Cu2+、Cd2+、Zn2+对两种单胞藻的毒害作用

分别用不同浓度 (c =0 .0 1～ 2 .34mmol/L)的Cu2 + 、Cd2 + 、Zn2 + 处理亚心型大扁藻 (Plztymonassp.)和小球藻(Chlorelavulagris) ,观察了重金属离子对其生长、呼吸及其被富集的情况 .结果表明 :① 3种离子的毒性强度的顺序为Cu2 + >Cd2 + >Zn2 + ;亚心型大扁藻的耐受力大于小球藻 ;②Cu2 + 对生长的抑制最强 ,两种藻的c(EC50 ,72h)分别为 0 .2 11mmol/L和 0 .2 89mmol/L ;Cd2 + 对生长的抑制稍弱 ,两种藻的c(EC50 ,72h)分别为 0 .4 38mmol/L和 0 .2 4 1mmol/L ;Zn2 + 对生长的抑制最弱 ,其c(EC50 ,72h)分别为 0 .75 4mmol/L和 0 .30 8mmol/L ;③在c(EC50 )毒害浓度下 ,两种单胞藻均提前进入生长静止期 ,缩短了种群生长周期 ;呼吸作用先增强后降低 ;④在c(EC50 )毒害浓度下 ,两种藻对Cu2 + 、Zn2 + 的富集量为 4 5 82～ 4 12 83.7mgkg-1,对Cd2 + 的富集量 5 0 0～ 2 72 3.6mgkg-1.图 2表 3参 8     

利用微量热法研究Cd2+和Cu2+对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)的毒性效应

利用微量热法研究Cd2 和Cu2 对嗜热四膜虫BF5(TetrahymenathermophilaBF5)生长代谢毒性效应 ,结果表明 :①低浓度的Cd2 (0～ 0 .4mgL-1)和Cu2 (0～ 10mgL-1)对四膜虫的生长有促进作用 ,而高浓度的Cd2 (0 .8～ 3.2mgL-1)和Cu2 (2 0～ 2 0 0mgL-1)则产生抑制作用 ;②Cd2 和Cu2 的半抑制浓度IC50 分别为 2 .0 4mg/L和15 5 .5mg/L ;③联合毒性为协同作用 ;④微量热法所得Cd2 和Cu2 单独作用时的IC10 分别为 0 .96mg/L和 19.9mg/L ,高于种类损伤法结果 ;⑤微量热法所得Cd2 和Cu2 单独作用时的IC10 均高于II级饮用水水质标准 .而Cd2 和Cu2 间的协同作用使Cd2 的IC10 降低为 0 .31mg/L ,高于水质标准 ;Cu2 的IC10 降低为 1.16mg/L ,与水质标准相近 .总之 ,微量热法不仅是一种快速评价污染物毒性效应的新方法 ,而且可用于相关的环境毒理学理论研究 .图 1表 5参 16     

利用微量热法研究Cd^2＋和Cu^2＋对嗜热四膜虫（Tetrahymena thermophila）的毒性效应

利用微量热法研究Cd2+和Cu2+对嗜热四膜虫BF5 (Tetrahymena thermophila BF5)生长代谢毒性效应,结果表明 ①低浓度的Cd2 + (0～0.4 mg L-1)和Cu2+(0～10 mg L-1)对四膜虫的生长有促进作用,而高浓度的Cd2 +(0.8～3.2 mg L-1)和Cu2+(20～200 mg L-1)则产生抑制作用;②Cd2+和Cu2+的半抑制浓度IC50分别为2.04 mg/L和155.5 mg/L;③联合毒性为协同作用;④微量热法所得Cd2+和Cu2+单独作用时的IC10分别为0.96 mg/L和19.9 mg/L,高于种类损伤法结果;⑤微量热法所得Cd2+和Cu2+单独作用时的IC10均高于II级饮用水水质标准.而Cd2+和Cu2+间的协同作用使Cd2+的IC10降低为0.31 mg/L,高于水质标准;Cu2+的IC10降低为1.16 mg/L,与水质标准相近.总之,微量热法不仅是一种快速评价污染物毒性效应的新方法,而且可用于相关的环境毒理学理论研究. 图1 表5 参16     

Cu2+对普通小球藻的光合毒性：初始藻密度的影响

为了研究Cu2+对普通小球藻的光合毒性以及初始藻密度对Cu2+光合毒性的影响,将初始密度为107mL-1的普通小球藻暴露于Cu2+的6个浓度(0、5、10、20、30和40μmol.L-1)中进行96 h的毒性暴露实验,在2、48和96 h分别利用叶绿素荧光仪(MAXI-Imaging-PAM)测定各项叶绿素荧光参数,同时,针对3个不同初始密度的普通小球藻(2×106、5×106和2×107mL-1),测定并比较了其暴露于0、20和40μmol.L-1的Cu2+12 h后,叶绿素荧光参数的变化。不同初始藻密度的毒性实验结果显示,初始藻密度为2×106mL-1时,20和40μmol.L-1Cu2+可完全抑制普通小球藻的光合作用;当初始藻密度增加到5×106和2×107mL-1时,40μmol.L-1Cu2+对普通小球藻的实际光合作用效率仅有约75%和25%的抑制。这表明初始藻密度越大,Cu2+的光合毒性越弱。但随着初始藻密度的增加,初始藻密度的变化对Cu2+光合毒性的影响减弱。初始藻密度为107mL-1时的毒性实验结果显示,暴露于20~40μmol.L-1Cu2+2 h后,普通小球藻的光合作用即受到抑制,且该抑制程度随Cu2+浓度的增加而增强,并随着暴露时间的延长有所缓解。随着Cu2+浓度的增加,最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Yield)、相对电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭系数(NPQ/4)逐渐上升。研究结果表明,Cu2+对普通小球藻的光合作用有一定的抑制作用,其机理可能为通过引起PSII系统反应中心的部分失活,导致PSII系统反应中心的开放比例减少,引起电子传递速率降低以及ATP和NADPH的合成减慢,从而使光合作用速率下降;初始藻密度对Cu2+的光合毒性大小有较大的影响,故在进行藻类的毒性实验时,也应关注初始藻密度的影响。     

北固山芦苇湿地土壤对铜铬(VI)的吸附研究

北固山芦苇(Phragmites communis)湿地是长江中下游典型湿地类型之一,沿江工业化和城市化的快速发展使其面临严重的重金属污染威胁.然而,目前有关湿地重金属污染的吸附尤其竞争吸附的研究还少见报道.该文以北固山芦苇湿地为对象,采用平衡法对Cu2+、Cr(VI)在湿地土壤中的吸附行为进行了研究,旨在服务于湿地重金属污染的修复与生物学效应评价.研究结果表明(1)湿地土壤吸附Cu2+、Cr(VI)的过程符合Langmuir等温模型;二者的表观最大吸附量(xm)分别为36.10 g·kg-1和178.57 g·kg-1(初始液质量浓度c0＜500 g·m-3),平均吸附率分别达到99.82%± 0.35%和93.17%±1.14%.(2)无论单一吸附或竞争吸附体系,当c0(Cu2+)＞250 g·m-3时,平衡液Cu2+质量浓度快速升高.(3)c0相等的Cu2+、Cr(VI) 竞争吸附体系中,平衡液中Cu2+质量浓度升高,Cr(VI)质量浓度下降;但xm的变化表现为Cu2+增加了2.7倍,Cr(VI)降低了2.4倍.(4)Cu2+、Cr(VI) 的竞争吸附体系中,随Cr(VI)初始液质量浓度的变化(c0(Cu2+)恒定),Cr(VI)的xm下降至其单一吸附时的6%;而随Cu2+初始液质量浓度的变化(c0(Cr(VI))恒定),Cu2+的xm仅为其单一吸附时的1/3.     

Cu2+、Zn2+和Cd2+对蟾蜍蝌蚪的联合毒性

以蟾蜍蝌蚪为试验材料,采用联合指数相加法,研究了重金属铜(Cu)、锌(Zn)和镉(Cd)离子对蟾蜍蝌蚪的急性毒性和联合毒性效应.结果表明,Cu2 、Zn2 和Cd2 对蟾蜍蝌蚪的毒性顺序为Cu2 >Cd2 >Zn2 ,48 h的半致死浓度LC50分别为0.514、9.224、33.56 mg L-1;96 h的半致死浓度LC50分别为0.288、8.142、30.76 mg L-1.联合毒性试验结果表明,Cu2 与Zn2 及Zn2 与Cd2 共存时的联合毒性为拮抗作用;Cu2 与Cd2 共存时的联合毒性为毒性剧增的协同作用;Cu2 、Zn2 与Cd2 三者联合时的毒性为协同作用.表6参18     

Cd^2＋对玉米种子活力的影响及Ca^2＋的拮抗作用

用不同浓度（c）的Cd2＋和Cd2＋＋Ca2＋处理玉米种子，以研究Cd2＋对玉米种子活力的毒害及Ca2＋对Cd2＋的拮抗作用，结果表明：在0～0．5mmol／L的c（Cd2＋）范围内，种子的发芽率、幼苗生长量随c（Cd2＋）的增大而降低，Cd2＋能降低玉米幼苗中超氧物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，并能增加膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）的含量．用Cd2＋＋Ca2＋处理玉米种子时，Ca2＋能减少以至消除Ca2＋对种子活力和幼苗生长的毒害作用，其中c（Cd2＋）为10mmol／L的拮抗作用明显大于5mmol／L．     

Cu2+、Cd2+和Cr6+对斑马鱼联合毒性作用和生物预警的研究

为了研究重金属对水生生物的联合毒性作用,以斑马鱼为受试生物,采用半静态法,在研究Cu2、Cd2和Cr6+对斑马鱼单一毒性的基础上,以获得的Cu2+、Cd2+和Cr6+的96 h-LC50数据,利用等效应曲线法研究了Cu-Cd、Cu-Cr和Cd-Cr的联合毒性作用,并综合分析环境毒理学指标的测定结果,考察利用斑马鱼作为水...     

双酚A对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价双酚A(BPA)对中国林蛙(Rana chensinensis)蝌蚪的急性毒性,将26期的蝌蚪暴露于浓度为2.4×10-5mol·L-1～4.2×10-5mol·L-1BPA的水体中进行急性毒性实验.结果表明,24、48、72、96h蝌蚪的死亡几率(y)与浓度对数(x)的回归方程分别为y=16.915x-4.1157、y=22.11x-6.1905、y=20.766x-5.3871、y=20.715x-5.351;半数致死浓度(LC50)分别为3.47×10-5、3.28×10-5、3.20×10-5、3.16×10-5mol·L-1.安全浓度(SC)为0.88×10-5mol·L-1.为探讨在安全浓度以下BPA对中国林蛙蝌蚪生长发育的影响,将林蛙蝌蚪分别于10-5、10-6、10-7mol·L-1BPA的水体中连续暴露直至完全变态,并设10-8、10-9mol·L-1雌二醇(E2)的阳性对照和空白对照,分别测定并统计蝌蚪发育所需的发育时间、体长和体质量.结果表明,蝌蚪对10-5、10-6、10-7mol·L-1BPA与10-8、10-9mol·L-1E2的效应相似,可延缓林蛙幼体的发育时间,导致体长和体质量降低.推测低浓度BPA抑制蝌蚪生长发育的机制之一是干扰了正常的内分泌活动.     

几种土壤的基本理化性质与Cu2+吸附的关系

研究了大冶市几种类型土壤的基本性质及与Cu2+吸附的关系,结果表明,土壤对Cu2+的吸附量随其CEC值(记为CEC)而变化,供试土壤的Cu2+吸附量由大到小的顺序为石灰土→水稻土→潮土→棕红壤.加入铜浓度为5 mmol·L-1时11个土壤对铜的吸附量x((mol·g-1)与CEC的直线相关方程为x(Cu2+) = 2.018×CEC + 24.4 (r=0.7066).而影响CEC的因素,如Ph、粘粒含量及其组成、有机质、比表面等,也是决定Cu2+吸附量的重要因素.     

不同Cu2+浓度处理对斜生栅藻生长及叶绿素荧光特性的影响

利用浮游植物荧光仪(phyto-PAM)研究了不同Cu2+浓度不同时间(12、24、36和48 h)处理后,斜生栅藻Scendesmus obliquus生长及叶绿素荧光特性等的变化.测定的主要参数有:PS Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm),PS Ⅱ实际光能转化效率(φPSⅡ=Yield),PSⅡ潜在活性(Fv/Fo),最大相对电子传递效率(rETRmax,即Pm),光能利用效率(α)和细胞密度(A650nm值),叶绿素a、叶绿素b及胡萝卜素含量.结果表明:高浓度Cu2+处理(20～010 μamolμmol·L-1)下,Fv/Fm、Yield、Fv/Fo、rETR、α以及细胞密度等参数随着胁迫时间延长,数值下降幅度显著,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量也明显下降,低浓度Cu2+处理(0～10 μml·L-1)时上述参数变化不显著.可见,高浓度Cu2+(40～100μmol·L-1)处理对斜生栅藻有显著的胁迫抑制作用,低浓度Cu2+处理(0～10 μmol·L-1)对其影响不明显.     

固定香菇菌柄废弃物对二元溶液中Cd(Ⅱ)的竞争性吸附

利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇(Lentinus edodes)菌柄废弃物作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd2+,吸附过滤后的溶液用原子吸收光谱仪(AAS)测定Cd2+的浓度.结果表明,一元溶液中固定香菇菌柄废弃物吸附Cd2+适宜的pH值范围为4～7,比自由态香菇粉的(pH5～7)广;二元溶液中随着pH值的增加,Cd2+的吸附率有线性增加的趋势;当固定Cd2+浓度为10mgg-1,变化干扰离子Cu2+或Pb2+(0～30mgg-1)时,吸附剂对Cd2+的吸附明显降低;分别用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对一元和二元溶液中Cd2+的等温吸附过程进行拟合,结果表明,Langmuir吸附模型能较好地拟合一元溶液和Cd2+-Pb2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2分别为0.9981和0.9291.D-R模型能较好地拟合Cd2+-Cu2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2为0.9623.     

Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)抑制球形红细菌生长的毒性效应

运用评价化学品对水生生物毒性的标准方法,得到Pb2 、Cd2 和Cr(Ⅵ)对球形红细菌生长的最小无差异浓度(LNOEC)分别为85.9mgL-1、22.1mgL-1和17.7mgL-1.根据实验结果采用几率单位进行数据处理,得到抑制球形红细菌生长的96hEC50分别为195.0mgL-1、91.2mgL-1和77.6mgL-1,并对各剂量反应方程进行χ2检验,结果均符合精度要求,计算出的96hEC50真实可靠.研究结果表明,抑制球形红细菌生长的毒性由大到小的顺序是Cr(Ⅵ)>Cd2 >Pb2 .不同金属离子与细胞壁亲和性不同或能通过菌体内生物化学转化形成沉淀,可能是导致金属离子抑制球形红细菌生长毒性差异的主要原因.图1表2参15     

水体酸化条件下Cu(II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。     

聚丙烯酸钠为结合相的薄膜扩散梯度技术对水中重金属的选择性测量

以聚丙烯酸钠(PAAS)溶液为结合相,透析膜(CDM)为扩散相,使用改进的薄膜扩散梯度(DGT)装置(CDM-PAAS-DGT),研究其对水中重金属离子累积和测量的选择性.结果表明,队AS溶液的最佳使用浓度为0.0030 mol.1-1;PAAS能够选择性的定量累积和测量水中的Cu2+(回收率98.90%)和Cd2+(回收率103.3%);PAAS与Cu2+和Cd2+的条件配位稳定常数(lgK)分别为6.98和5.61;PAAS对Cu2+和Cd2+的累积容量分别为0.416μmol·ml-1和0.498umol·ml-1.     

优势菌种活细胞对天然水体中Pb^2＋和Cd^2＋的吸附

通过对天然水环境———伊通河中优势菌种活细胞吸附Pb2 、Cd2 的研究发现 :pH对Pb2 、Cd2 吸附的影响是不同的 ,对Pb2 的吸附量在 pH =5 .0～ 7.0时变化不大 ,对Cd2 的吸附量在 pH =6 .0～ 8.0时变化不大 ;温度对活细胞吸附Pb2 、Cd2 影响明显不同 ;活细胞对Pb2 、Cd2 的吸附量随着细菌密度的增加而增大 ,随着渗透压的增大而降低 .图 5表 1参 8     

Cu~(2+)和Pb~(2+)存在下改性玉米秸秆对Cd~(2+)的吸附

以丙烯腈改性的玉米秸秆为吸附剂,对水体中的Cu2+,Pb2+,Cd2+进行吸附,用双组分竞争模型和LCA模型对实验结果进行拟合,结果表明:改性玉米秸秆对三种重金属离子的吸附能很好地符合Lang-muir方程,相关性(R2)分别为0.98,0.95和0.98,最大吸附容量分别为9.34,31.8和12.7mg·g-1;在Cu2+和Pb2+存在下,改性玉米秸秆对Cd2+的吸附受到明显的抑制,且随Cu2+和Pb2+浓度的增大抑制作用加强;在低浓度时,该吸附材料优先吸附顺序为:Cu2+＞Pb2+＞Cd2+,高浓度时为:Pb2+＞Cu2+＞Cd2+.     

武汉南湖沉积物的重金属污染状况评价

采用原子吸收分光光度法对湖北武汉南湖柱状沉积物中的6种重金属(Cd,Cu,Cr,Mn,Pb和Zn)进行测定.结果表明,柱状沉积物中各种重金属的平均含量(w/mg kg-1,DM)分别为Cd 0.155,Cu 47.0,Cr 147.8,Mn 1 026.5,Pb 55.7,Zn 132.1.水平分布,重金属的最大含量出现在点Ⅳ和点Ⅰ,且平均含量也高于其他的点;垂直分布.最大含量出现0～5cm或5～10 cm的沉积层,随沉积深度的增加而降低.这些结果表明外源污染对沉积物的重金属负荷具有重要影响.应用地质累积指数Igeo值对重金属污染状况进行评价,结果表明,重金属的污染主要是Cr和Cd,其中Cr的最高含量(w/mgkg1,DM)为231.9,Cd为0.348;重金属的污染程度较轻.图2表1参20     

乌梁素海水体重金属元素赋存形态模拟分析

为探讨重金属元素在湖泊水体中的赋存形态及影响因素,采集乌梁素海水样,对湖水中重金属元素铜(Cu)、铬(Cr)、镉(Cd)含量与赋存形态进行分析,利用PHREEQC软件模拟分析水体温度、氧化还原性、酸碱性的变化对Cu、Cr、Cd赋存形态的影响。结果显示,乌梁素海湖水中Cr、Cd含量都未超出地表水标准和国家渔业用水标准,但部分监测点Cu超标。湖水中Cu主要存在形态为CuCl_2~-、Cu(OH)_2;Cr主要存在形态为Cr(OH)_3;Cd主要存在形态为CdCl~+、Cd~(2+)、CdCl_2。水体中Cu、Cr、Cd赋存形态受水温影响较小,受pH影响较大。水体pH较低时,重金属以配合反应为主,此时水体中Cl~-、SO_4~(2-)等阴离子配位体含量对其影响较为明显,主要赋存形态为CuCl_2~-、Cr(OH)_2~+、CdCl~+、CdSO_4;随着pH的升高,重金属逐渐发生水解反应,主要赋存形态为Cu(OH)_2、Cr(OH)_3、CrO_2~-、CdOHCl、Cd(OH)_2等氢氧化物。水体的氧化还原性对不同重金属有不同影响。当水体处于还原状态时,Cu以CuCl_2~-含量为最大,处于氧化状态时,Cu(OH)_2含量最大。在水体处于中性-弱碱性状态下,水体的氧化还原性对重金属Cr、Cd影响较小。     

Cu2＋胁迫下湿地微生物热代谢活性及Cu2＋的固定/转化率

应用微量热法结合常规分析方法,研究了桂林会仙湿地沼泽底泥和水稻田微生物在800 - 4 000 μg·g-1 Cu2＋胁迫下的热代谢活性及Cu2＋的固定/转化率。结果表明,在w（Cu2＋）为800 μg·g-1条件下,水稻田和沼泽底泥土壤微生物对Cu2＋的固定/转化率分别为44.93%和34.59%,但在w（Cu2＋）为4 000 μg·g-1 时则分别是93.16%和85.13%;Cu2＋对水稻田和沼泽底泥土壤微生物代谢活性的半抑制浓度分别为2 043和2 325 μg·g-1;水稻田土壤微生物代谢活性低于沼泽底泥,在土壤及其微生物共同作用下Cu2＋的固定/转化率随Cu2＋浓度递增而升高;在相同条件下,水稻田和沼泽底泥土壤微生物的代谢速率在α = 0.05或α = 0.01水平上显著相关。湿地土壤用途发生改变后,土壤微生物在固定/转化Cu2＋的作用上发生了明显变化。