水体沉积物结合态镉对大型溞（Daphnia magna）的生物毒性研究

选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,以大型溞体内金属积累量、金属硫蛋白含量和死亡率作为测试指标,考察了上覆水体系与水柱-沉积物共存体系中金属镉(Cd)的毒性状况,探讨了水体沉积物中重金属的生物毒性作用机制.结果表明:暴露于水柱-沉积物共存体系和上覆水体系中的大型溞体内的生物积累量均随沉积物Cd含量的升高而升高,且前者显著高于后者,说明沉积物中的Cd可通过食物吸收等途径对生物体致毒、致害;暴露于两种体系中的大型溞体内的MT含量在低浓度条件下随沉积物中Cd含量的升高而升高,当Cd含量高于800μg·g-1时MT含量大幅度下降,并且两体系之间无显著差别;暴露于两种体系中的大型溞幼溞死亡率无显著差别.上覆水中溶解态Cd和沉积物中可交换态Cd是对水生生物重要的毒性影响形态.     

镉锌复合胁迫对秋茄幼苗渗透调节物质的影响

通过土壤盆栽研究了不同浓度镉(Cd,0、2.5、50 mg kg-1)、锌(Zn,0、100、500 mg kg-1)胁迫下红树植物秋茄的幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、有机酸含量的变化.结果表明,Cd、Zn单一处理下,秋茄体内渗透调节物质含量随重金属浓度升高而增加;Cd、Zn复合处理对秋茄体内可溶性蛋白质含量的复合效应主要表现为协同作用:Cd的加入减弱Zn对秋茄体内可溶性糖含量的刺激作用,低Cd浓度处理下Zn的加入导致可溶性糖含量增加,而高Cd浓度处理下Zn的加入反而降低其含量.低浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中Cd(或Zn)发生拮抗作用,秋茄体内肺氨酸、有机酸含量下降;高浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中的Cd(或Zn)发生协同作用,导致渗透调节物质脯氨酸、有机酸的积累量增加,从而缓解高浓度重金属的胁迫.植物组织或部位不同,Cd与Zn浓度和比例不同,Cd、Zn之间的复合作用存在一定的差异.表5参30     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估

选取我国贵州省某矿区典型的重金属复合污染土壤开展28 d慢性毒性暴露试验,以蚯蚓体内2种抗氧化酶活性——过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)、8-羟基脱氧鸟苷(8-ODHG)和金属硫蛋白(MT)含量为生物指标,评估了以上生物指标与土壤重金属含量的相关性,探讨该研究方法用于矿区土壤重金属生态风险评估的可行性。结果表明,CAT和SOD在暴露周期内均出现先诱导后抑制的动态响应过程,表明蚯蚓通过提高CAT和SOD的活性来清除机体因污染胁迫而产生的自由基,以适应环境变化,在毒性缓解后,蚯蚓体内代谢产物的积累抑制了抗氧化氢酶活性,CAT和SOD活性下降并趋于稳定。暴露于重金属污染亚致死浓度时,蚯蚓体内的8-OHDG含量随着暴露时间的延长显著降低,随着暴露浓度的增加,损伤存在由低到高的转变。在28 d暴露周期内,蚯蚓体内MT在重金属胁迫下发挥了解毒作用,MT含量在蚯蚓暴露后第7天增加,随后逐渐降低。本文基于生物毒性试验综合评估了矿区典型重金属污染土壤的生态风险,研究结果对指导重金属复合污染土壤的修复与再利用具有重要意义。     

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     

表面活性剂对土壤中重金属清洗及有效态的影响

采用两种常用的表面活性剂-十二烷基苯磺酸钠(阴离子型)、Tween-80(非离子型),对锦州铁合金厂周边Zn、Cd及Pb重金属污染土壤进行化学修复试验,研究两种表面活性剂对重金属Zn、Cd及Pb的去除率及化学形态影响.结果表明,随着表面活性剂浓度的提高,两种表面活性剂对Pb、Cd及Zn的去除作用增强,Tween-80溶液的浓度越高,对重金属的萃取效果越好,对重金属的去除能力大小顺序为Cd>Zn>Pb,最大去除率分别为83.07%、56.78%及42.57%;十二烷基苯磺酸钠在低浓度时对Cd和Pb的去除效果不明显,而对金属Zn的去除效果较好,在0.09 mol.L-1时达到最大值83.86%;与淋溶前土壤中重金属有效态含量相比较,经不同浓度十二烷基苯磺酸钠淋洗后土壤中Cd有效态含量随LAS浓度的升高而先增加后下降,而Pb的有效态含量随十二烷基苯磺酸钠升高而增加;经不同浓度Tween-80淋洗后土壤中Zn及Cd有效态含量都是随Tween-80浓度的升高而先增加后下降,Pb有效态含量随Tween-80升高而下降.     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合暴露对水生生物的慢性毒性机理，本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物，镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点，研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明：Cd对虾的致死浓度为1 mg?L-1，当其与同浓度Pb联合时，致死毒性增强；在0.01 mg?L-1和0.1 mg?L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应，其中，SOD活性均受到胁迫抑制，0.1 mg?L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%，0.1 mg?L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%；CAT活性整体受胁迫激活，肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律；肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉；综合生物标志物响应(IBR)评价表明，机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能，但并不能消除重金属引起的氧化损伤，且重金属单一毒性要高于联合毒性，其中Cd对肝胰腺毒性最大，Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。? 关键词：日本沼虾；重金属；氧化损伤；交互作用；分子标志物     

吐纳麝香与镉联合暴露对赤子爱胜蚓体内谷胱甘肽与金属硫蛋白的影响

广泛应用于个人护理产品和香味添加剂中的吐纳麝香(6-乙酰基-1,1,2,4,4,7-六甲基四氢萘,AHTN)是一种新型污染物,重金属镉(Cd2+)是土壤中常见的污染物,两者在土壤生态系统中存在联合暴露的可能。实验以赤子爱胜蚓为受试生物,通过24h暴露滤纸染毒实验测试了AHTN单一,Cd2+单一,以及AHTN与Cd2+联合暴露条件下蚯蚓体内谷胱甘肽(GSH)和金属硫蛋白(MT)的变化趋势。结果显示:Cd2+单一暴露时,GSH与MT随Cd剂量增加有明显上升趋势;AHTN单一暴露时,随着AHTN剂量增加,GSH与MT同步呈现先增多后减少的趋势;联合暴露情况下,AHTN在高剂量下对MT与GSH同样产生了抑制作用,使Cd2+对MT的诱导未达到Cd2+单一染毒时的水平。     

镉致鸡血管氧化应激与金属硫蛋白含量的变化

为探讨镉(Cd)对血管抗氧化功能及金属硫蛋白(MT)的影响,将180只50日龄健康雌性海兰鸡随机分为3组(对照组、低剂量组和高剂量组),分别饲喂含0、140、210mg·kg-1(BW)CdCl2的基础日粮,在饲养20、40、60d后采集主动脉和前腔静脉,测定其MT含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA)含量.结果表明:1)Cd暴露后,与对照组相比,低剂量组血管MT含量显著升高(p<0.01),并随暴露时间的延长而逐渐增加;高剂量组血管MT含量显著降低(p<0.01),并随暴露时间的延长先升高后降低.2)随着Cd暴露剂量的加大,血管SOD、GSH-Px活性逐渐降低,而MDA含量逐渐升高,具有明显的剂量-效应关系.3)随着暴露时间的延长,血管SOD、GSH-Px活性逐渐降低,MDA含量逐渐升高,具有明显的时间-效应关系.4)Cd暴露下,主动脉与前腔静脉各指标具有相同的变化趋势.以上结果表明,Cd具有血管毒性,其毒作用机理可能与MT含量变化以及抗氧化功能失衡有关.     

镉胁迫下蚯蚓金属硫蛋白氧化修饰的研究(Oxidative Modification of Metallothionein in Earthworm under Cd Stress)

金属硫蛋白(MT)是生物体内的一类富含巯基(—SH)的蛋白,在细胞氧化还原调控和重金属解毒等方面具有重要作用.MT的—SH可以络合重金属,同时对氧化作用很敏感,重金属胁迫产生的活性氧物质(ROS)可以将其氧化成二硫键(S—S).为揭示镉(Cd)对蚯蚓MT的—SH含量及其氧化修饰的影响,将蚯蚓放入Cd浓度为0、100、300mg·kg-1的黄棕壤中胁迫21天,通过SBD-F标记和高效液相色谱(HPLC)结合的方法测定MT中—SH和S—S的含量.结果显示,随着Cd浓度的增加,蚯蚓体内的—SH和S—S含量均逐渐增加,但S—S所占比例降低.这说明Cd诱导了蚯蚓体内MT合成,并且诱导量随着Cd胁迫的增强而增加,但—SH的氧化修饰程度有所下降.     

6种重金属对3种海水养殖生物的急性毒性效应

以主要海水养殖动物菲律宾蛤仔、刺参、褐牙鲆为研究对象,采用静水毒性法评价了重金属对海洋生物的毒性效应,分别将受试动物暴露于不同浓度梯度的重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Hg及As单种试液中,概率单位法求得半致死质量浓度。结果表明,同一种重金属对3种不同养殖生物的毒性存在明显差异(P0.05),Hg对菲律宾蛤仔、刺参及褐牙鲆3种养殖生物的96 hLC50分别为0.134 mg·L~(-1)、0.0246 mg·L~(-1)及0.238 mg·L~(-1);Cu为0.323 mg·L~(-1)、0.0499 mg·L~(-1)及0.975 mg·L~(-1);As为2.464 mg·L~(-1)、0.301 mg·L~(-1)及8.345 mg·L~(-1);Cd为2.843 mg·L~(-1)、1.111 mg·L~(-1)及6.787 mg·L~(-1);Zn为30.246 mg·L~(-1)、0.449 mg·L~(-1)及17.114 mg·L~(-1);Cr为32.591 mg·L~(-1)、2.205 mg·L~(-1)及95.137 mg·L~(-1)。6种重金属对菲律宾蛤仔毒性强弱:HgCuAsCdZnCr;对刺参毒性:HgCuAsZnCdCr;对褐牙鲆毒性:HgCuCdAsZnCr。综合结果表明:Hg、Cu毒性最强,Cd、As及Zn次之,Cr毒性最弱。研究结果可为海水增养殖区重金属风险评价提供理论依据。     

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...     

汞和砷单一及联合暴露对日本沼虾的氧化应激效应

为深入探讨汞(Hg)和砷(As)对水生生物的慢性毒性效应,以日本沼虾(Macrobrachium nipponense)为受试生物,以超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试分子标志物,研究上覆水中不同浓度Hg和As单一及联合暴露对日本沼虾肝胰腺的氧化损伤及联合作用机制。结果表明:Hg和As单一及联合暴露对4种分子标志物均可产生不同程度的抑制或激活效应。其中,SOD活性均受到抑制,且高浓度As(1000μg·L-1)暴露10 d的抑制率最大,高达59.13%;而CAT活性整体被激活,Hg单独暴露下的激活效应要高于As,且在联合暴露组中随着暴露时间的增加呈现出显著的剂量效应关系(P0.05);MT和MDA含量在Hg和As的暴露下均显著增加(P0.05)。其中MT对Hg的螯合能力大于As,As单独暴露3 d后MDA变化较小,但10 d后其含量显著增加(P0.05)。析因方差分析发现,Hg-As对机体的联合作用机制主要表现为协同作用。综合生物标志物响应指数(IBR)评价证实,联合毒性要高于单独毒性,Hg与As在高浓度下联合暴露10 d的IBR值最大,毒性最强,高浓度As单独暴露处理组的毒性次之;同时,机体自身随暴露时间延长对Hg也表现出一定的解毒功能。     

Remobilization of selected metal ions from Nile sediment (Egypt) according to sequential extraction and metal–EDTA complex

River sediments are basic components of our environment, providing nutrients for living organisms and serving as sinks for deleterious chemical species. The metal contents may be remobilized and released back into waters with changes in environmental conditions, thus affecting living organisms and human activities. This paper aims to determine the effect of a synthetic anthropogenic chelating agent (EDTA) as industrial discharges on the remobilization of several metals (Cu, Zn, Cd, and Pb) in River Nile sediments (at Aswan and Mansoura cities) under different concentrations and pH values, and to investigate the influence of metal–EDTA complexes on this remobilization. For these purposes, sequential extraction and experiments on the effect of pH and metal EDTA complex were carried out on the two representative sediment samples south and north of the River Nile in Egypt. The results of sequential extraction show that most of metal contents present in the residual form (Cu, 11.36–72.34%; Pb, 29.64–66.67%; and Zn, 43.76–50.09% at Aswan and Mansoura, respectively). Non-residual fractions which may be available for the remobilization by EDTA represented anthropogenic (industrial, agriculture, and domestic discharges) and lithiopogenic (metals bound to Fe and Mn oxides) sources. A clear increase was detected for Cu and Zn remobilization from the increase in EDTA concentrations, in contrast, Cd independent of the EDTA concentration and slight influence on Pb content. The remobilization of metals as a function of pH exhibited. The metals were greatly remobilized under the complexing action of EDTA, showing that some of these elements were adsorbed on the sediments. The remobilization rate of metals was dependent upon the added metal–EDTA complex (with the exchange rate being in the order Ca–EDTA>Zn–EDTA>Cd–EDTA>Cu–EDTA>Pb–EDTA), due to the stability constant of the metal–EDTA complex. The results of these experiments showed that heavy metals are greatly remobilized under the complexing action of EDTA when it is present in excess, so all precautions should be taken to prevent any wastewater containing EDTA or any chelating agents discharging directly or indirectly via the River Nile stream because most EDTA remains in the aquatic phase. The ability of this portion to remobilize metals from sediments should be taken into account.     

Cr~(3+)胁迫对小球藻生理生化特性的影响

水体重金属污染较难处理,且会对水生物造成严重的影响。为探讨水体中重金属对藻类的毒性影响,以普通小球藻(Chlorella vulgaris)和铬(Cr~(3+))为材料,研究不同浓度Cr~(3+)对普通小球藻生理、生化特性的影响,检测不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的毒性效应。结果表明,小球藻的最优生长温度为31℃。此条件下,Cr~(3+)浓度为3 mg·L~(-1)时,小球藻的生物量最大。Cr~(3+)的浓度低于3 mg·L~(-1)时,Cr~(3+)能促进小球藻的生长,且藻细胞中光合色素、蛋白质、可溶性糖、丙二醛(MDA)的含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性也逐渐增加。当各胁迫组的Cr~(3+)浓度超过3 mg·L~(-1)时,随着Cr~(3+)浓度的提高,C.vulgaris的生长受到明显的抑制,藻细胞的光合色素、蛋白质和可溶性糖含量呈现逐渐下降的趋势,而MDA含量持续增加,SOD和脯氨酸则表现出先持续增高后降低(Cr~(3+)浓度为7 mg·L~(-1)时)的趋势。证明不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的生理生化特性有不同程度的毒性效应。     

Toxicity of cadmium to the green alga Parachlorella kessleri: Producing Cd-loaded algae for feeding experiments

The effects of Cd at environmental concentrations (0–32 µg/L) on the green alga Parachlorella kessleri were investigated. At about 3 µg Cd/L, toxic effects of Cd are becoming evident, much lower than reported previously. At 8 µg/L and higher, pronounced adverse effects on growth, cell morphology, size, and physiological state are seen. Therefore, levels lower than 2 µg Cd/L should be employed to produce Cd-carrying algae for feeding experiments with organisms on the next trophic level, e.g. mussels, to avoid reduced food uptake. These findings also suggest that aquatic ecosystem conditions can be indirectly influenced via the impairment of the nutritional value of algae since they are the basic organisms of aquatic food chains.     

Concentrations of cadmium,manganese, copper,zinc, and lead in the tissues of the oyster (Crassostrea iredalei) obtained from Setiu Lagoon,Terengganu, Malaysia

Heavy metals pollution in aquatic environments is a major problem contributing to human health issues. The study of these pollutants through bioindicators such as the oyster Crassostrea iredalei is important for (1) determining the levels and sources and (2) regulating the quantity of pollutants. The concentrations of cadmium (Cd), manganese (Mn), copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) in tissues of C. iredalei, sediment and surrounding water was measured, and data was analyzed to determine the relationship between sampling periods and between oyster tissue, sediment, and water. The highest concentration of metals in oyster tissue was Zn, followed by Cu, Mn, Cd, and Pb. Concentrations of Cd, Cu, and Zn exceeded the maximum level allowed according to the Malaysian Food Act of 1983, which is equivalent to the WHO recommended levels of heavy metals in organisms used for consumption. The highest metal concentration in sediment was Mn followed by Zn, Pb, Cu, and Cd. Concentrations of heavy metals in surrounding water were Zn, Pb, Cu, Mn, and Cd. There was no correlation between metal concentration in oyster tissue and in sediment for all five metals.     

铜、锌对3种常见乔木抗氧化指标的复合影响

为了解不同浓度铜（Cu）、锌（Zn）重金属污染土壤对乔木抗氧化指标的影响以及为植物修复蠡河重金属污染岸带提供理论依据，选取广玉兰（Magnoliagrandiflora）、香樟（Cinnamomumcamphora）、榉树（Zelkovaschneideriana）幼苗，采用土培法浇灌重金属溶液模拟土壤污染环境，研究不同浓度重金属Cu／Zn对乔木脯氨酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量的单一及复合影响。实验表明，单一Cu胁迫对广玉兰、香樟和榉树的毒害作用较单一，Zn胁迫严重；Cu／Zn复合作用下，3种乔木抗氧化指标均在Cu15和Zn110时达到最大值，表现出较强的抗性，而后随着复合作用强度增加，重金属对其毒害作用增大；75μg／gCu和210μg／gZn单一及复合胁迫时，广玉兰丙二醛含量相对香樟和榉树较接近对照值，过氧化物酶和过氧化氢酶活性较大，脯氨酸含量差别不大。综合分析，不同乔木在不同浓度重金属胁迫下抗氧化指标作出不同响应，广玉兰对高浓度Cu／Zn胁迫不敏感，承受能力和抗性较强，适合于修复Cu／Zn污染较严重土壤。