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。     

沉积物中芘对泥鳅和霍甫水丝蚓的毒性效应研究

积累在沉积物中的外源化合物会对底栖生物产生危害。本研究以泥鳅(Misgurnus anguilicaudatus)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为受试生物,研究了沉积物中代表性多环芳烃类物质芘(pyrene)对这2种生物的急/慢性毒性效应。芘对泥鳅96 h的半数致死浓度LC50、平衡受损效应浓度EC10和EC50分别为548.9、63.1、254.8 mg·kg~(-1)干重,21 d的LC50为4.6 mg·kg~(-1)。沉积物中芘会导致泥鳅活动异常、泥鳅体色加深、抑制泥鳅生长。芘对霍甫水丝蚓28 d的LC50、自断效应浓度EC10和EC50分别为1 000、5.1、85.4 mg·kg~(-1)。芘也会抑制霍甫水丝蚓的生长,引起霍甫水丝蚓挖掘深度变浅、挖掘长度变短、挖掘密度变小,导致霍甫水丝蚓产生沉积物回避行为,降低霍甫水丝蚓筑巢密度和大小。霍甫水丝蚓的挖掘、沉积物回避和筑巢等行为产生不同程度的影响。泥鳅对芘的毒害响应较霍甫水丝蚓更加敏感。研究结果丰富了我国本土底栖生物毒性效应数据,为沉积物质量基准的制定奠定了基础。     

水体和沉积物加标法评估BPAP对摇蚊的毒性

为了研究水体加标法和沉积物加标法摇蚊毒性测试的差异,采用水体和沉积物加标法对比测试了双酚AP(BPAP)对伸展摇蚊(Chironomus tentans)全生命周期的繁殖发育毒性。实验结果表明,在水体添加法摇蚊全生命周期毒性试验中,60~900μg·L-1BPAP处理组对两代摇蚊的羽化率、发育率、性别比和繁殖力均无显著影响(P>0.05);而在沉积物添加法试验中,3 200μg·kg-1及更高浓度处理组亲代羽化率和子代羽化率、发育率显著降低(P<0.05)。水体加标法和沉积物加标法得到的BPAP对摇蚊两代发育、繁殖无显著影响浓度(NOEC)分别为≥900μg·L-1和1 600μg·kg-1(即0.00070‰和0.00035‰,以BPAP在水-沉积物系统所占质量比计)。因此BPAP沉积物添加法对摇蚊的繁殖发育毒性效应大于水体添加法。在化学品危害评估中,摇蚊慢性毒性测试方法或数据的选择应考虑实际环境中该化学品进入水-沉积物系统的方式。     

防污漆活性物质敌草隆对两代摇蚊的生命周期毒性

为了对防污漆杀生活性物质敌草隆的环境毒性进行评估,根据《沉积物-水体中摇蚊生命周期毒性试验—水体加标法或沉积物加标法》(OECD-233),以底栖生物花翅摇蚊为试验对象,通过添加敌草隆的上覆水溶液(浓度设置为1.22 mg·L~(-1)、1.94mg·L~(-1)、3.08 mg·L~(-1)、4.88 mg·L~(-1)、7.74 mg·L~(-1)和12.26 mg·L~(-1))对两代花翅摇蚊先后进行暴露,研究其对摇蚊孵化、发育、羽化和繁殖等阶段的影响。结果显示,敌草隆对亲代花翅摇蚊及其子代的羽化率产生抑制,EC_(50)值分别为7.56 mg·L~(-1)和5.24 mg·L~(-1),子代对敌草隆的耐受性有所降低;还对亲代和子代发育率产生抑制,EC_(50)分别为5 mg·L~(-1)和4.33 mg·L~(-1),表明子代对敌草隆的敏感性增加;敌草隆能够影响两代花翅摇蚊的雌雄性别比率,浓度-效应曲线均呈倒"U"型;另外,随着暴露浓度的增加,两代花翅摇蚊所产卵的孵化率均下降,亲代和子代的EC_(50)分别为2.53 mg·L~(-1)和10.4 mg·L~(-1),提示子代所产卵对敌草隆的抗性增强;同样地,敌草隆对两代花翅摇蚊的繁殖力均有抑制作用,亲代EC_(50)值为1.99 mg·L~(-1),子代EC_(50)为2.68 mg·L~(-1)。总之,敌草隆暴露对花翅摇蚊上述生活史各阶段均能造成不利影响,其中在羽化和发育阶段可观察到敌草隆毒性的累积,而就卵的孵化率而言,子代所产卵较母代所产卵对敌草隆表现出一定程度的抗性。     

3种助剂对赤子爱胜蚓的急性毒性

为了探究新型助剂LD-10与常用助剂NP-10、NP-4对土壤非靶标生物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用自然土壤法和灭菌土壤法,研究了这3种助剂对土壤蚯蚓的急性毒性.结果表明,在自然土壤中LD-10、NP-10和NP-4对蚯蚓7d半致死浓度w(LC50)分别为482.58、1 077.50和343.17 mg·kg-1,14 d的w(LC50)分别为438.38、984.64和316.65 mg.kg-1.在灭菌土壤中LD-10、NP-10和NP-4对蚯蚓7d的w(LC50)分别为350.71、960.95和309.63 mg·kg-1,14d的w(LC50)分别为320.24、745.99和274.76 mg·kg-1.在自然土壤和灭菌土壤中3种助剂对赤子爱胜蚓均为低毒,毒性由大到小依次为NP-4、LD-10和NP-10,且3者在灭菌土壤中的毒性均明显高于自然土壤.     

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。     

重金属铬(Ⅵ)和铅对南京土壤中赤子爱胜蚓生长及繁殖的影响

以南京化学工业园的土壤为研究对象,分析土壤中重金属Cr(Ⅵ)和Pb对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长及繁殖的影响.结果表明,与对照组比较,暴露28 d时,较低浓度的Cr(Ⅵ)(4—8 mg·kg-1)和Pb(1000—1500 mg·kg-1)能促进赤子爱胜蚓的生长发育,而较高浓度的Cr(Ⅵ)(32—64 mg·kg-1)和Pb(3000 mg·kg-1)则显著抑制赤子爱胜蚓的生长发育;赤子爱胜蚓的产茧量随着Cr(Ⅵ)和Pb浓度的升高被显著抑制,其中,Cr(Ⅵ)抑制赤子爱胜蚓产茧量的EC50(半数有效浓度)、NOEC(无观察效应浓度)和LOEC(最低观察效应浓度)分别为22.86(20.56—25.42)、8、16 mg·kg-1.Pb抑制赤子爱胜蚓产茧量的EC50、NOEC和LOEC分别为2280.34(2200.90—2362.65)、1500、2000 mg·kg-1;与人工土壤中Cr(Ⅵ)和Pb对赤子爱胜蚓产茧量的28 d-EC50有显著性差异.     

酚类化合物短期暴露对小麦和大麦苗期根伸长的影响

采用小麦和大麦为受试作物,以其在受试化合物污染的土壤中培育3 d后获得的根伸长的半数抑制浓度(IC50)评价了12种酚类化合物的毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,酚类对作物根伸长均存在剂量-效应关系。小麦对受试酚类的IC50范围为:12.92~231.76 mg·kg-1,其中邻苯二酚只在最高浓度500 mg·kg-1时对小麦的毒性效应显著。大麦对受试化合物的IC50范围为:7.15~478.31 mg·kg-1。小麦对3-甲基酚、双酚A、2-萘酚和壬基酚相对敏感,而其它8种化合物则是大麦相对更敏感。酚类化合物对小麦和大麦的毒性强度整体趋势一致。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。     

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.     

离子液体[C_8 mim]Cl对泥鳅胚胎和仔鱼的毒性

以泥鳅的胚胎及仔鱼为试验材料,选择胚胎发育的4个不同时期(囊胚期、原肠胚中期、神经胚期、尾芽期)及仔鱼期为处理开始的时间点,探讨了离子液体[C8mim]Cl的毒性作用。结果表明,随着[C8mim]Cl浓度增加,泥鳅胚胎的孵化率下降,畸形率上升,具有明显的剂量-效应关系,67~150 mg·L-1的[C8mim]Cl对泥鳅胚胎均表现出明显的致畸毒性效应;随着[C8mim]Cl浓度增加,泥鳅仔鱼死亡率上升,而100~225 mg·L-1的[C8mim]Cl对泥鳅仔鱼具有明显的致畸、致死作用。其中,[C8mim]Cl对孵出期泥鳅仔鱼的24 h、48 h的半致死浓度分别为97.95和86.77 mg·L-1;而[C8mim]Cl对孵出后3 d泥鳅仔鱼的24 h、48 h的半致死浓度分别为73.77和40.98 mg·L-1。由上可知,在一定的剂量内,[C8mim]Cl对泥鳅胚胎及仔鱼的发育有明显的致畸、致死作用,这为离子液体[C8mim]Cl的合理使用提供了理论依据。     

The influence of solid matrices on arsenic toxicity to Corophium orientale

In marine ecosystems, benthic organisms are really important because they are the first step in the transfer of contaminants from environment to biota. To this end, this study focused on biological assays with the amphipod Corophium orientale exposed to two different molecules of arsenic: arsenate (As^V), the most abundant form in sediments, and dimethyl-arsinate (DMA), expected to be moderately toxic as an intermediate in the process of detoxification. The toxicity of arsenic compounds was measured after exposure to three different matrices: water, spiked natural sediment and inert spiked quartz sand. LC₅₀ values were calculated for each exposure, and the results confirmed the highest toxicity of As^V, in addition to underlining the importance of matrix of exposure. Water exposure was the matrix which presented the highest toxicity for inorganic arsenic (As^V LC₅₀=3.51 mg L^?1 vs DMA LC₅₀=54.65 mg L^?1), spiked natural sediment demonstrated its capability to chelate arsenate toxicity (As^V LC₅₀=34.27 mg kg^?1 vs. DMA LC₅₀=52.19 mg kg^?1) and spiked quartz sand presented intermediate values for As^V (LC₅₀=25.26 mg kg^?1), whereas for DMA a lower toxicity was registered (LC₅₀=872.35 mg kg^?1). This study can provide some useful data linked with chemical speciation of arsenic and exposure matrix, for improving the correct management of contaminated sediment.     

敌百虫对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价水域环境中敌百虫(trichlorfon)污染对两栖类幼体的急性毒性,将中国林蛙(Rana chensinensis)28～29期(Gos-ner)蝌蚪分别暴露于10～30 mg· L-1敌百虫5个不同浓度的水体中,分别在24、48、72和96 h统计蝌蚪的死亡率,计算半致死浓度(LC50).结果显示,暴露24、48、72和96 h,敌百虫对蝌蚪的LC50分别为14250±3.23、49.19±128、25.68±2.04、1555±1.93 mg·L-1,安全浓度(SC)为156±0.19 mg· L-1.蝌蚪中毒后尾部多呈弯曲状,仰翻,外观浮肿.对死亡蝌蚪的解剖表明,其鳃腔内充水,内鳃萎缩,肝脏、肠管和肾脏呈灰白色.另外,将28～29期蝌蚪分别暴露于0.2 ～ 2.0 mg·L-1敌百虫4个不同浓度的水体中进行慢性暴露实验,检测蝌蚪暴露28和42 d时的体重和体长以及75％个体变态所需的时间.结果表明,蝌蚪在低剂量敌百虫水体中持续暴露,其生长发育受到明显抑制,并可导致蝌蚪身体扭曲、尾部强直性弯曲等畸型发生,蝌蚪的死亡率显著增高,作用强度呈现剂量和时间的累积效应.慢性暴露实验证明SC以下的敌百虫水体仍威胁着蝌蚪的生存.     

双酚A与其替代品对黑斑蛙急性毒性的比较

双酚F(BPF)和双酚S(BPS)作为双酚A(BPA)替代品广泛使用,然而有关BPF和BPS的毒性数据非常有限。采用系列浓度的BPA、BPF、BPS溶液,暴露黑斑蛙胚胎和蝌蚪96 h,通过半致死浓度(LC50)、最小生长抑制浓度(MCIG)和致畸率等指标比较3种化合物的急性毒性。结果显示:100 mg·L-1BPS未导致黑斑蛙胚胎及蝌蚪畸形和死亡。BPA和BPF对黑斑蛙胚胎的96h-LC50分别为7.68 mg·L-1和7.99 mg·L-1,MCIG分别为4.47 mg·L-1和4.77 mg·L-1,最大致畸率为33.33%;对蝌蚪的96 h-LC50分别为9.00 mg·L-1和9.52 mg·L-1。依据《化学农药环境安全评价准则》的毒性分级标准,判定BPA和BPF的毒性等级为中毒,BPS的毒性等级为低毒。表明BPF急性毒性与BPA相当,BPS急性毒性低于BPA。本研究数据可为BPF、BPS作为BPA替代品的生产和使用以及相应的环境管理提供毒理学参考。     

全氟烷基磺酸盐(PFOS)、全氟己烷磺酸盐(PFHS)和全氟丁烷磺酸盐(PFBS)对非洲爪蟾胚胎的发育毒性

全氟烷基磺酸盐(PFASs)在工业生产和生活中广泛应用,某些PFASs已成为环境中普遍的污染物。鉴于对动物和人类的潜在毒性,全氟辛烷磺酸盐(PFOS)已被禁用,由一些半衰期相对较短的短链PFASs(如全氟丁烷磺酸盐,PFBS)替代。虽然四碳的PFBS和六碳的全氟己烷磺酸盐(PFHS)已经广泛使用,但目前对其毒性及其机制的了解很少。通过检测发育毒性和致畸性的非洲爪蟾胚胎致畸试验(FETAX),得到PFOS、PFHS和PFBS半致死浓度(LC50),半致畸浓度(EC50)和最小抑制生长浓度(MCIG),比较研究了3种化合物的发育毒性。结果发现,PFOS的LC50、EC50和MCIG分别为51.46、108.20和35mg·L-1。PFHS和PFBS的LC50大于100mg·L-1,对胚胎形态和生长没有明显影响。PFASs暴露引起非洲爪蟾胚胎运动行为异常。FETAX结果表明,PFOS急性发育毒性明显大于PFHS和PFBS。     

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。     

重金属胁迫对日本对虾(Penaeus japonicas )胚胎发育的影响

以受精1 h以内的日本对虾受精卵为实验对象,采用静水试验方法,研究了Zn、Hg、Cu、Pb、As、Cd和Cr 7种重金属对日本对虾胚胎发育的影响。结果表明,在实验浓度范围内,7种重金属中Hg、Cu对日本对虾胚胎发育毒性最大,其次是Zn、As、Cd,Pb和Cr无明显影响。Hg、Cu、Cd、As、Zn对日本对虾胚胎LC₅₀值分别为：0.0177 mg·L^-1、0.1070 mg·L^-1、1.6057 mg·L^-1、3.3682 mg·L^-1、8.2644 mg·L^-1,致死效应最低可观测效用浓度（LOEC）分别为0.0037 mg·L^-1、0.0166 mg·L^-1、0.1302 mg·L^-1、1.1572 mg·L^-1、2.1522 mg·L^-1;抑制发育LOEC分别为0.0062 mg·L^-1、0.0176 mg·L^-1、0.4002 mg·L^-1、1.9497 mg·L^-1、0.0617 mg·L^-1。随着Hg、Cu浓度的升高,胚胎孵化率不断下降,无节幼体死亡率不断上升,在Hg 0.0256 mg·L^-1浓度组中,胚胎48 h死亡率达到100%。以上结果说明,Hg、Cu等重金属的存在会延缓日本对虾胚胎的发育速度,随着重金属浓度的增加,滞育现象愈加明显,在Cu 0.32 mg·L^-1浓度组中,未见无节幼体孵出。     

BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的急性毒性及氧化应激作用

为研究2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)对斑马鱼胚胎-幼鱼急性毒性、氧化应激及细胞凋亡的影响,以受精后3 h的斑马鱼胚胎为染毒对象,用概率单位法计算BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的96 h-LC₅₀;再参照96 h-LC₅₀按一定比例级差设置0.25、0.5、1.0、2.0 mg·L^-1 4个浓度组和1个对照组(0 mg·L^-1)进行96 h半静水式毒性试验,检测斑马鱼超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和细胞凋亡情况。结果表明,BDE-47对斑马鱼96 h的急性毒性LC₅₀为3.77 mg·L^-1(95%可信区间1.93～10.27 mg·L^-1);2.0 mg·L^-1剂量组与对照组相比,SOD活性和MDA含量显著增加,且CAT活性与BDE-47染毒浓度之间存在明显的剂量-效应关系;0.5 mg·L^-1 BDE-47染毒96 h后,即观察到斑马鱼幼鱼出现明显细胞凋亡,主要集中于神经管和脑部。研究表明,BDE-47可以影响斑马鱼体内抗氧化防御系统,并能诱导细胞凋亡;BDE-47导致神经组织的氧化损伤可能在动物神经毒性中起重要作用。