沉积物中六氯苯对摇蚊幼虫的慢性毒性效应

以淡水底栖动物花翅羽摇蚊(Chironomus kiiensis)幼虫为受试生物,研究了沉积物中六氯苯(HCB)对其28 d的慢性毒性效应,观察摇蚊幼虫的存活情况和活动行为,以死亡率、羽化率和羽化时间为受试终点,计算28 d试验后沉积物中HCB对摇蚊的半数致死浓度(lethal concentration 50,LC50)以及50%羽化时间(50%emergence time,EmT50)。结果表明,HCB对摇蚊28 d的LC50为59.8 mg·kg-1,对摇蚊羽化率的半数效应浓度(half maximal effective concentration,EC50)为59.8 mg·kg-1。与大多数污染物不同,HCB有促进摇蚊幼虫筑巢行为和羽化的作用,随着HCB染毒浓度升高,摇蚊幼虫筑巢行为加强,EmT50缩短。暴露于高浓度HCB(21.6 mg·kg-1)时,摇蚊的EmT50与对照相比明显缩短,尤其对雄性摇蚊影响更大。但与对照相比,HCB对羽化摇蚊的性别比没有很大影响。     

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。     

典型酚类化合物对土壤跳虫的慢性毒性

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖试验评价了12种典型酚类化合物的慢性毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,除间苯二酚外的其他酚类对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应。氯酚类对跳虫慢性毒性最大,2,4-二氯酚、2-氯酚、2,4,6-三氯酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为5.94、10.2、19.7 mg·kg-1;其次为烷基酚类,2,4-二甲基酚、3-甲基酚、壬基酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为21.7、35.1、50.5 mg·kg-1。苯酚的毒性较上述烷基酚低,EC50值为71.7 mg·kg-1。其他取代酚—包括2-萘酚、4-硝基酚、邻苯二酚对跳虫繁殖的EC50分别为95.4、133、306 mg·kg-1。双酚A仅在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下对跳虫繁殖有显著影响。     

壬基酚、五氯酚及硝基苯对端足类河蜾蠃蜚(Corophium acherusicum)的毒性效应

为检测海洋中环境激素及芳烃类化合物对端足类生物的污染危害,实验选择端足类河蜾蠃蜚(Corophium acherusicum)为受试生物,研究了其在壬基酚、五氯酚、硝基苯三种有机污染物暴露下的96 h急性致死毒性效应和7 d慢性DNA损伤毒性效应。计算获得壬基酚、五氯酚和硝基苯对河蜾蠃蜚的96 h半致死浓度(LC50)分别为70、465、25 000μg·L-1,三种有机污染物对河蜾蠃蜚的毒性强弱顺序为壬基酚五氯酚硝基苯。运用碱解旋法检测壬基酚、五氯酚和硝基苯对河蜾蠃蜚DNA损伤的程度,计算得到7 d半效应浓度(EC50)分别为30、256、11 000μg·L-1。实验结果表明:三种有机污染物浓度的不断加大,引起河蜾蠃蜚DNA损伤程度的不断增加,呈显著的剂量-效应关系。     

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.     

4种新型杀虫剂对黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)老熟幼虫的急性毒性

测定了峰升(15%杀单·唑磷乳油)、稻卫(20.2%阿维·唑磷乳油)、蚜螨克星(1.8%阿维·吡乳油)和蔬卫(2.4%高氯·阿维乳油)4种新型杀虫剂对黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)老熟幼虫的急性毒性.结果表明:峰升处理黄色羽摇蚊幼虫后24 h,不同浓度间的存活率无显著差异,而在其他时间段(48、72、96 h),随着杀虫剂浓度的增加,存活率逐渐下降.其他3种杀虫剂处理黄色羽摇蚊幼虫4 d,随着杀虫剂浓度的增加,每天的存活率也呈下降趋势.峰升、稻卫、蚜螨克星和蔬卫对黄色羽摇蚊幼虫48 h的LCs0分别为0.1735、0.0249、0.0015和0.0046 mg·L-1.蚜螨克星毒性最高,毒性在同一数量级的还有蔬卫,其次为稻卫.峰升毒性最低,但仍属高毒杀虫剂.     

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.     

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。     

Cu2+对羽摇蚊幼虫(Chironomus plumosus)口器致畸作用和抗氧化酶活性的影响

采用静水生物测试法研究Cu2+对羽摇蚊幼虫的急性毒性效应.设定0.005、0.010和0.020g·L-1 3个Cu2+浓度梯度进行急性暴露试验,分别于试验24、48、72和96h时测定摇蚊幼虫组织匀浆超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-S转移酶(GST)的活性.结果表明,Cu2+对羽摇蚊幼虫体组织CAT和SOD有明显影响,表现出剂量-效应关系.GST活性在暴露72h后表现为受诱导作用(P＜0.05),并在96h时达到最高值(P＜0.01).对经0.005、0.010和0.020g·L-1 3个Cu2+浓度梯度刺激7d后摇蚊幼虫的口器致畸情况的研究结果表明,致畸率与Cu2+暴露浓度之间呈显著正相关关系(P＜0.05).     

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。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。     

四氯丙烯对稀有鮈鲫的急性毒性及安全浓度评价

采用半静态试验方式测试了四氯丙烯对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)的急性毒性,试验浓度分别设定为0.25 mg·L~(-1)、0.30mg·L~(-1)、0.36 mg·L~(-1)、0.42 mg·L~(-1)、0.50 mg·L~(-1)和0.60 mg·L~(-1),同时进行空白对照(试验用水)和分散剂对照(体积分数为0.006%的吐温-80水溶液)试验。采用气相色谱法对试验溶液进行浓度分析,实测浓度分别为0.19 mg·L~(-1)、0.25 mg·L~(-1)、0.34 mg·L~(-1)、0.40 mg·L~(-1)、0.51 mg·L~(-1)和0.64 mg·L~(-1),试验结果以实测浓度表示和统计。结果表明:四氯丙烯致稀有鮈鲫无死亡发生(EC0)的最高浓度为0.25 mg·L~(-1),导致稀有鮈鲫100%死亡(EC100)的最低浓度为0.51 mg·L~(-1)。根据实测浓度,用SPSS(17.0)概率单位法求得四氯丙烯对稀有鮈鲫的半数致死浓度96 h-LC50为0.347 mg·L~(-1),95%置信区间为0.328 mg·L~(-1)~0.361 mg·L~(-1)。     

中国四种土壤跳虫对重金属汞的响应

为了研究汞(Hg)对不同种类跳虫的毒性效应,将曲毛裸长()(Sinella curviseta)、四刺泡角()(Ceratophysella duplicispinosa)、小原等节()(Proisotoma minuta)、茉莉花长角()(Entomobrya sp.)4种中国优势跳虫物种分别暴露于Hg的6个浓度组中进行24 h,72 h-LC50急性毒性实验,利用Bliss法测得其4种跳虫的24h LC50分别为92.42、36.85、34.93、47.56 mg·L-1,其95%置信区间分别为68.57~168.6、29.61~43.53、25.57~44.94、34.33~65.11 mg·L-1;72 h的LC50为21.92、20.17、18.44、15.99 mg·L-1,其95%置信区间分别为16.18~29.82、6.64~29.81、13.87~26.45、10.03~21.37 mg·L-1。将小原等节()和茉莉花长角()分别暴露于Hg的6个相对较低浓度组中进行28 d生存繁殖实验,得到成虫存活数量和幼虫繁殖及生存数量。结果表明,4种跳虫中茉莉花长角()和曲毛裸长()对汞有较强的耐受性,小原等节()次之,四刺泡角()较弱。此外,小原等节()在Hg2+浓度为0.05 mg·L-1范围左右条件下有低剂量刺激效应。     

镉在北京褐潮土中对玉米幼苗及其根际微生物的毒性效应

通过温室盆栽实验,研究了镉在北京褐潮土中对玉米(品种郑单958)幼苗的毒性效应及其生物富集特性,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,探讨了镉对玉米根际微生物群落结构的影响。结果表明,高浓度(>100mg·kg-1)镉对玉米幼苗的生长发育有明显的抑制作用,北京褐潮土中镉引起玉米幼苗株高下降1/2的效应浓度(EC50)为654.6mg·kg-1,引起玉米根部和地上部干质量下降1/2的EC50分别为323.6和110.2mg·kg-1,玉米幼苗地上部生物量(干质量)可作为评价重金属生态毒性的适宜终点。玉米幼苗对镉有一定的吸收累积效应,镉在玉米幼苗各组织中的浓度分布为根>茎>叶,其中根部对镉有一定的富集作用(生物富集系数BAF>1)。镉污染可引起玉米根际微生物群落结构发生改变,高浓度(1000mg·kg-1)镉可导致部分微生物种群数量减少甚至完全消失,表明镉污染可对植物幼苗、植物根际微生物以及植物-微生物之间的相互作用造成重要的干扰和威胁。     

土壤Cd污染对跳虫Folsomia candida的生态毒性

采矿及冶炼等行为造成了严重的土壤重金属污染,其中Cd污染及其带来的健康风险近年来引起人们的高度重视。利用弹尾目跳虫开展土壤Cd污染的生态毒理研究,对Cd污染土壤的生态风险评价具有重要意义。本研究将跳虫Folsomia candida(F.candida)暴露在不同Cd浓度污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量及回避行为实验来评价重金属Cd污染对跳虫的生态毒性。结果表明,Cd对F.candida的急性毒性LC50值为2 086.93 mg·kg~(-1),慢性毒性的繁殖抑制(28 d)EC50值为224.95 mg·kg~(-1)。此外,Cd对跳虫回避行为影响的EC50(48 h)为721.26 mg·kg~(-1)。可以看出,慢性毒性的EC50值与Cd对回避行为影响的EC50值近似,但远低于急性毒性LC50值。因此,跳虫F.candida的回避行为和繁殖率对Cd污染土壤有较高的灵敏度,可用来表征土壤中Cd的生态毒性。     

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。     

海河流域沉积物中典型重金属的生态风险评估及验证

沉积物重金属污染及其生态风险评估日益受到关注,而沉积物质量基准是开展生态风险评估的有力工具。本研究通过物种敏感度分布法(species sensitivity distributions, SSD)和急慢性毒性比(acute to chronic ratios, ACR)推导了镍、铜、锌、镉和铅的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)。在获得合理的重金属沉积物慢性毒性数据的基础上,采用S-Logistic模型拟合镍、铜、镉和铅的慢性SSD曲线,采用S-Gompertz模型拟合锌的慢性SSD曲线。得到镍、铜、锌、镉和铅沉积物质量基准低值(sediment quality guideline low value, SQGlow)分别为18.6、69.9、107、1.26和38.4 mg·kg~(-1),应用ACRs,得到相应的沉积物质量基准高值(sediment quality guideline high value, SQGhigh)分别为167、226、556、10.1和384 mg·kg~(-1)。与加拿大和澳大利亚重金属沉积物基准值具有一定的可比性。选择花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)3种底栖生物作为受试生物,验证基准值对海河流域沉积物重金属毒性的预测能力。结果表明,利用SQGs预测沉积物毒性的总准确率为76.2%,3种底栖生物验证准确率从高至低为:花翅摇蚊>伸展摇蚊>霍甫水丝蚓。     

环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg~(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg~(-1)、1 306 mg·kg~(-1)(抑制值)和56 mg·kg~(-1)(激活值)、99 mg·kg~(-1),EC50分别为1 901 mg·kg~(-1)、3 806 mg·kg~(-1)、2 321 mg·kg~(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。