城市污水中典型卤代苯酚分布及其光降解行为研究

卤代苯酚(HPs)是一类广泛存在于水体中的污染物,其在污水处理厂出水中的存在及迁移转化会产生一定的健康和生态风险。探究卤代苯酚在环境中的转化行为非常重要。光降解反应是酚类物质在水体中迁移转化的重要途径,实际水体中的有机质等对卤代苯酚的光降解会产生一定的影响。对大连市区6家污水处理厂出水中卤代苯酚的污染状况进行了调查,结果显示在所有出水中总HPs的浓度范围为77.2~168.6 ng·L-1。在所有检出的卤代苯酚中,五氯酚和2,6-二氯酚浓度较高,且检出频率均为100%,检出浓度范围分别为10.8~166.7 ng·L-1和0.1~72.2 ng·L-1。在模拟太阳光照射条件下,选取2种氯酚和2种溴酚研究它们在污水样品与纯水中光降解行为,从卤原子取代的程度和种类两方面对不同卤代苯酚光降解的规律进行类比,分析了其光降解特性。此外,对比分析了不同污水厂出水的对同种卤代苯酚降解速率的影响,发现出水的p H值、溶解性有机质等因素,都可能影响卤代苯酚的光降解。     

可离子化有机污染物对大型溞的毒性及QSAR研究

取代苯酚、苯胺和苯甲酸类化合物是在环境水体中具有较强生物毒性的芳香族可离子化有机化合物,它们在水体中对水生生物和水生生态系统都有较大危害。测定此类化合物在p H值为6、7.8和9的条件下对大型溞的24 h急性毒性,计算化合物在不同p H值条件下的中性态分子所占比例F0。研究毒性与F0的相关性,结果表明F0对取代苯酚和苯甲酸类化合物的毒性的影响较大而对取代苯胺毒性的影响很小。对于卤代苯甲酸类化合物,毒性与疏水性的相关性较好,但是羟基苯甲酸类化合物的毒性与疏水性参数的相关性很差,引入量子化学参数EHOMO和取代羟基个数NOH,可以改进苯甲酸类化合物的模型的质量。     

几种典型有害化学品对水生生物的急性毒性

采用水体中3个营养级别的水生生物（绿藻、水Sou和鱼）测试卤代酚类、硝基苯类、烷基苯类典型有毒有害化学品对水生生物的急性毒性，同时对上述物质对水生生物的安全性进行初步评估，并预测了上述物质对水生生物的环境安全浓度，研究结果表明，在3类12种有机污染物中，卤代酚类物质对水生生物的毒性最强，其中五氯苯酚对水生生物具有极高毒性。在3个营养级别的受试生物中，剑尾鱼对上述毒物具有较好的敏感性，结果稳定，重现性好，说明剑尾鱼是一种优良的水生毒性试验材料，图1表3参11。     

卤代肉桂酸对羊角月牙藻的急性毒性及3D-QSAR研究

卤代肉桂酸类化合物广泛用于医药、化妆品和除草剂等生产制造,随着使用量的增加,其生态环境健康风险逐渐受到关注。为揭示该类化合物的毒性特征,选择14种卤代肉桂酸作为研究对象,考察了它们对羊角月牙藻的急性毒性效应,并应用三维定量构效相关技术(3D-QSAR)探讨化合物分子结构特征对毒性效应的影响。结果表明,14种卤代肉桂酸类化合物对羊角月牙藻急性毒性的72 h半数效应浓度(72 h-EC50)值在45.88～83.72 mg·L-1范围内,其中4-氯肉桂酸、4-溴肉桂酸等表现出较高毒性效应。3D-QSAR结果表明,该类化合物分子结构的立体场、静电场和疏水场特性对其毒性效应影响显著,在苯环结构上引入体积较大、电负性较弱及疏水性较强的取代基,将导致毒性升高。以上结果将为科学评价卤代肉桂酸类化合物潜在环境健康风险提供基础数据支撑。     

13种新型极性苯酚类氯/溴代消毒副产物的生成机理

近年来,基于超高效液相色谱/电喷雾电离三重四极杆质谱(UPLC/ESI-tq MS)的多反应监测扫描(MRM)、前体离子扫描和子离子扫描技术,研究人员在饮用水中发现了13种新型极性苯酚类氯/溴代消毒副产物(Cl-/Br-DBPs).它们不仅具有比脂肪族消毒副产物更高的细胞毒性、生长发育毒性和生长抑制作用,而且降解后会产生三卤甲烷和卤代乙酸类消毒副产物,因此受到了人们的极大关注.为探究13种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs在饮用水消毒过程中的生成机理以及更好地控制其生成,本研究以没食子酸为前驱物,在实验室模拟氯和氯胺的消毒过程,通过UPLC/ESI-tq MS MRM方法分析没食子酸和氯/氯胺消毒反应的终产物及部分中间产物,并推测了这13种Cl-/Br-DBPs在氯消毒过程中的反应路径.结果表明,模拟和实际饮用水水源水中均存在没食子酸,且经氯/氯胺消毒后的没食子酸反应液中生成了10种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs,证明没食子酸是生成13种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs的前驱物之一.     

5种取代酚化合物对淡水发光菌的联合毒性

以新型淡水发光菌——青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensissp.—Q67)为检验生物,以VeritasTM微孔板光度计为发光强度测试设备,分别测定了3,5-二羟基甲苯、2,3-二甲基苯酚、对氯苯酚、邻氯苯酚、2,4-二氯苯酚对淡水发光菌的发光抑制毒性及其混合物的联合毒性.结果表明,5种取代酚的剂量-效应关系都可用Weibull模型有效描述,从这些模型估算的半数效应浓度负对数值(-logEC50)分别为2.69、3.08、3.43、2.81和3.66,可知其对发光菌的毒性大小顺序为:2,4-二氯苯酚>对氯苯酚>2,3-二甲基苯酚>邻氯苯酚>3,5-二羟基甲苯.分别设计浓度等于各自之EC50和EC10的2个等效应浓度比混合物以及3个不同效应浓度比混合物进行联合毒性实验,结果发现,在所实验的浓度范围内各个混合物的剂量加和(DA)模型与独立作用(IA)模型具有相似的作用规律,其联合毒性既可用DA模型也可用IA模型进行预测.     

邻氯苯酚抑制光合细菌1D生长的毒性效应

以农药厂排污口下游底泥分离筛选得到的红假单胞菌Rhodopseudomonas sp.1D为研究对象,考察了不同质量浓度邻氯苯酚对1D生长和脱氢酶活性的影响.实验结果表明,随着培养液中邻氯苯酚质量浓度的增加,1D的生长明显受到抑制,当培养液中邻氯苯酚质量浓度为800 mg·L-1时,1D的生长几乎被完全抑制.菌株1D的脱氢酶活性随着邻氯苯酚质量浓度增加而明显降低,当邻氯苯酚质量浓度为570 mg·L-1时,1D的脱氢酶活性下降程度为100%.在此基础上进一步运用化学品对水生生物急性毒性试验的标准方法研究了邻氯苯酚对1D的毒性效应.结果表明,邻氯苯酚对1D生长的安全质量浓度为9.375mg·L-1.通过与湖水中微生物的半致死质量浓度96LC50进行比较可知,1D对毒物邻氯苯酚的耐受性高于自然水体中混合微生物对邻氯苯酚的耐受性.     

卤代苯及其衍生物的比较分子场研究

用比较分子场（CoMFA）方法分析了一组卤代苯及其衍生物对发光菌的毒性数据，所建立的CoMFA模型有很好的自身一致性和较强的预测能力。对系列化合物的研究结果表明：该类化合物的立体效应是描述其毒性和进行构效关系研究的重要结构参数；毒性大小与取代基体积大小有关，取代基体积愈大则毒性愈大。     

苯、氯苯、苯酚、4-氯酚对斑马鱼、孔雀鱼、剑尾鱼的急性毒性

以斑马鱼（Zebra fish）Danio rerio、剑尾鱼Xiphophorus hellerii、孔雀鱼（Guppy）Poecilia reticulata为受试鱼种,采用半静态试验,考察苯、苯酚、氯苯、4-氯苯酚对3种鱼的急性毒性,结果表明,上述4种有机物对斑马鱼的96 h LC50分别为132.22、28.86、9.66、4.29 mg.L-1;对剑尾鱼的96 h LC50分别为123.76、27.25、8.86、4.29 mg.L-1;对孔雀鱼的96 h LC50分别为131.25、27.88、9.33、4.59 mg.L-1,都属于高毒物质。毒性大小为苯〈苯酚〈氯苯〈4-氯苯酚。毒性大小与取代基的类型有关,-Cl的毒性要大于-OH,-Cl和-OH的联合毒性大于单独的-Cl和-OH。孔雀鱼和剑尾鱼对上述有机污染物具有较好的敏感性,结果稳定,重现性好,可以作为急性毒性试验的受试鱼种。     

7种拟除虫菊酯农药对卤虫的急性毒性研究

为了研究7种拟除虫菊酯农药对美国大盐湖卤虫(GSL Artemia)的急性毒性效应,挑选18~24 h内孵出的卤虫,继续培养24 h后得到Ⅱ~Ⅲ龄卤虫无节幼体,将其暴露于所设浓度梯度的拟除虫菊酯溶液中进行24 h急性毒性实验,记录卤虫无节幼体在各浓度溶液中的死亡情况,并将所得数据进行Probit分析。结果表明,卤虫对不同拟除虫菊酯的敏感性相差较大。氯菊酯、氯烯炔菊酯、炔咪菊酯、胺菊酯、联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯和溴氰菊酯对卤虫的24 h半致死浓度(24 h-LC50)分别为4.68、14.82、18.12、38.21、>100、>100和>100 mg.L-1。因此,在含有卤虫的盐水环境中,应尽量避免使用毒性较高的氯菊酯,而选择使用联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯和溴氰菊酯等毒性较低的农药。     

镉与除草剂草甘磷的交互作用对小麦的毒性

种子发芽试验、根伸长抑制试验及植物早期生长试验是目前所建立的3种高等植物毒性试验，这些试验通过研究植物在污染条件下根系发育状况、生物量减少程度或植物耐污特性等方面而对污染物的环境效应进行诊断。文章研究了镉与草甘磷交互作用对小麦发芽率以及发芽后小麦的根长和芽长的影响。结果发现，镉对小麦发芽率没有明显影响，而草甘磷对小麦发芽率、根长和芽长有明显抑制效应。镉在一定程度上降低了草甘磷对小麦发芽的毒性，但对小麦生长仍有明显毒害。当镉与草甘磷共同作用于小麦时，镉的存在增加了低浓度草甘磷的生物毒性，而降低了高浓度草甘磷的生物毒性或没有影响。但是，随着镉浓度增加它们的联合毒件又逐渐增加。     

土壤铜植物毒害的不同评价终点和室内外测定差别研究

本论文对山东陵县、湖南祁阳和浙江嘉兴3种性质差异较大的土壤上进行的室内外的土壤外源铜(Cu)的植物毒性试验结果进行了比较。结果发现3种室内评价终点(大麦根长、西红柿和小白菜苗期生物量)和田间植物(玉米、小麦、水稻和油菜产量)对土壤中Cu毒性的敏感性存在较大的差异。大麦根伸长和小白菜生物量法高估了土壤中Cu对田间小麦、玉米和水稻产量的毒害,而室内西红柿生物量法则低估了土壤中Cu对田间小麦、玉米和水稻产量的毒害。小白菜和田间油菜的敏感性接近,可以用室内小白菜苗期生物量作为土壤中Cu对田间油菜产量毒性评价的植物。当采用相同植物比较时,陵县小麦、祁阳玉米和嘉兴油菜的室内苗期值可以作为土壤Cu对相同田间植物产量的毒害作用(EC_(10))的评价指标。但是,室内苗期毒害指标会低估Cu对田间祁阳小麦和高估嘉兴水稻的毒害作用,说明土壤Cu植物毒害室内外测定的差别受土壤和植物的影响。     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

铜与草甘膦复合污染对小麦种子发芽与根伸长的抑制作用

污染物的交互作用及其生态毒理效应已成为环境科学研究的重要方向.论文以小麦种子为供试作物,研究了重金属铜(Cu2+)与除草剂草甘膦复合污染对其发芽率以及发芽后的根长、芽长的影响,以表征Cu与草甘膦复合污染的生态毒性.研究结果表明,在实验浓度下,Cu2+单一污染对小麦发芽率没有明显的影响,对根伸长和芽长的抑制显著;而草甘膦单一污染对小麦发芽、根伸长和芽长均有明显的抑制效应.当Cu2+与草甘膦复合污染时,Cu2+的存在在一定程度上减弱了草甘膦对小麦发芽及芽长的抑制作用;而在根伸长实验中,在低草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在在一定程度上增加了草甘膦对根伸长的抑制作用;在较高草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在则降低了草甘膦对根伸长的抑制作用.Cu2+的存在减轻草甘膦对小麦毒性的可能原因是:草甘膦与Cu2+络合形成了毒性较小的稳定络合物,使草甘膦毒性降低或失去活性.     

碳酸钙和硼对棕红壤油菜锰毒缓解作用

对已酸化的棕红壤进行的油菜锰毒缓解研究表明, 施用碳酸钙在提高土壤ｐ Ｈ 和降低土壤交换性锰的基础上, 改善了土壤营养状况, 其中施用０ ． ５ ％ 碳酸钙处理的效果最好, 在这一碳酸钙水平下,土壤硼处于较高的活性, 土壤速效磷钾被油菜幼苗充分利用, 油菜幼苗对营养元素具有最大吸收量,使植株生物学产量达到最大值。酸化的棕红壤只需施用０ ． ５ ％ 的碳酸钙, 其土壤酸碱度便可恢复到正常水平, 如施用更多的碳酸钙, 会造成土壤营养再度失调, 油菜幼苗的生物学产量下降。在施用碳酸钙基础上配施硼素, 可使油菜生物学产量进一步提高, 相应的土壤环境得到更好的改善, 施硼可以降低锰毒植株磷的浓缩效应和提高营养元素的利用效率。因此, 碳酸钙－ 硼配施是缓解棕红壤油菜锰毒的一项重要措施。     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

Stress response to nanoplastics with different charges in Brassica napus L. during seed germination and seedling growth stages

● Higher concentrations of PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H inhibited seed germination. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H influenced seedling growth in a dose-dependent manner. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H reduced essential nutrients uptake and plant quality. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H increased antioxidant enzyme activities and MDA content. ● Nanoplastic toxicity was related to surface charges. Nanoplastic pollution has become a significant problem in farmland systems worldwide. However, research on the effects of nanoplastics (NPs) with different charges on field crops is still limited. In our study, NPs with different charges, including unmodified polystyrene nanoplastics (PS), positively charged polystyrene nanoplastics (PS-NH₂), and negatively charged polystyrene nanoplastics (PS-SO₃H), were investigated for their impacts on seed germination and seedling growth of rape. The results showed that seed water uptake (after 12 h), seed germination, seed vigour, and relative root elongation were all significantly reduced under exposure to NPs (200 mg/L). Similarly, remarkable decreases in plant biomass (root weight, shoot weight), growth (root length, plant height), photosynthesis ability (chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids), essential nutrient uptake (Fe, Mn, Zn, Cu), and plant quality (soluble protein, soluble sugar, crude fibre content) of rape seedlings were also observed after exposure to NPs. Among the three kinds of NPs, PS-NH₂ showed stronger effects. Moreover, superoxide dismutase, peroxidase, and catalase activities of rape seedlings were changed, and the content of malondialdehyde was significantly increased under exposure to NPs. Furthermore, positively charged PS-NH₂ showed stronger effects on the phenotype, physiology, biochemistry, nutrient uptake, and plant quality of rape. Notably, a comprehensive toxicity evaluation revealed that PS-NH₂ had the strongest toxicity to rape. The present study provides important implications for the interaction and risk assessment of NPs and crops in soil-plant systems.     

ZnO NPs对水培小麦(Triticum aestivum L)种子不同发育阶段的影响

氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,已有研究表明其对生物体具有显著的毒性效应。为了研究ZnO NPs的毒性与种子发育阶段的关系,选择小麦(Triticum aestivum L)作为受试植物,将处于不同发育阶段的小麦种子置入ZnO NPs悬浮液中进行培养,研究了ZnO NPs对水培小麦种子不同发育阶段的影响。结果表明,虽然ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦都可以产生毒性,但是毒性的大小随小麦发育阶段的不同而表现出明显的差异(P0.05)。在60 mg·L-1暴露浓度下,用ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦种子进行处理,小麦根长的抑制率分别为37.8%、80.2%和95.7%;就萌动阶段和发芽阶段而言,ZnO NPs的毒性与其浓度有关,浓度越大毒性越大,即具有显著的浓度效应。上述研究结果对于全面准确地评价ZnO NPs毒性具有重要的意义。     

氯丹和灭蚁灵污染场地土壤对陆生生物的毒性效应

为向污染土壤的监测、生态毒理诊断及修复提供方法和数据,以氯丹、灭蚁灵污染场地土壤为供试土壤,测定了氯丹、灭蚁灵复合污染对蚯蚓的急性毒性效应以及对小麦、小白菜、玉米和水稻4种植物种子发芽率和根伸长抑制率的影响.结果表明,蚯蚓对本场地污染响应十分敏感,处理d 3高浓度组开始出现死亡,此后死亡率随污染物浓度增大而上升,d 14部分高浓度组死亡率达到100%;同一浓度下,氯丹和灭蚁灵对4种植物种子根伸长抑制率均显著大于对种子发芽的抑制率,植物的根生长比种子发芽对有机污染物的毒性更为敏感.4种植物种子对污染场地土壤的敏感性为小麦>小白菜>水稻>玉米.氯丹和灭蚁灵对蚯蚓的毒性要大于对这几种植物的毒性,蚯蚓对氯丹和灭蚁灵的响应更加敏感.因此,蚯蚓作为指示生物,其急性毒性试验可作为氯丹和灭蚁灵污染场地的诊断指标,诊断周期以14 d为宜.     

Pollution level in distillery effluent and its phytotoxic effect on seed germination and early growth of maize and rice

The effluent from a Lucknow- based distillery (Mohan Meakin Distillery) was analyzed for physico-chemical and biological parameters of pollution and concentration of potentially toxic heavy metals (Cd, Cr, Ni and Zn) and the effect of the distillery effluent, as such and on 50% dilution with tap water was studied on seed germination and seedling growth of maize (Zea mays L.) and rice (Oryza sativa L.). The effluent was wine red in colour and highly acidic (pH approximately 55) and possessed decaying alcoholic smell. The effluent contained high values of different pollution parameters, particularly total solids, 3450 mgl(-1) (soluble plus suspended solids), alkalinity 1500 mgl(-1), biological oxygen demand (BOD, 1649 mgl(-1)) and chemical oxygen demand (COD, 2036 mgl(-1)). It had very low values of dissolved oxygen (DO, 0.34 mgl(-1)). The heavy metals (Cd, Cr, Ni and Zn) content, particularly the nickel concentration (0.029 mg l(-1)) was high. Use of the distillery effluent, even on 1:1 dilution with tap water inhibited germination and early seedling growth of maize and rice. In both maize and rice, more so in the former germination % of seeds, length of radicle and plumule and the fresh and dry weight of the seedlings were significantly reduced. The emerging leaves of the seedlings also developed visible effects of toxicity some of which resembled the symptoms of nickel toxicity. Our observations suggest that the effluent, as discharged from the distillery carry a heavy load of pollutants. Its discharge into the river Gomti poses a potential threat to the aquatic life, perticularly during the summer months when the water flow in the river is drastically reduced. The distillery effluentis also harmful for irrigating crops grown along the drain carrying it.