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     

纳米二氧化钛(nTiO_2)与双酚A对斜生栅藻(Scenedes-mus obliquus)的联合毒性效应

纳米二氧化钛(n Ti O2)在被人们广泛使用的同时,其潜在的环境影响也受到越来越多的关注。为深入探讨n Ti O2与环境中现有污染物的相互作用及生物效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,按照毒性单位法、相加指数法和混合毒性指数法,研究了n Ti O2与双酚A(BPA,一种常见的环境类雌激素)的联合毒性效应。结果显示,n Ti O2与BPA对S.obliquus生长的72 h半抑制浓度(EC50)分别为28.7 mg·L-1与1.81 mg·L-1。而n Ti O2与BPA共存时,在不同毒性比(4:1,3:1,2:1,1:1,1:2和1:3)下,其联合毒性作用(以BPA计)的72 h EC50值分别为2.198,1.58,1.153,0.428,0.306和0.189 mg·L-1。两者的联合毒性作用不仅仅是简单的相加,而是随着两者毒性比的变化,由拮抗作用转变为相加作用,继而转变为协同作用。这表明,n Ti O2进入环境后与现有污染物的毒性比(浓度比)可能是其联合毒性作用模式的一个重要影响因素。     

沉积物中重金属Pb和Cd对河蚬的毒性效应研究

以河蚬为受试生物,以存活率、呼吸抑制率为测试终点,研究了沉积物和上覆水中重金属Pb、Cd对底栖生物的毒性效应,并探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同时提取金属(simultaneously extracted metals,SEM)对重金属生物有效性的影响。结果表明,沉积物中Pb、Cd对河蚬致死效应较低,当Pb、Cd浓度分别为400、100 mg獉kg-1,连续暴露21 d时,致死率低于20%;沉积物中Pb、Cd对河蚬14 d的呼吸抑制率EC50分别为519和151 mg獉kg-1;上覆水中Pb和Cd离子浓度较低,对生物毒性效应贡献可以忽略;SEM/AVS值和生物呼吸抑制率有着明显的线性相关性,当SEMPb/AVS1,SEMCd/AVS0.6时,重金属对河蚬有明显的毒性效应。     

纳米SiO2与常规SiO2颗粒对Hela细胞的细胞毒性作用

为了探讨纳米SiO2和常规SiO2颗粒对Hela细胞的细胞毒性作用,采用不同浓度的纳米SiO2和常规SiO2颗粒(0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6μg·μL-1)对Hela细胞进行12h染毒,应用MTT法检测细胞毒性效应.研究发现,较低浓度(≤0.2μg·μL-1)的纳米SiO2和常规SiO2对Hela细胞无明显细胞毒性(p>0.05);较高浓度时,纳米SiO2(≥0.4μg·μL-1)和常规SiO2(≥0.8μg·μL-1)对Hela细胞具有明显细胞毒性作用(p<0.01),并且随浓度增大细胞毒性增强;当浓度≥0.4μg·μL-1时,纳米SiO2的细胞毒性明显高于相同浓度的常规SiO2(p<0.05).以上结果表明,纳米SiO2和常规SiO2颗粒均能对Hela细胞产生细胞毒性,且纳米SiO2的细胞毒性强于常规SiO2;低浓度(≤0.2μg·μL-1)的纳米SiO2和常规SiO2具有很好的生物相容性.     

纳米MgO对斜生栅藻的毒性效应及致毒机理

为探究纳米氧化镁(MgO)对微藻的毒性效应及致毒机制,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,测定了纳米MgO对斜生栅藻细胞形态、生长、叶绿素含量及SOD和POD酶活性的影响.结果表明,低浓度的纳米MgO(0.8 mg·L-1)即可对斜生栅藻的生长及叶绿素的合成有抑制作用,说明纳米MgO对斜生栅藻具有明显的毒性.100 mg·L-1纳米MgO处理时,完全抑制了栅藻的生长和叶绿素的合成,藻细胞在4 d内死亡.通过亚甲基蓝还原法测定培养体系中活性氧(ROS)含量发现,随着纳米MgO浓度的升高,ROS大量增加;且纳米MgO暴露条件下,POD酶活性相比于对照组显著增强,但不同浓度纳米MgO处理组之间POD酶活性无明显差异.纳米MgO处理96 h后,当其浓度高于0.8 mg·L-1时,SOD酶活性随浓度升高而降低,表明长时间暴露于纳米MgO后,SOD酶活性受高浓度纳米MgO抑制,而POD酶则作为主要的抗氧化酶清除产生的各种自由基.扫描电镜观察发现,纳米MgO(20 mg·L-1)处理时,斜生栅藻细胞变形,甚至裂解.纳米MgO发生团聚,附着在栅藻细胞表面;团聚的纳米MgO对藻细胞鞭毛有缠绕作用,使细胞聚集成团,限制了藻细胞的游动,并导致细胞间相互遮弊,不利于藻细胞吸收光能.透射电镜观察发现,纳米MgO没有进入藻细胞内部.通过测定纳米MgO解离出的Mg2+的含量和对藻细胞部分生理生化指标的影响发现,其对藻细胞没有毒性效应.因此,纳米MgO对斜生栅藻的致毒机理可归纳为:通过释放大量ROS对藻细胞产生氧化胁迫抑制其生长;高浓度的纳米MgO引起藻细胞的接触性物理损伤,导致藻细胞质壁分离,裂解;同时纳米MgO团聚并覆盖在藻细胞表面,通过与藻细胞鞭毛的相互作用使细胞聚集成团,影响细胞的正常游动及其对光能、营养物质的吸收利用和气体的交换.     

锌与双酚A复合暴露对普通小球藻的联合毒性作用评估

为探究重金属与环境激素的联合毒性效应,以普通小球藻为受试生物,开展了锌与双酚A的单一及复合暴露对普通小球藻的急性毒性、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及抗氧化应激的影响.结果显示,在单一暴露条件下,锌和双酚A对普通小球藻的EC50分别为5.10 mg·L-1和17.37 mg·L-1,仅在锌离子质量浓度低于0.25 mg·L-1时可促进普通小球藻叶绿素合成,而其他各暴露组中锌和双酚A对普通小球藻的光合作用具有抑制效应,采用等毒性配比法进行联合毒性试验,由相加指数法判断锌与双酚A对普通小球藻的联合作用类型为协同作用;藻细胞可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性及丙二醛含量随锌与双酚A暴露浓度的增加被显著诱导,且高浓度的复合暴露对普通小球藻造成明显的氧化损伤.研究表明,锌与双酚A复合暴露会加强其在水环境中的毒性效应.     

重金属对发光海藻Pyrocystis lunula的毒性研究——一种新型的快速生物毒性测试方法QwikLite

利用海洋发光藻--新月梨甲藻Pyrocystis lunula的生物发光特性(QwikLite方法),以发光抑制为测试终点,研究了6种重金属离子Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr6+、Cd2+、Hg2+的毒性,24h EC50分别为4.6601mg·L-1、0.0960mg·L-1、1.4935mg·L-1、0.1626mg·L-1、0.1272mg·L-1、0.0048mg·L-1.将该结果与这6种金属离子对其它发光藻、发光菌、糠虾和泥螺的毒性效应进行了比较.结果表明,利用QwikLite方法和Vibrio覱scheri(Microtox方法)测定的6种重金属离子的毒性顺序相似,但QwikLite法比Microtox法的灵敏度高1～2个数量级;发光藻与糠虾和泥螺的灵敏度相似或者更高,与泥螺存在显著的相关性.发光藻毒性测试方法QwikLite由于灵敏度高、操作简便、快速经济等优点,可以作为一种新型的快速生物测试方法.     

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     

重金属对发光海藻Pyrocystis lunula的毒性研究——一种新型的快速生物毒性测试方法QwikLite(Study of Heavy Metals Toxicity for Dinoflagellate Pyrocystis lunula——A New Rapid Toxicity Test QwikLite)

利用海洋发光藻——新月梨甲藻Pyrocystis lunula的生物发光特性（QwikLite方法）,以发光抑制为测试终点,研究了6种重金属离子Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cr6+、Cd2+、Hg2+的毒性,24h EC50分别为4.6601mg·L-1、0.0960mg·L-1、1.4935mg·L-1、0.1626mg·L-1、0.1272mg·L-1、0.0048mg·L-1. 将该结果与这6种金属离子对其它发光藻、发光菌、糠虾和泥螺的毒性效应进行了比较. 结果表明,利用QwikLite方法和Vibrio ?覱scheri（Microtox方法）测定的6种重金属离子的毒性顺序相似,但QwikLite法比Microtox法的灵敏度高1~2个数量级;发光藻与糠虾和泥螺的灵敏度相似或者更高,与泥螺存在显著的相关性. 发光藻毒性测试方法QwikLite由于灵敏度高、操作简便、快速经济等优点,可以作为一种新型的快速生物测试方法.     

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。     

双酚A与其替代品对黑斑蛙急性毒性的比较

双酚F(BPF)和双酚S(BPS)作为双酚A(BPA)替代品广泛使用,然而有关BPF和BPS的毒性数据非常有限。采用系列浓度的BPA、BPF、BPS溶液,暴露黑斑蛙胚胎和蝌蚪96 h,通过半致死浓度(LC50)、最小生长抑制浓度(MCIG)和致畸率等指标比较3种化合物的急性毒性。结果显示:100 mg·L-1BPS未导致黑斑蛙胚胎及蝌蚪畸形和死亡。BPA和BPF对黑斑蛙胚胎的96h-LC50分别为7.68 mg·L-1和7.99 mg·L-1,MCIG分别为4.47 mg·L-1和4.77 mg·L-1,最大致畸率为33.33%;对蝌蚪的96 h-LC50分别为9.00 mg·L-1和9.52 mg·L-1。依据《化学农药环境安全评价准则》的毒性分级标准,判定BPA和BPF的毒性等级为中毒,BPS的毒性等级为低毒。表明BPF急性毒性与BPA相当,BPS急性毒性低于BPA。本研究数据可为BPF、BPS作为BPA替代品的生产和使用以及相应的环境管理提供毒理学参考。     

重金属胁迫对日本对虾(Penaeus japonicas )胚胎发育的影响

以受精1 h以内的日本对虾受精卵为实验对象,采用静水试验方法,研究了Zn、Hg、Cu、Pb、As、Cd和Cr 7种重金属对日本对虾胚胎发育的影响。结果表明,在实验浓度范围内,7种重金属中Hg、Cu对日本对虾胚胎发育毒性最大,其次是Zn、As、Cd,Pb和Cr无明显影响。Hg、Cu、Cd、As、Zn对日本对虾胚胎LC₅₀值分别为：0.0177 mg·L^-1、0.1070 mg·L^-1、1.6057 mg·L^-1、3.3682 mg·L^-1、8.2644 mg·L^-1,致死效应最低可观测效用浓度（LOEC）分别为0.0037 mg·L^-1、0.0166 mg·L^-1、0.1302 mg·L^-1、1.1572 mg·L^-1、2.1522 mg·L^-1;抑制发育LOEC分别为0.0062 mg·L^-1、0.0176 mg·L^-1、0.4002 mg·L^-1、1.9497 mg·L^-1、0.0617 mg·L^-1。随着Hg、Cu浓度的升高,胚胎孵化率不断下降,无节幼体死亡率不断上升,在Hg 0.0256 mg·L^-1浓度组中,胚胎48 h死亡率达到100%。以上结果说明,Hg、Cu等重金属的存在会延缓日本对虾胚胎的发育速度,随着重金属浓度的增加,滞育现象愈加明显,在Cu 0.32 mg·L^-1浓度组中,未见无节幼体孵出。     

黑斑蛙与非洲爪蟾蝌蚪急性毒性试验方法敏感性的比较

两栖动物蝌蚪急性毒性试验是评价化学品急性毒性的一种方法。以毒死蜱、乙草胺、重铬酸钾和全氟辛烷磺酸盐(PFOS)为测试物,比较了我国本土黑斑蛙(Rana nigromaculata)与国际通用种非洲爪蟾(Xenopus laevis)在蝌蚪急性毒性试验中的敏感性。结果发现：2类蝌蚪分别进行的11次试验中,空白对照组黑斑蛙蝌蚪死亡率(0.9%)远低于非洲爪蟾蝌蚪的死亡率(5.8%);重铬酸钾和PFOS对黑斑蛙蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为34.0 mg·L^-1和81.0 mg·L^-1,而对非洲爪蟾蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为51.6 mg·L^-1和92.1 mg·L^-1,显示黑斑蛙蝌蚪对这2种化学品的敏感性略高于非洲爪蟾蝌蚪;毒死蜱和乙草胺对黑斑蛙蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为0.41 mg·L^-1和4.1 mg·L^-1,而对非洲爪蟾蝌蚪的96 h-LC₅₀分别为0.12 mg·L^-1和3.1 mg·L^-1,显示黑斑蛙蝌蚪对这2种化学品的敏感性略低于非洲爪蟾。鉴于2类蝌蚪对化学品的敏感性存在差异,且黑斑蛙蝌蚪的自然死亡率低,材料更易获得,笔者认为黑斑蛙蝌蚪比非洲爪蟾更适合作为蝌蚪急性毒性试验的材料,用于我国化学品环境管理中的毒性评价。     

5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻生长及叶绿素含量的影响

近年来,抗癌药的环境污染特征及其生态风险引起了广泛关注。为获取典型抗癌药5氟尿嘧啶的基础生态毒性数据,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和羊角月芽藻(Selenastrum capricornutum)为受试生物,考察了5氟尿嘧啶对2种绿藻的生长和叶绿素含量的影响。结果表明,5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻的生长具有抑制作用,随着暴露浓度升高,细胞生长抑制率增强。5氟尿嘧啶对2种绿藻的96 h半数抑制浓度(EC50)分别为450.36 mg·L~(-1)和692.30 mg·L~(-1),属于低毒性物质。暴露96 h后,低浓度5氟尿嘧啶(32 mg·L~(-1))对蛋白核小球藻和羊角月芽藻叶绿素含量有一定的促进作用,高浓度5氟尿嘧啶(32~500 mg·L~(-1))则抑制了2种绿藻的叶绿素含量,且两者具有明显的负相关关系。和叶绿素b相比,叶绿素a对5氟尿嘧啶胁迫更为敏感。     

双酚A对青岛大扁藻的干扰效应

为了探讨双酚A(bisphenol A,BPA)对海洋微藻的生态毒性效应,实验选择了以青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica)作为受试物种,设置6个实验浓度(即0、2、4、6、8、10 mg·L-1)对微藻进行了96 h暴露处理,测定了不同浓度暴露下对青岛大扁藻的生长以及抗氧化系统酶活性等指标。研究结果表明,BPA对青岛大扁藻的96h-EC50为9.32 mg·L-1,属高毒类污染物。青岛大扁藻经过BPA暴露处理后,细胞密度下降,细胞色素含量降低,并且呈现明显的剂量-效应关系;细胞抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均受到干扰。     

菲胁迫下湿生植物美人蕉(Canna indica)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的影响

多环芳烃有机污染物的环境问题日益严重,亟待需求从群落及生态系统的角度进行毒理学复合危害效应的研究。本文采用以美人蕉(Canna indica)种植根区水培养斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的方式,观察菲胁迫下其生长的变化。结果表明,美人蕉种植根区水对斜生栅藻生长具有化感效应,且表现为"低促高抑"的现象。而在菲胁迫下,种植根区水比例为15%和30%时随着菲浓度的增加,生长促进作用增强,且在菲浓度为1 mg·L-1出现最高值;在100%种植根区水时随着菲浓度的增加生长抑制作用增强。说明,菲胁迫使美人蕉种植根区水对藻类的化感效应增强。进行逻辑斯谛生长拟合发现,30%、1 mg·L-1处理组种群内禀增长率最高,斜生栅藻种群出现暴发增长的生态风险最大。     

离子液体[C_8 mim]Cl对泥鳅胚胎和仔鱼的毒性

以泥鳅的胚胎及仔鱼为试验材料,选择胚胎发育的4个不同时期(囊胚期、原肠胚中期、神经胚期、尾芽期)及仔鱼期为处理开始的时间点,探讨了离子液体[C8mim]Cl的毒性作用。结果表明,随着[C8mim]Cl浓度增加,泥鳅胚胎的孵化率下降,畸形率上升,具有明显的剂量-效应关系,67~150 mg·L-1的[C8mim]Cl对泥鳅胚胎均表现出明显的致畸毒性效应;随着[C8mim]Cl浓度增加,泥鳅仔鱼死亡率上升,而100~225 mg·L-1的[C8mim]Cl对泥鳅仔鱼具有明显的致畸、致死作用。其中,[C8mim]Cl对孵出期泥鳅仔鱼的24 h、48 h的半致死浓度分别为97.95和86.77 mg·L-1;而[C8mim]Cl对孵出后3 d泥鳅仔鱼的24 h、48 h的半致死浓度分别为73.77和40.98 mg·L-1。由上可知,在一定的剂量内,[C8mim]Cl对泥鳅胚胎及仔鱼的发育有明显的致畸、致死作用,这为离子液体[C8mim]Cl的合理使用提供了理论依据。     

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对泥鳅的急性毒性

将泥鳅暴露于甲维盐进行急性毒性实验,依据概率单位法计量不同暴露时间甲维盐相应的半致死浓度以及安全浓度。结果表明,甲维盐对泥鳅的48 h-LC₅₀为14.137 mg·L^-1 ,96 h-LC₅₀为6.765 mg·L^-1。甲维盐浓度与泥鳅的死亡率呈现明显的剂量效应关系。随着暴露时间延长,半数致死浓度降低,安全浓度降低。采用组织学方法评估了不同浓度的甲维盐暴露下,泥鳅视网膜、皮肤、鳃的组织学结构变化。在20 mg·L^-1甲维盐急性暴露下,泥鳅皮肤出现脂褐质沉积、分泌细胞减少、神经丘细胞大量丢失。同时甲维盐能够造成视网膜变薄,视细胞的內节/外节丢失,引起视觉障碍。     

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。     

铜离子对中国花鲈幼鱼的毒性研究

为给中国花鲈(Lateolabrax maculatus)养殖提供污染生物学的理论数据,研究了中国花鲈幼鱼的铜离子中毒症状和半致死浓度(LC50);检测了幼鱼肝脏的谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力;分析了铜离子胁迫对...