部分除草剂与重金属混合物对发光菌的毒性

以5种不同类型除草剂和4种重金属为混合物组分,探索混合物毒性变化规律.应用微板毒性分析方法,测定了百草敌、磺草灵、西草净、除草定、环嗪酮、CdCl2·2.5H2O、Ni(NO3)2·6H2O、CoSO4·7H2O和ZnSO4·7H2O对淡水发光菌—青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.—Q67)的发光抑制毒性.应用非线性最小二乘拟合技术模拟实验剂量-效应数据.结果表明,5种除草剂与4种重金属化合物的剂量-效应曲线(DRC)均可用Weibull函数有效表征.为了全面考察各种不同浓度组成的混合物对Q67的毒性,设计了9个组分同时存在的3个等效应浓度比(EECR)混合物和10个均匀设计浓度比(UDCR)混合物.同样应用微板毒性分析方法测定了各个混合物对Q67的抑制毒性,并应用非线性最小二乘拟合技术模拟了其剂量-效应曲线.通过剂量加和(DA)与独立作用(IA)模型综合分析了各个混合物对发光菌的毒性变化规律.结果表明,不同类型除草剂与多种重金属的各种浓度组合的混合物毒性均可用DA模型进行预测和评估.     

部分离子液体及其混合物对发光菌的毒性作用

离子液体(ILs)因其环境安全和良好的非挥发性而得以广泛应用,尽管其理化性质与工程数据一直在不断扩充,但其可用的毒性及生态毒性数据很少.以青海弧菌Q67为指示生物,应用微板发光毒性测试方法,测定了C6H11BF4N(2S1)、C8H15ClN2(S2)、C8H15BF4N2(S3)、C9H14BF4N(S4)、C9H17BF4N2(S5)、C9H17BrN2(S6)、C11H13BF4N2(S7)、C11H13ClN2(S8)、C12H23BrN2(S9)、C14H27BF4N(2S10)、C14H27ClN(2S11)和C16H31ClN(2S12)等12种ILs对发光菌的发光抑制毒性.结果表明,4种ILs(S9、S10、S11、S12)具有高抑制毒性(pEC50>4.5),而另外8种毒性相对较小(pEC50<3.5).为研究混合ILs的联合毒性,根据单个ILs的剂量-效应关系,构建了两组混合物,即由S9、S10、S11和S12构成的高毒性组(简称H组)以及由S2、S3、S4、S5、S6和S8构成的低毒性组(简称L组)混合物.应用非线性模拟技术与剂量加和(DA)及独立作用(IA)模型对混合物毒性数据进行拟合与预测分析,结果表明,以等效应浓度比法设计的混合物,无论是对于H组的4个混合物还是L组的4个混合物,其联合毒性大小均可用DA模型准确预测.对于均匀试验设计浓度比法设计的混合物,H组的6个混合物的毒性可用DA模型有效预测,而L组的6个混合物由于剂量-效应曲线在低浓度区翘起,其混合物毒性用DA或用IA模型预测均有一定误差.     

氯化镉对斑马鱼胚胎的发育毒性

为探讨重金属Cd对斑马鱼胚胎发育的毒性效应,将受精1h后(1hpf)的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的CdCl2溶液中,观察CdCl2处理对胚胎死亡、孵化及幼鱼畸形的影响。采用吖啶橙(AO)染色,定性观察胚胎细胞凋亡情况;以活性氧(ROS)荧光探针DCFH-DA染色法检测胚胎ROS水平,TBA比色法测定胚胎脂质过氧化水平,DTNB比色法测定还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)水平。结果表明,10.0～30.0mg·L-1CdCl2浓度依赖性地诱导斑马鱼胚胎死亡和幼鱼畸形,胚胎孵化率亦降低。CdCl2处理引起斑马鱼胚胎心脏水肿,尾部弯曲和胚胎发育阻滞。胚胎半数致死浓度(LC50)为18.9mg·L-1,R2=0.973,幼鱼半数致畸浓度(EC50)为13.7mg·L-1,R2=0.967。20.0mg·L-1CdCl2处理组ROS水平、MDA含量明显升高,GSH/GSSG比值明显降低(P<0.01)。20mg·L-1CdCl2处理后,胚胎头部和尾部可见大量细胞凋亡。10mg·L-1N-乙酰半胱氨酸(NAC)与20mg·L-1CdCl2共同处理组斑马鱼胚胎的死亡率和畸形率明显降低,孵化率明显升高,ROS水平、MDA含量以及GSH/GSSG比值趋于正常。以上结果说明,CdCl2暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应可能与CdCl2诱导的氧化应激相关。     

多组分苯胺类混合物对发光菌的抑制毒性

以淡水发光菌——青海弧菌(Q67)为指示生物,96微孔板为实验反应载体,微板光度计为发光强度测试设备,测定了苯胺、邻甲基苯胺、对甲基苯胺、邻硝基苯胺、对硝基苯胺及其混合物对发光菌的发光抑制毒性,应用非线性最小二乘拟合技术与剂量加和(DA)及独立作用(IA)原理研究了混合物的毒性规律.1)分别测定每种化合物的剂量-效应数据并进行非线性拟合.结果表明,5种苯胺类化合物的剂量-效应曲线(DRC)均可用Logit与Weibull函数有效表征,从这些模型估算的半数效应浓度负对数值(-logEC50)分别为2.11、2.35、2.49、3.60和3.88(EC50单位:mol·L-1),可知其对发光菌的毒性大小顺序为:苯胺<邻甲基苯胺<对甲基苯胺<邻硝基苯胺<对硝基苯胺.2)根据组分EC50、EC10和EC1设计3个等效应浓度比混合物进行混合物毒性实验,并对混合物剂量-效应数据进行非线性拟合得到混合物DRC.结果表明,混合物DRC可用Box-Cox-Logit与Box-Cox-Weibull函数有效表征.3)根据单一化合物DRC模型,分别应用剂量加和(DA)与独立作用(IA)模型对混合物DRC进行预测.结果表明,无论考察混合浓度比例还是效应水平,剂量加和模型都能准确预测苯胺类混合物的毒性,而独立作用模型倾向于高估混合物毒性.     

拓展等效线图法评估离子液体与杀菌剂多果定之间的拮抗作用

等效线图法(isobologram)是评估化学混合物毒性相互作用的经典方法之一,然而该方法仅能评估混合物在某一特殊浓度效应水平(通常为50%的浓度效应水平,即EC50)的联合毒性作用情况。因此,拓展等效线图法并用于不同效应水平下混合物毒性的评估显得尤为必要。以杀菌剂多果定(Dod)和3种离子液体(ILs)包括溴化丁基吡啶([bpy]Br)、溴化己基吡啶([hpy]Br)和溴化辛基吡啶([opy]Br)为混合物组分,采用直线均分射线法设计3组二元混合物体系(Dod-[bpy]Br、Dod-[hpy]Br和Dod-[opy]Br)共15条射线,应用微板毒性分析法系统测定各污染物及其混合物射线对青海弧菌Q67(Vibro qinghaisiense sp. Q67,Q67)的毒性,应用拓展等效线图法分析15条混合物射线在5个不同效应水平(EC20、EC30、EC40、EC50和EC60)的毒性相互作用,并与经典等效线图法和浓度加和模型(CA)评估的结果进行比较。结果表明:以p EC50为毒性指标,3种吡啶ILs对Q67的毒性具有烷基链效应,即毒性大小顺序为Dod-[opy]BrDod-[hpy]BrDod-[bpy]Br; 3组二元混合物体系的15条射线的毒性,随农药Dod浓度比的减少而减弱;拓展等效线图法可以比较直观地表征3组Dod-ILs混合物体系在5个不同效应水平的拮抗作用,且拮抗作用强度随Dod浓度比的增加而变化,即先增强后减弱;拓展等效线图法可以有效地评估二元混合物在多个效应水平的联合毒性相互作用。     

从绿色巴夫藻超微结构观察硒对锌毒性的保护效应

利用透射电镜研究绿色巴夫藻硒对锌毒性的保护效应 .从细胞超微结构特性比较对照和两个实验组 ,实验组 1培养基加入 15mgL-1Zn (ZnSO4·7H2 O) ,实验组 2培养基中加入 15mgL-1Se (Na2 SeO3 ·5H2 O)和 15mgL-1Zn .实验结果表明 ,在该浓度下单独加Zn ,藻细胞的叶绿体结构严重受损 ,而加入Se后可以阻止这种效应的产生 .藻细胞受Zn的影响 ,在细胞质和叶绿体基质中产生不同体积的电子致密的颗粒体 ,相反用Zn和Se处理的藻细胞则在液泡包含体中出现电子致密的颗粒体 .因此假设 :当单独加Zn时 ,藻细胞以形成电子致密的颗粒体的特殊分子形式分隔Zn ;而当形成锌硒化合物时 ,这一过程被阻止 ,此时Zn无活性 ,因而可保护细胞抵抗Zn的毒性 .图 3表 1参 2 8     

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。     

氨基甲酸酯类农药对蛋白核小球藻联合毒性作用特点及机制

氨基甲酸酯类农药广泛应用于农业生产中,其在环境中的残留及其对非靶标生物的毒性作用引起关注。以5种氨基甲酸酯类农药包括残杀威、灭多威、抗蚜威、涕灭威和呋喃丹为研究对象,以蛋白核小球藻为受试生物,应用微板毒性分析法系统测定每种农药及其五元混合物对蛋白核小球藻在不同暴露时间(12、24、48、72和96 h)的生长抑制作用,并同步分析农药对蛋白核小球藻的生理特性如叶绿素含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,5种农药对蛋白核小球藻的浓度-效应均具有明显的时间依赖性,农药抗蚜威在中低浓度促进绿藻生长,呈现非单调J型浓度-效应曲线(CRC)特征,其余4种农药的CRC呈现经典S型;以半数效应浓度的负对数(p EC50)为毒性大小指标,5种农药在96 h时毒性大小为:呋喃丹(p EC50=3.43)残杀威(p EC50=2.76)抗蚜威(p EC50=2.12)灭多威(p EC50=2.11)涕灭威(p EC50=1.89)。浓度为EC50的5种农药处理后的蛋白核小球藻中叶绿素和蛋白质含量随暴露时间的延长而减少,但不同农药处理的绿藻中叶绿素和蛋白质含量减少率随暴露时间延长变化趋势稍有不同; SOD酶活性随着暴露时间延长逐渐下降,MDA含量逐渐增加,这说明藻细胞受到破坏,脂质过氧化的损害程度超过细胞修复能力,SOD活性被抑制,细胞的抗氧化能力下降,藻细胞内的H2O2不断积累,导致MDA含量升高。五元混合物对蛋白核小球藻的毒性也具有一定的时间依赖性,并表现出刺激作用,即hormesis现象,且混合物毒性与组分浓度比具有良好的线性相关性;暴露于混合物的小球藻均在96 h出现了刺激效应,其叶绿素与蛋白质含量随暴露时间延长不断增加,SOD活性不断升高,MDA含量不断减少;五元混合物均在96 h呈现出拮抗作用,且与混合物的浓度和组分浓度比相关。     

多壁碳纳米管存在环境下Pb、Zn对斑马鱼毒性的变化(The Change of the Toxicity of Pb and Zn on Zebrafish in the Case of the Existence of Multi-Walled Carbon Nanotubes)

研究了重金属铅、锌对斑马鱼的急性毒性效应及在人工碳纳米材料——多壁碳纳米管存在环境下,铅、锌对斑马鱼毒性的变化.结果显示,随着铅(Pb(NO3)2)、锌(ZnSO4)浓度的增加以及染毒时间的延长,斑马鱼死亡率逐渐增加;单一多壁碳纳米管悬液(10mg·L-1)对斑马鱼无明显毒性效应.Pb和Zn对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为5.38mg·L-1、3.99mg·L-1、3.83mg·L-1和26.37mg·L-1、21.39mg·L-1、20.62mg·L-1;在多壁碳纳米管存在条件下,二者对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为2.74mg·L-1、2.26mg·L-1、2.15mg·L-1和21.85mg·L-1、17.17mg·L-1、16.77mg·L-1.多壁碳纳米管存在条件下铅、锌对斑马鱼的LC50显著降低,提示碳纳米材料可能会增加重金属对水生生物的毒性.     

铒钇异核脯氨酸配合物:[ErY(Pro)4(H2O)8](ClO4)6的合成及晶体结构

为了研究稀土离子与氨基酸 (Pro)的相互作用 ,在pH≈ 3.5水溶液中合成了高氯酸八水·(脯氨酸 )合铱 (Ⅲ )铒 (Ⅲ ) ,获得了单晶 ,并经四圆衍射仪测定了结构 .配合物组成为C2 0 H52 Cl6ErN4 O4 0 Y ,属三斜晶系 ,P1空间群 .晶胞参数a =0 .986 0 (2 )°nm ,b =1.30 2 0 (5 )nm ,c=1.36 32 (5 )nm ,α =10 9.32 (3)° ,β=110 .19(2 )° ,γ =10 0 .96 (2 )°,V =1.45 6 (1)nm3,Z =1,Dc=1.6 6 3g/cm3,μ =2 .797mm-1,F(0 0 0 ) =72 9.配合物分子中 ,Y3 ‘、Er3 在相应位置上出现的几率各为 5 0 % ,相邻两个金属离子被两个以桥式双齿配位的Pro分子连接 ,每个金属离子除了与 4个羧基O配位外 ,还与 4个水分子的氧配位 ,配位数为 8,形成变形的四方反棱柱 .图 4表 3参 10     

Amelioration of arsenic toxicity by phosphate salts in mungbean seedlings

Sodium arsenate (Na2HAsO4.7H2O) is a potent inhibitor of mungbean seed germination and seedling growth. Germination is totally stopped at or above 50 microM Na2HAsO4.7H2O. Inhibition of seedling elongation started at a lower concentration of 5 microM As(V) and was drastically reduced at 20 microM As(V). Nutrients like salts of macroelements viz., NaH2PO4.2H2O, KH2PO4, K2SO4, MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, (NH4)2SO4 NH4NO3 solutions at a concentration of 10mM and microelements viz., ZnSO4, CuSO4.5H2O, Na2MoO4.2H2O, MnCl2.4H2O, CoCl2.6H2O, FeSO4.7H2O solutions at a concentration of 1mM could help to ameliorate the toxic effects of As(V) to different degrees. Amelioration of As(V) toxicity was possible only when the mungbean seeds were pretreated with the above mentioned nutrients for 24 hr and then transferred to sodium arsenate. Simultaneous treatment of nutrients with As(V) or using nutrient solutions following As(V) treatment were of no help to reverse the toxic effects of sodium arsenate.     

4种喹诺酮类抗生素对发光菌毒性作用研究

分析了4种常见的喹诺酮类抗生素(QNs)对发光菌(Photobacterium phosphoreum)的单一毒性和等毒性比例下的联合毒性作用,基于毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)评价混合体系联合毒性的作用类型。加替沙星、洛美沙星、左氧氟沙星和诺氟沙星4种喹诺酮类医药品对发光菌的半数效应浓度(EC50)分别为:0.084×10~(-3)、0.137×10~(-3)、0.129×10~(-3)和0.151×10~(-3)mol·L-1。不同的评价方法对4种QNs的联合效应评价结果具有较好的一致性,多元混合体系呈现为不同程度的拮抗作用。结合分子结构特征和不同取代基相互作用,初步分析了联合毒性机理,进一步的毒性作用机制还需通过对生物生理生化反应等进行深入研究。本研究多种QNs混合体系呈现拮抗作用为主,揭示了此类医药品在环境中的联合使用可能导致药效降低以及微生物耐药性的产生和传播。     

8种常见农药对海胆胚胎各发育期的急性毒性

为初步探讨农药对海胆胚胎的急性毒性效应,以虾夷马粪海胆(Strongylocentyotus internedius)为实验材料,研究了8种常见农药--草甘膦(Glyphosate)、百草枯(Paraquat)、异菌脲(Iprodione)、代森锰锌(Mancozeb)、三唑醇(Triadimenol)、霜霉威(Propamocarb)、百菌清(Chlorothalonil)和速克灵(Procymidone)对海胆胚胎各发育期(二细胞期、四细胞期、上浮囊胚期、原肠期、棱柱幼体期、四腕幼虫期)的半数效应浓度(EC50),并分析了正辛醇/水分配系数(LogP)与EC50的关系.结果显示:1)8种农药对海胆胚胎各发育期均具有一定的急性毒性,以四腕幼虫期为例,8种农药的EC50值分别为草甘膦(3.99mg·L-1)>百草枯(10.38mg·L-1)>代森锰锌(20.77mg·L-1)>速克灵(55.42mg·L-1)>霜霉威(56.09mg·L-1)>异菌脲(86.29mg·L-1)>三唑醇(273.20mg·L-1)>百菌清(647.38mg·L-1).2)LogP与EC50呈现一定的正相关性,即随着LogP的增加,各农药对海胆胚胎的抑制率逐渐降低.     

外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响研究

为了研究Cd在不同水稻品种(Oryza sativa L.)细胞中的分布位点及其耐Cd的具体表征状况,以子粒Cd积累水平不同的两水稻品种(品种A:中浙优1号,子粒高Cd含量品种;品种C:J196,子粒低Cd含量品种)为材料,进行盆栽实验,设不加Cd处理(CK)和加Cd处理(25mg·kg-1),采用透射电镜技术研究了外加Cd对两水稻品种细胞超微结构的影响.结果表明:Cd处理下两水稻品种的部分根细胞有Cd沉积现象,但不同品种的沉积部位表现不同,品种A主要在液泡边缘而品种C则在细胞壁和细胞间隙,表明不同水稻品种根系的耐Cd机制不同,品种A主要表现为液泡区室化,而品种C主要表现为细胞壁上有特定沉积.水稻叶肉细胞器中的叶绿体和线粒体是对Cd胁迫较为敏感的细胞器,外加Cd对茎叶细胞超微结构造成的伤害主要表现在使叶绿体上淀粉粒消失,叶绿体空泡化,部分线粒体出现肿胀或解体现象,品种C的受害程度高于品种A。     

Impact of cadmium and lead on Catharanthus roseus--a phytoremediation study

The Madagascar Periwinkle, Catharanthus roseus (L.) G. Don (a valued medicinal plant) was exposed to different concentrations ofheavymetals like, CdCl, and PbCl, with a view to observe their bioaccumulation efficiency. Germination was inhibited by both the heavy metals in the seeds previously imbibed in GA, and KNO, for 24 hr. EC50 (the effective concentration which inhibits root length by 50%) was recorded as 180 microM for CdCl2, and 50 microM for PbCl2. Both alpha-amylase and protease activity were reduced substantially on treatment of seeds with increasing concentrations of CdCl2, and PbCl2. Malondialdehyde (MDA) a product of lipoxigenase (LOX) activity also increased due to the treatment of both CdCl, and PbCl2. When two-months-old plants grown in normal soil were transferred to soils containing increasing amounts of these two heavy metals, senescence of lower leaves and extensive chlorosis were noticed after four days of transfer However, plants gradually acclimatized and after 20 days the chlorophyll content was almost comparable to normal. Plants receiving CdCl2 treatment (250 microg g(-1) and less) became acclimatized after two weeks and started normal growth. But PbCl2 of 432 microg g(-1) and less could not affect the plant growth throughout, after a preliminary shock was erased. In case of CdCl2 treatment, a stunted growth with reduced leaf area, reduced biomass and sterility were recorded after six months, while plants show normal growth and flowering in case of PbCl2 treatment. Total alkaloid was also found to be decreased in the roots of CdCl2 treated plants. No change was observed in case of PbCl2. GA3 treatments to the CdCl2 treated plants show internode elongation and increase in leaf area with relatively elongated leaves and thinning of stem diameter AAS analyses of leaves of treated plants exhibited 5-10% accumulation of cadmium, but there was no accumulation of lead at all.     

钻井液及其组分对中肋骨条藻的毒性效应（Toxic Effects of Water-Based Drilling Fluid and Its Components on Skeletonema costatum）

为探讨钻井液及其组分的毒性效应,采用荧光技术研究了一种水基钻井液WBF及其7种主要组分(HXJ、PAC141、KPAM、PolyAL、XC、PolyA、Mud)对海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的毒性作用,以未加入WBF或其组分的中肋骨条藻的叶绿素荧光强度为参照,计算得到钻井液及其组分对中肋骨条藻不同时间的EC50值.结果表明:WBF的7种单组分中,PolyA对中肋骨条藻的96h EC50=2×103mg·L-1,为有毒组分,PolyAL的96h EC50=3×104mg·L-1,为低毒组分,其余5种组分无毒;WBF的有毒和低毒组分复配时其毒性与作用时间有关,PolyA与PolyAL在24h之内表现为协同作用,之后主要表现为拮抗作用;WBF的毒性主要取决于其有毒组分,而低毒和无毒组分对钻井液的毒性有协同增强作用.