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+、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     

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     

Cu2+,Cd2+和Cr(Ⅵ)抑制沼泽红假单胞菌生长的毒性效应

运用标准方法进行有毒化学品对水生生物急性毒性实验 ,得到Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )对光合细菌沼泽红假单胞菌生长抑制作用的 96h剂量反应方程 ,分别为 :y =- 1.72 6 7x +8.70 0 4 ,R2 =0 .96 5 5c(Cu2 + ) ;y =$C1.15 5 1x +8.9996 ,R2 =0 .92 5 2c(Cd2 + ) ;y=$C1.342 7x +10 .785 ,R2 =0 .975 8c〔Cr(Ⅵ )〕 ,由此计算出Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )的 96h -EC50 分别为 2 .172× 10 -6mol/L ,2 .5 6 6× 10 -5mol/L和 3.92 6× 10 -4mol/L .从而得出它们对沼泽红假单胞菌生长毒性作用大小的顺序为Cu2 + >Cd2 + >Cr(Ⅵ ) .表 2参 11     

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     

Cu2+对一种绿球藻生长及生理特性的影响

研究了不同浓度的Cu2 (0.01,0.1,1,10,50,100,200mg/L)对绿球藻(Chlorococcumsp.)生长、形态结构及生理特性的影响.结果表明,Cu2 对绿球藻的显微结构、生长及生理状态的影响比较显著.与对照BG11培养的绿球藻比较,0.01～1mg/LCu2 浓度下培养的绿球藻,细胞壁无明显增厚,色素没有多大变化,但蛋白核由一个变为多个;而在高浓度(10～200mg/LCu2 )下,细胞壁明显增厚为多层,色素减少,蛋白核减少并回复到1个或消失.低浓度Cu2 (0.01,0.1mg/L)对绿球藻生长无影响;高于0.1mg/L浓度时,绿球藻生长变得缓慢甚至出现负生长.在1mg/LCu2 浓度下,绿球藻对Cu2 的去除率最高为90.5%;叶绿素含量及光合作用强度随Cu2 浓度的升高逐渐降低;呼吸强度在0.01～10mg/LCu2 浓度范围内逐渐升高,大于10mg/LCu2 则逐渐降低.结果提示,绿球藻是一种耐受Cu2 胁迫的藻类,对其去除率也高,可以应用于含铜污水的处理.图3表3参17     

锯齿新米虾对Cu2+和毒死蜱毒性响应研究

为研究水生生物对水体中重金属和有机磷农药毒性的响应,研究了锯齿新米虾暴露在Cu2、毒死蜱单一溶液和毒性1:1混合溶液下的响应状况,同时采用相加指数法对混合毒性进行了评价.单一毒性试验结果表明:毒死蜱对锯齿新米虾的毒性显著高于Cu2+p ＜0.01); Cu2+对锯齿新米虾未觉察反应浓度(NOEC)和最低觉察反应浓度(LOEC)分别为1.78 mg· L-1、2.40mg·L-1,24、48、72和96 h的LC50分别为6.41、4.75、420和3.44 mg·Lq;毒死蜱对锯齿新米虾NOEC和LOEC分别为0.04 μg·L-1、0.07 μg· Lj,24、48、72和96 h的LC50分别为035、0.17、0.11和0.06 μg· L;参考鱼类毒性分级标准,Cu2对锯齿新米虾为高毒,而毒死蜱为剧毒.混合毒性试验结果表明:采用Cu2和毒死蜱毒性1∶1进行试验时,暴露时间为24、48、72和96 h的相加指数(D分别为0.02、045、1.86和223,即混合毒性为协同作用.通过研究锯齿新米虾对Cu2、毒死蜱单一和联合毒性的响应,可为水环境污染与防治、物种多样性保护提供科学依据.     

磺胺二甲嘧啶与镉单一和复合污染对生菜生长的影响

为阐明磺胺二甲基嘧啶(SM2)与镉(Cd)对生菜(LachicasativaL.)的单独和复合毒性效应及其毒性机制,采用随机区组试验研究了水培条件下,SM2(0、0.5、2、10 mg·L~(-1))与Cd(0、1、5 mg·L~(-1))单一和复合污染对生菜种子发芽、幼苗生长和污染物积累的影响。结果表明,单一SM2处理对生菜幼苗根伸长具有一定的毒性效应,与对照相比,单一SM2处理下,随SM2质量浓度的增加(0.5-10 mg·L~(-1)),根长抑制率增加了11.51%-51.87%;但单一SM2处理对生菜发芽率、生物量则无显著影响。而单一Cd处理对生菜发芽率、根生物量以及根伸长均无显著影响。Cd的加入可以增强SM2对生菜的毒害作用,与10 mg·L~(-1) SM2处理相比,10 mg·L~(-1) SM2+5 mg·L~(-1) Cd处理的发芽率降低了7.14%;加入1、5mg·L~(-1)Cd后SM2的根伸长半抑制浓度IC50分别降低了7.89%、23.68%。单一污染条件下,生菜对Cd/SM2的积累随污染物质量浓度的增加而增加。低浓度Cd处理(1 mg·L~(-1))条件下,加入SM2可显著降低生菜根系和地上部Cd含量,但是对于高浓度Cd(5 mg·L~(-1)),加入SM2可以增加根系和地上部Cd积累量。低浓度SM2(0.5、2 mg·L~(-1))条件下,加入Cd可显著促进生菜根部SM2的累积,但高浓度SM2(10mg·L~(-1))条件下,Cd的加入却显著降低生菜根部SM2的累积。SM2处理下,Cd的加入对生菜地上部SM2的积累无显著影响。SM2/Cd在生菜中的富集和迁移受其性质、投加量及质量浓度组合影响,复合污染下生菜对Cd的积累能力在较高Cd质量浓度时表现出协同作用,而对SM2的积累能力则在相对低质量浓度时表现出协同作用。这可能与Cd和SM2复合存在条件下会形成络合物,以及络合物对生菜产生的毒性效应有关。     

除草剂阿特拉津(Atrazine)溶液中弹琴蛙蝌蚪(Rana adenopleura)的行为模式

研究了不同条件下阿特拉津溶液中 (ρ1～ 4/mgL-1:5 ,10 ,15 ,2 0 )弹琴蛙 (Ranaadenopleura)蝌蚪的行为 ,运用方差分析 (ANOVA)检验了蝌蚪在不同浓度的阿特拉津、时间段、pH值、溶氧量等条件下的行为差异性 .根据实验结果 ,确立了正常及异常行为模式 .结果表明 :在水温 (15 .0± 0 .5 )℃的条件下 ,弹琴蛙蝌蚪异常行为的出现主要与阿特拉津的浓度有关 ,同时与实验时间的长短也有一定的关系 ,而与 pH值、溶氧量关系不大 .实验组与对照组相比 ,蝌蚪出现异常行为的频次差异极显著 (P <0 .0 1) ;其中在实验组中 ,蝌蚪在 5mg/L的阿特拉津溶液中与 10mg/L、15mg/L、2 0mg/L中出现异常行为的频次差异极显著 (P <0 .0 1) ,而在 10mg/L、15mg/L、2 0mg/L阿特拉津溶液中出现异常行为的频次差异不显著 (P >0 .0 5 ) ,相关性分析表明 ,蝌蚪异常行为的出现与阿特拉津的浓度没有剂量反应关系 (r2 =0 .4 94 ) ;在对照组中 ,0 .5mL/L丙酮对照和空白对照中蝌蚪出现异常行为的频次差异不显著 (P >0 .0 5 ) .图 3表 2参 17     

Cu2+和Cd2+对日本青鳉（Oryzias latipes）早期发育阶段的急性毒性效应研究

为探究并比较淡水鱼种日本青鳉早期发育阶段对Cu2和Cd2等重金属胁迫的响应,在实验室通过半静态方式,对日本青鳉受精卵和仔稚鱼分别进行了48 h和96 h急性毒性实验.结果表明:Cu2对日本青鳉胚胎24、48 h-LC50分别为8.164 mg·L-1和6.965 mg·L-1;Cd2+对日本青鳝胚胎24、48 h-LC50分别为63.084 mg· L-1和53.093 mg ·L-1;较低浓度组Cu2+(≤1.97 mg ·L-1)时日本青鳉胚胎的发育速率快于对照组,而较高浓度组(≥3.87 mg·L-1)胚胎的发育速率则慢于对照组;与Cu2略有不同,无论浓度高低Cd2对胚胎的孵化速率均产生抑制作用;Cu2+和Cd2质量浓度分别高于1.97 mg·Lq和19.68 mg· L-1时,两种重金属离子均显著降低胚胎的孵化率(P＜0.05).Cu2对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5361 mg·L-1、2.844 mg·L-1、2.020 mg·L-1和1352 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为15.907 mg·L-1、10550 mg·L-1、7.986 mg· L-1和6346 mg·L-1;Cu2+对日本青鳉稚鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5.732 mg·L-1、4.037 mg· L-1、2A98 mg·L-1和1.955 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉稚鱼的24、48、72和96 h-LC50分别为16A19 mg·L、11.745 mg· L-1、8516 mg·L-1和6.776 mg· L-1.与其它淡水水生生物相比,日本青鳉仔稚鱼对铜和镉离子较为敏感.     

水体中Cu2+和Cd2+污染对育珠蚌肝脏中3种酶的影响

选取两种水体中常见的重金属污染离子(Cu^2 和Cd^2 )，按一定的浓度梯度配制成溶液，并以此溶液饲养育珠蚌一定时间后，测定两种离子对育珠蚌肝脏中的酯酶(EST)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响．结果表明，低浓度的重金属离子可以诱导3种酶活性的升高，而高浓度的离子则抑制酶的活性．同工酶电泳检测显示，高浓度的离子导致EST同工酶谱减少一条谱带，低浓度的离子则诱导产生新的SOD同工酶类型，但两种离子均未对POD同工酶谱产生影响．图6参10     

利用CDM-PSS-DGT装置累积测量水中的Ni2+和Co2+

研究了CDM-PSS-DGT装置对Ni~(2 )和Co~(2 )的累积和测量.测定了Ni~(2 )和Co~(2 )与聚乙烯苯磺酸(PSS)的条件配位稳定常数以及Ni~(2 )和Co~(2 )在扩散层中的扩散系数.考察了酸度、离子强度以及碱金属和碱土金属对CDM-PSS-DGT装置累积水中Ni~(2 )和Co~(2 )的影响.在pH 4-9范围内,酸度对Ni~(2 )和Co~(2 )的累积容量影响不大;离子强度对Ni~(2 )和Co~(2 )的累积容量有较强的影响,随着离子强度的不断增大,CDM-PSS- DGT装置对Ni~(2 )和Co~(2 )的累积容量逐渐下降;碱金属、碱土金属与Ni~(2 )和Co~(2 )共存时,CDM-PSS-DGT装置对Ni~(2 )和Co~(2 )优先累积.经测定Ni~(2 )和Co~(2 )与结合相PSS的条件配位稳定常数(lg K)分别为8.04和8.07.配制水中CDM-PSS-DGT装置能准确地对Ni~(2 )和Co~(2 )进行测量,Ni~(2 )和Co~(2 )的测量回收率分别为:93.84%和91.82%,RSD%分别为:3.53%和4.89%.     

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     

Hg2+、Cu2+胁迫下茶菱保护酶系统的防御作用

研究了不同ρ（Hg^2 )、ρ(Cu^2 ）对茶菱（Trapella sinenisis Olive）叶片和根部保护酶系统的影响，结果表明：随ρ（Hg^2 )、ρ(Cu^2 ）的增加，膜透性增加，根部μ（O2^-）、b（H2O2）上升，λ（SOD)、λ（POD）、λ（CAT）先升后降，Hg^2 胁迫下，叶片μ（O2^-）、b（H2O2）、λ（SOD）、λ（POD）先升后降，而λ（CAT）下降；Cu^2 胁迫下，λ（SOD）先降后升，λ（POD）逐渐下降，茶菱保护酶系统对Hg^2 的防御作用弱于Cu^2 ，叶的防御作用弱于根。     

镉胁迫下杂交稻2品种幼苗的抗性及镉含量的差异

以"两优培九"、"汕优63"杂交稻三叶期幼苗为材料,比较了镉胁迫对生长量,及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性、丙二醛(MDA)含量、光合速率、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及不同器官镉含量的变化。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"幼叶光合速率和PSⅡ电子传递活性降低幅度较小,生长量较高;"两优培九"保护酶系统活性较高,MDA含量升高幅度较小;"两优培九"地上部分镉含量较低、根系含量较高。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"根系的生长速率较高,抗镉胁迫的能力较强。     

黄原酸化膨润土对Cu^2＋的吸附性能

研究黄原酸化膨润土(XB)对铜离子的吸附性能.考察XB对Cu2 吸附的主要影响因素,最佳吸附条件为:[Cu2 ]起始>=80mg·1-1,pH=6,XB用量2g·1-1,吸附作用时间60min,XB对Cu2 的去除率最高达99.9%,残余浓度为0.077mg·1-1,远低于国家综合污水排放一级标准.采用FT-IR,TG,SEM,XRD和粒度分析等表征手段,分析了XB吸附Cu2 前后表观形貌和晶胞结构的变化,结果表明,黄原酸化改性增大了膨润土的粒度,使之极易沉降;推测Cu2 在XB吸附剂上的吸附为络合或螯合作用.     

Selective recovery of Cu2+ and Ni2+ from wastewater using bioelectrochemical system

As the bioelectrochemical system, the microbial fuel cell (MFC) and the microbial electrolysis cell (MEC) were developed to selectively recover Cu²⁺ and Ni²⁺ ions from wastewater. The wastewater was treated in the cathode chambers of the system, in which Cu²⁺ and Ni²⁺ ions were removed by using the MFC and the MEC, respectively. At an initial Cu²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, removal efficiencies of Cu²⁺ increased from 97.0%±1.8% to 99.0%±0.3% with the initial Ni²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.1±0.5 to 5.4±0.6 W·m^-3. The Ni²⁺ removal mass in the MEC increased from 6.8±0.2 to 20.5±1.5 mg with the increase of Ni²⁺ concentrations. At an initial Ni²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, Cu²⁺ removal efficiencies decreased from 99.1%±0.3% to 74.2%±3.8% with the initial Cu²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.0±0.1 to 6.3±1.2 W·m^-3. Subsequently, the Ni²⁺ removal efficiencies decreased from 96.9%±3.1% to 73.3%±5.4%. The results clearly demonstrated the feasibility of selective recovery of Cu²⁺ and Ni²⁺ from the wastewater using the bioelectrochemical system.     

银铜离子复合体系的光催化还原

研究了在银、铜离子混合溶液中,TiO2／bead漂浮型光催化剂光催化还原银、铜的效果．考察了pH值、电子给体、络合剂以及反应气氛对银铜还原效率的影响．结果表明：银、铜离子的光催化还原与其电极电势以及在光催化剂表面的吸附有很大关系．pH值增大,银、铜离子在催化剂表面的吸附量增大,还原效率相应增大;电子给体、络合剂的加入以及无氧环境下对金属的还原有一定的促进作用．一般来说,银离子的光催化还原速率和程度比铜离子大．混合溶液中,银、铜离子的光催化还原具有协同作用。