和氧化损伤确实可以引起生物效应,部分研究还分析了环境因素和表面改性对其毒性的影响。文章对其未来的发展方向进行了展望,以期为今后纳米零价铁的研究提供参考。     

Bewertung von diffusen Stoffeinträgen im Rahmen der nationalen Biodiversitätsstrategie

Background, aim and scope In 2007, the German government approved a national strategy on biological diversity. The strategy requires the integration of its quality targets and action targets into other policies. In addition to other pressure factors, area-wide diffuse substance discharges contribute considerably to the loss of biological diversity. Reducing these diffuse substance discharges to long-term ecologically compatible levels is one of the main action targets. This paper aims to provide an overview of preconditions for implementing this objective in terms of content as well as organization and to point out important deficits. Main focus To achieve this, the paper will discuss environmental monitoring and its implementation in Germany drawing on the targets of the national strategy on biological diversity. It will discuss the opportunities for the evaluation of the German and European biodiversity strategies using monitoring required in the execution of environmental laws and regulations as well as international substance-related indicators. Results Environmental monitoring in Germany and in Europe is characterized by a plurality of monitoring networks operated under different administrative competences and environmental sectors. Only a small part of the collected data is evaluated in a cross-media and cross-sectoral perspective even though the linking of the different data sets is technically possible. Discussion A key problem is that harmonized minimum requirements to monitor the reduction of diffuse substance discharges are missing. Without the implementation of a cooperative and harmonized monitoring approach and organizational guidelines, the reduction of diffuse substance discharges will not be verifiable. Environmental data as well as indicators are essential to evaluate the success of the national biodiversity strategy. Suitable monitoring concepts are available in the German Federal Republic and its Federal States, nevertheless, a political impulse for their implementation is missing. Recommendations and perspectives The national biodiversity strategy may reopen the discussion on the necessity of an integrated monitoring. A coordinated approach that refers both to the international indicator-discussion and to institutional obstacles and aims to develop a proposal for integrated monitoring data is necessary.     

绿色标志运动在世界

随着人们对环境问题的日益关注,一场以保护环境为宗旨的绿色消费运动在全世界蓬勃发展.本文以绿色标志运动的发展过程为线索,详细论述了目前世界各国开展这场运动的现状、组织形式及不同的实施手段.文中介绍了几种已被采用的环境标志的设计思想,列举了绿色标志产品所涉及的种类及不同评审标准,并对绿色标志的管理作了充分说明.此外,文章还着重分析了绿色标志运动对改善环境的影响,为我国开展此项运动提供了借鉴.     

环境污染物对精子损伤机制的研究进展

越来越多的研究表明,环境污染是多种生物生殖力下降的主要原因之一,而精子作为雄性生物的生殖细胞,因高度分化丧失了自我修复能力,极易受环境因素的胁迫。但环境污染物致生物体精子损伤机制的研究目前尚缺乏完整、系统的体系。本文在总结近年来国内外相关研究的基础上,从环境污染物诱导精子产生氧化应激、改变生精细胞的细胞周期、诱导正常生精细胞发生细胞凋亡和扰乱生物体雄激素水平4个方面综合探讨了环境污染物损害精子形态结构、功能以及降低精子数量的潜在作用模式,为开发精子损伤的早期特异性分子标记物奠定了理论基础,同时也为污染物致精子损伤的机制研究提供新的思路。     

基于生命周期评价理论的建筑物环境影响评价系统

建筑物对环境有着巨大的影响。基于生命周期评价(LCA)理论,从材料的开采生产,建筑物的建造、运行直至建筑物被拆除来研究建筑物的环境影响。在一个涉及建筑材料、建筑设备以及建设场地的环境影响数据库的基础上,开发了一个建筑物的环境影响的评价模型BEPAS(BuildingEnvironmentalPerformanceAnalysisSystem)。模型从3个方面:建筑设备运行、建筑材料和建筑场地来研究建筑的环境影响。最后,测算了一个案例,分析了其环境影响水平。