8种常见农药对海胆胚胎各发育期的急性毒性

为初步探讨农药对海胆胚胎的急性毒性效应,以虾夷马粪海胆(Strongylocentyotus internedius)为实验材料,研究了8种常见农药--草甘膦(Glyphosate)、百草枯(Paraquat)、异菌脲(Iprodione)、代森锰锌(Mancozeb)、三唑醇(Triadimenol)、霜霉威(Propamocarb)、百菌清(Chlorothalonil)和速克灵(Procymidone)对海胆胚胎各发育期(二细胞期、四细胞期、上浮囊胚期、原肠期、棱柱幼体期、四腕幼虫期)的半数效应浓度(EC50),并分析了正辛醇/水分配系数(LogP)与EC50的关系.结果显示:1)8种农药对海胆胚胎各发育期均具有一定的急性毒性,以四腕幼虫期为例,8种农药的EC50值分别为草甘膦(3.99mg·L-1)>百草枯(10.38mg·L-1)>代森锰锌(20.77mg·L-1)>速克灵(55.42mg·L-1)>霜霉威(56.09mg·L-1)>异菌脲(86.29mg·L-1)>三唑醇(273.20mg·L-1)>百菌清(647.38mg·L-1).2)LogP与EC50呈现一定的正相关性,即随着LogP的增加,各农药对海胆胚胎的抑制率逐渐降低.     

自然条件下水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解及其影响因素

研究了室外条件下河水和海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解(光解和水解)行为,并考察了室内条件下硝酸盐、腐殖酸和颗粒物对光解的影响.结果表明,3种目标农药在水环境中的非生物降解(光解和水解)动力学符合一级动力学模型.在厦门夏季室外条件下(平均气温25—32℃),河水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解半衰期(t1/2)分别为17.6—49.8 d、25.6—90.5 d、16.5—42.6 d,光解t1/2分别为19.9—73.6 d、28.0—131.8 d、17.6—50.5 d,水解t1/2分别为154.0 d、288.8 d、271.8 d;海水中三环唑、氟环唑和苯醚甲环唑的非生物降解t1/2分别为22.8—48.1 d、74.8—93.8 d、37.2—48.4 d,光解t1/2分别为34.1—160.6 d、113.4—163.8 d、87.4—193.0 d,水解t1/2分别为68.6 d、219.7 d、64.6 d.目标农药的光解在非生物降解中占主导地位,河水中的光解速率普遍快于海水.pH升高促进三环唑和苯醚甲环唑的水解,但抑制氟环唑的水解.室内实验发现,硝酸盐抑制目标农药的光解,腐殖酸抑制氟环唑和苯醚甲环唑的光解,但促进三环唑的光解;河水中的颗粒物抑制目标农药的光解,但海水中的颗粒物却能促进目标农药的光解.总体而言,水环境中3种唑类农药的降解半衰期都较长,在实际水环境中的存在状况和毒理效应值得进一步研究.     

海胆胚胎不同发育期P-糖蛋白（P-glycoprotein）药物外排功能的研究

通过研究添加维拉帕米(Verapamil,VER)后,灭蝇胺(Cyromazine)和杀虫丹(Ethiofencarb)对海胆胚胎致死中浓度(LC50)的变化,探讨了不同发育期海胆胚胎P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的功能.结果表明:灭蝇胺和杀虫丹对海胆胚胎的平均LC50分别为2.50mg·L-1和3.50mg·L-1,在加入0.75μmol·L-1P-gp抑制剂VER后,其LC50平均降低40%～42%,说明海胆胚胎P-gp具有药物外排作用.药物浓度可影响P-gp功能,随药物浓度的升高,P-gp外排功能逐渐减弱,甚至达到饱和.实验同时通过分子模拟方法研究了灭蝇胺和杀虫丹的分子结构特征,实验和理论结果均证实了这两种药物分子为海胆胚胎P-gp的底物.     

阿曼原油和溢油分散剂对斑马鱼(Danio rerio)胚胎形态发育的毒性效应

为研究经溢油分散剂(GM-2)处理阿曼原油对硬骨鱼类形态学发育毒性,将斑马鱼胚胎作为受试生物,采用半静态暴露方法,观察0~120 hpf(hour post-fertilization)斑马鱼胚胎的致死率、孵化率和畸形率,并应用斑马鱼胚胎发育毒性试验形态学得分系统(General Morphology Score(GMS)System)评估阿曼原油暴露诱导的斑马鱼胚胎形态发育毒性。结果显示,相较于水溶组分(water-accommodated fractions,WAF),加入GM-2后的化学增强型水溶组分(chemically enhanced water-accommodated fractions,CEWAF)水样中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)浓度显著增加,由(5.233±0.213)mg·L-1增至(292.989±11.905)mg·L-1;120 hpf时,WAF和CEWAF组的致死率均有不同程度的升高,100%WAF的致死率为30.2%±2.8%,而≥40%CEWAF的致死率均已超过半数致死率,其半数致死浓度LC50为153.318 mg·L-1;通过对GMS分析,WAF和CEWAF暴露均会在不同程度上导致斑马鱼胚胎发育显著延迟,主要表现在鱼鳔未形成、心率异常、血液循环停滞和行动(胸鳍摆动、尾部摆动等)迟缓,且均能显著延迟胚胎孵化甚至造成胚胎不孵化;由畸形率可知,阿曼原油具有较强的致畸性,以心包水肿、背部弯曲和尾部弯曲最显著。由结果可知,经GM-2处理后的阿曼原油(CEWAF)比未处理的阿曼原油(WAF)对斑马鱼胚胎产生更严重的毒性效应。     

渭河西安段磺胺类抗生素的分布特征及生态风险评价

采用HPLC-MS/MS对渭河西安段(咸阳至西安)表层水体中的磺胺类抗生素污染物进行检测分析,丰水期共检出包括磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺吡啶、磺胺喹喔啉、磺胺氯哒嗪和磺胺增效剂甲氧苄啶8种药物残留,检出率50%—100%,检出浓度nd—178.44 ng·L~(-1);平水期检测到除磺胺氯哒嗪外7种,检出率25%—100%,检出浓度nd—114.46 ng·L~(-1).与国内其他河流相比,渭河西安段检出的磺胺类抗生素种类较多,浓度处于中等水平.磺胺类抗生素的浓度分布呈现:平水期,上游中游下游;丰水期,中游下游上游的特点;平水期和丰水期共同检出的磺胺类抗生素比较,平水期检出总浓度高于丰水期.源分析初步表明,生活污水、工业和医疗废水、禽畜和水产养殖是渭河西安段磺胺类抗生素浓度水平较高的主要原因.此外,渭河西安段表层水体中磺胺类抗生素浓度与COD、NH_3-N、TN、TP等其他同步水污染指标无明显相关关系.风险商值RQs分析表明除磺胺甲唑(RQs≥1)对相应物种存在高风险,其他抗生素的风险较低(RQs0.1).     

溢油对小新月菱形藻氨基酸相对含量变化的影响

以小新月菱形藻(Nitzschia closterium)为受试生物,在96 h急性毒性实验条件下,设置不同浓度的180#燃料油分散液(WAF),分析小新月菱形藻细胞内氨基酸相对含量的变化.结果表明,随着培养时间增加,对照组(Ctrl)和低浓度WAF(1%和3%)中丙氨酸和组氨酸相对含量呈上升趋势,而在高浓度WAF(5%、7%和10%)组中丙氨酸无明显变化趋势,组氨酸则呈先降低后升高的趋势.在对照组和低浓度WAF组(1%和3%)下,半胱氨酸相对含量随培养时间增加而减少,而高浓度WAF(5%、7%和10%)下,变化趋势与低浓度相反.在各WAF浓度下,脯氨酸相对含量均随着培养时间的增加而增加,而天冬氨酸的变化正好与脯氨酸相反.因此,本研究发现小新月菱形藻内的主要氨基酸对180#燃料油分散液具有敏感的生化反应,可作为海洋污染检测的一种新途径.     

助溶剂甲苯和二甲基亚砜对斑马鱼胚胎发育的复合毒性效应

研究了甲苯和二甲基亚砜(DMSO)对斑马鱼胚胎生长、发育的毒性效应.实验结果表明:低剂量的甲苯(0.05%)单一暴露对斑马鱼胚胎发育有一定毒性,DMSO(0.45%)对斑马鱼胚胎无明显毒性;但甲苯与DMSO具有较强的复合毒性效应,随着DMSO含量的增加,与甲苯单一暴露组相比,斑马鱼胚胎死亡率显著增加、胚胎孵化率下降、胚胎发育迟缓并生成大量畸形;但甲苯以及甲苯和DMSO复合物对人胚肾HEK-293细胞株和人胃癌SGC-7901细胞株的活力均没有明显效应.DMSO可通过提高甲苯在水中的分散性,增加甲苯的神经毒性,但对离体实验模型无显著效应,故在选择不同生物模型评估有机污染物毒性效应时,需考虑不同类型助溶剂所产生的复合效应,以减少实验误差.     

环境浓度下磺胺混合物对秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)生长、饮食、抗氧化酶及其调控基因表达水平的影响

磺胺类药物在环境中的普遍残留引起了人们对其潜在效应的担忧。因为磺胺混合物的效应不能通过单个物质效应进行准确预测,所以需要针对混合物效应开展深入研究。将秀丽线虫暴露于4种常用磺胺药物(磺胺嘧啶、磺胺吡啶、磺胺甲噁唑和磺胺甲嘧啶)组成的、环境浓度水平(0.01 mg·L-1)的混合物后,对生长调控基因dbl-1和egl-4,饮食调控基因eat-2和eat-18,过氧化氢酶(CAT)编码基因ctl-2和ctl-3,寿命调控基因sir-2,以及凋亡调控基因ced-4的表达水平进行检测。暴露组与空白对照组的结果比较表明,秀丽线虫dbl-1表达水平没有显著变化(下调3%),egl-4表达下调18%,解释了生长的抑制效应(抑制率为15.6%)。eat-2和eat-18的表达水平下调幅度相似,介于20%~22%之间,该幅度高于饮食的抑制效应(10.7%)。ctl-2和ctl-3的表达水平上调,分别比空白对照组高101%与66%,该幅度显著小于0.01 mg·L-1磺胺混合物暴露对CAT活性的刺激效应(比空白对照组高789.5%)。此外,sir-2的表达水平没有显著变化,与线虫寿命没有受到显著影响相一致。同时,ced-4表达上调32%,预示凋亡水平的显著增加。egl-4、eat-2、ctl-2和ced-4基因表达水平的显著变化分别表明磺胺混合物对β转化生长因子(TGF-β),烟酰乙酰胆碱受体(n AChR)、抗氧化系统以及细胞凋亡等多个方面的产生影响。     

纳米二氧化钛致日本青鳉鱼胚胎毒性效应特征

采用青鳉鱼胚胎暴露的方法,研究不同浓度纳米TiO_2对胚胎的毒性效应.结果表明,纳米TiO_224 h的半数致死率LD50为115.17 mg·L~(-1),但不同浓度组引起致死效应差别很大,不存在剂量—效应关系.随着处理浓度从高到低的变化,青鳉鱼胚胎孵化率呈现V字型降低.孵化率最低的为0.1 mg·L~(-1)纳米TiO_2处理组,其孵化率低于10%.高浓度组纳米TiO_2(1 mg·L~(-1)试验组和10 mg·L~(-1)试验组)导致青鳉鱼胚胎孵化时间延迟1—2周.高浓度组(1 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1)处理组)和低浓度组(0.1 mg·L~(-1)和0.01 mg·L~(-1)处理组)的纳米TiO_2对青鳉鱼胚胎和幼鱼造成的畸形毒性特征不同.高浓度组主要造成卵黄囊水肿,低浓度组的毒性特征主要是卵膜破损和胚胎急性致死.对纳米TiO_2的致毒机理,尤其是低于0.1mg·L~(-1)的毒性效应和致毒机理需要进一步研究.     

不同实验条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率

以中国本土鱼种稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)胚胎为实验生物,研究稀有鮈鲫胚胎在正常光照条件下(温度(26±1)℃,自然光照)和光照周期颠倒条件下(温度(26±1)℃,光照周期为12 h(暗):12 h(光))的96 h自然受精率和孵化率,并在放大倍数为40倍的体视显微镜下观察稀有鮈鲫在胚胎发育过程中的形态发育时序及特征。结果表明,在光照周期颠倒和(26±1)℃条件下,9次重复试验的稀有鮈鲫胚胎自然受精率和孵化率平均值分别为92.2%和92.8%,变异系数(CV)分别为5.65%和6.21%,比正常光照和(26±1)℃条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率更高,为鱼类胚胎试验提供更高质量的胚胎。稀有鮈鲫胚胎的形态发育时序及特征满足胚胎试验观察的需求,可在特定的时间点观察特定表征。     

全氟辛酸对大鼠海马细胞内钙离子浓度的影响

采用连续灌胃染毒的方法,探讨了全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)经口急性染毒对大鼠海马细胞内钙离子浓度的影响.选择雄性Wistar大鼠40只,实验组PFOA染毒剂量分别为2、8、30mg·kg-1(bw).连续灌胃染毒7天后,制备海马单细胞悬液,采用Fura-2/AM荧光探针法测定海马细胞内游离钙离子浓度([Ca2+]i),使用固相萃取-高效液相色谱/质谱联机法(HPLC/MS-MIS)检测血清与脑组织中PFOA浓度.结果表明,染毒组大鼠血清与脑中PFOA浓度均显著高于对照组水平(p<0.01),血清与脑中PFOA浓度之间存在显著的正相关关系(r2=0.611,p<0.01).PFOA染毒8、30mg·kg-1(bw)实验组海马细胞[Ca2+]i分别为(207.89±22.84)nmol·L-1和(284.19±14.75)nmol·L-1,显著高于对照组((141.68±11.47)nmol·L-1)和PFOA染毒2mg·kg-1(bw)实验组((147.38±19.23)nmol·L-1)(p<0.01).大鼠脑、血清中PFOA浓度分别与海马[Ca2+]i存在正相关关系(r2=0.552,p<0.01;r2=0.756,p<0.01).研究结果显示,PFOA暴露可使血清和脑组织中PFOA浓度增加,引起大鼠海马神经元细胞[Ca2+]i升高.     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斜生栅藻的致毒效应研究

为了评估邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对水生生物的毒性效应,采用室内培养的方法,研究了DBP对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应.实验设置5个暴露组(5、10、20、50、100mg·L-1)和1个对照组(0mg·L-1),暴露96h后分别测定DBP对斜生栅藻生长量、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生理生化指标的影响.结果表明,各暴露组DBP对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随DBP暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,显示出明显的剂量-效应关系.DBP对斜生栅藻的24、48、72、96h的EC50值分别为3.31、15.49、1.95、2.21mg·L-1.叶绿素a、b及类胡萝卜素含量随着DBP暴露浓度的增大呈现相同的变化趋势,均为低浓度(5～10mg·L-1)上升,高浓度(10～100mg·L-1)下降.随DBP暴露浓度的增大,斜生栅藻SOD活性表现为先激活后抑制,在20mg·L-1时SOD活性达到最大值(与对照比较,p<0.05);当DBP暴露浓度≥10mg·L-1时,MDA含量随DBP浓度的增大显著增加(与对照比较,p<0.05,p<0.01).     

十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽胞杆菌吸附/释放金属离子的影响

针对重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,以蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)复合菌为吸附材料,研究了十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽孢杆菌复合菌吸附及释放金属离子的影响.结果表明,蜡状芽孢杆菌复合菌对低浓度的Pb(II)(0.712mg·L-1)、Zn(II)(4.844mg·L-1)具有快速、高效、稳定的吸附能力,最高吸附率分别达到98.31%和97.83%;对低浓度的Cu(II)(1.915mg·L-1)也能起到一定的去除作用,吸附率最高可达59.90%.复合菌吸附重金属离子的同时,释放了其他金属离子:Ca(II)、K(I)、Na(I),且释放总量大于吸附总量.不同浓度的BDE209对复合菌吸附重金属产生不同的影响.1mg·L-1的BDE209基本表现为促进复合菌对重金属的吸附;而10mg·L-1的BDE209在0～4h之间促进复合菌对Pb(II)、Zn(II)的吸附,在反应4h后明显抑制吸附作用,而对Cu(II)则始终表现为促进作用.BDE209对金属离子释放的影响主要体现在反应的初始阶段(0～4h),表现为高浓度的BDE209减缓K(I)、Na(I)的释放.     

3种杀菌剂及其复配剂对斑马鱼的急性毒性

采用"半静态法"测定了3种农药及其复配剂对斑马鱼的24 h、48 h、72 h和96 h急性毒性,根据我国《化学农药环境安全评价实验准则》中毒性等级划分标准来划分它们对斑马鱼的毒性等级,发现35%精甲霜灵悬浮种衣剂的24 h、48 h、72 h和96 h-LC_(50)均超过10 a.i.mg·L~(-1),属"低毒"级,而25 g·L~(-1)咯菌腈悬浮种衣剂的24 h、48 h、72 h和96 h-LC_(50)分别为0.704 mg·L~(-1)、0.514 mg·L~(-1)、0.424 mg·L~(-1)、0.262 mg·L~(-1),根据0.100 a.i.mg·L~(-1)LC_(50)(96 h)≤1.00 a.i.mg·L~(-1)划分,属"高毒"级,80%嘧菌酯水分散粒剂的24 h、48 h、72 h和96 h-LC_(50)分别为9.803 mg·L~(-1)、5.175 mg·L~(-1)、4.328 mg·L~(-1)、2.326 mg·L~(-1),根据1.00 a.i.mg·L~(-1)LC_(50)(96 h)≤10.00 a.i.mg·L~(-1)划分,属于"中毒"级。11%精甲霜灵-咯菌腈-嘧菌酯悬浮种衣剂的24 h、48 h、72 h和96 h-LC_(50)分别为2.267 mg·L~(-1)、2.073 mg·L~(-1)、1.620 mg·L~(-1)、1.280 mg·L~(-1),根据1.00 a.i.mg·L~(-1)LC_(50)(96 h)≤10.00 a.i.mg·L~(-1)划分,属于"中毒",虽然11%精甲霜灵-咯菌腈-嘧菌酯悬浮种衣剂和80%嘧菌酯水分散粒剂同属"中毒",但比较具体数值,发现11%精甲霜灵-咯菌腈-嘧菌酯悬浮种衣剂毒性相对更大,原因是其中含有"高毒"的咯菌腈。     

Cd对野茼蒿种子发芽的影响

为了研究重金属Cd在野茼蒿生长初期所产生的毒性效应,本文以野茼蒿种子为实验材料,分别设定了低浓度组(0、0.2、0.5、0.8、1.0和5.0 mg·L-1)和高浓度组(0、10、25、50和100 mg·L-1)2组实验,对在Cd胁迫作用下野茼蒿种子的萌发生长进行了研究.结果表明:在低浓度(＜5 mg·L-1)下,C...     

3种农药对大型溞的急性毒性比较

采用"半静态法"测定了3种农药及其混剂对大型溞的24 h、48 h急性毒性,根据我国《化学农药环境安全评价实验准则》中的毒性等级标准,它们对大型溞的毒性等级如下:精甲霜灵悬浮种衣剂对大型溞的24 h、48 h-EC_(50)均大于10 a.i.mg·L~(-1),属"低毒"级,咯菌腈悬浮种衣剂对大型溞的24 h、48 h-EC_(50)分别是0.339 mg·L~(-1)、0.246 mg·L~(-1),根据0.1 a.i.mg·L~(-1)EC_(50)(48 h)≤1.0 a.i.mg·L~(-1)判断,属"高毒"级。嘧菌酯水分散粒剂对大型溞的24 h、48 h-EC_(50)分别是0.389 mg·L~(-1)、0.286 mg·L~(-1),根据0.1a.i.mg·L~(-1)EC_(50)(48 h)≤1.0 a.i.mg·L~(-1)判断,属"高毒"级。精甲霜灵·咯菌腈·嘧菌酯悬浮种衣剂对大型溞的24 h、48 h-EC_(50)分别是0.292 mg·L~(-1)、0.228 mg·L~(-1),根据0.1 a.i.mg·L~(-1)EC_(50)(48 h)≤1.0 a.i.mg·L~(-1)判断,属"高毒"级。精甲霜灵·咯菌腈·嘧菌酯悬浮种衣剂和嘧菌酯水分散粒剂都属"高毒",但比较具体数值,发现精甲霜灵·咯菌腈·嘧菌酯悬浮种衣剂毒性相对更大,原因是其中还含有"高毒"的咯菌腈。     

Ni、Zn对三疣梭子蟹幼体发育的慢性毒性(The Chronic Toxicity of Ni and Zn on Larval Development of Portunus trituberculatus)

为研究Ni、Zn对三疣梭子蟹幼体的毒性,进行了浓度为1/4至8倍渔业水质标准的Ni、Zn(Ni为0.05～0.4mg·L-1;Zn为0.1～0.8mg·L-1)对蟹幼体生长发育的毒性影响试验.1)Ni对蟹幼体生长发育的毒性影响:Ni浓度为1～8倍渔业水质标准时,蟹幼体混合存活率极显著低于对照组(p<0.01).Ni浓度为4倍渔业水质标准时,蟹幼体发育至Z4就全部死亡,8倍仅发育至Z2就全部死亡;4倍以上时,各期幼体存活率和阶段存活率均显著低于对照组(p<0.05或p<0.01).4倍以上时,蟹幼体发育的最短和最长时间及平均时间均显著高于对照组(p<0.05或p<0.01).这说明,进行三疣梭子蟹幼体培育,4倍以上Ni浓度为不适浓度,1～2倍为可行浓度,1/2倍以下为适宜浓度.2)Zn对蟹幼体生长发育的毒性影响结果发现,Zn浓度为8倍渔业水质标准时,蟹幼体混合存活率显著低于对照组(p<0.01),4倍以下时没有显著差异(p>0.05).4倍时蟹幼体仅发育至C1就全部死亡,8倍仅发育至Z2就全部死亡;4～8倍时各期幼体存活率和阶段存活率均极显著低于对照组(p<0.01).2倍以上时,蟹幼体发育的最短时间显著高于对照组(p<0.05);4倍以上时,蟹幼体发育的平均时间显著高于对照组(p<0.05).这说明,进行三疣梭子蟹幼体培育,4倍以上Zn浓度为不适浓度,2倍Zn浓度为可行浓度,1倍以下为适宜浓度.     

多壁碳纳米管存在环境下Pb、Zn对斑马鱼毒性的变化(The Change of the Toxicity of Pb and Zn on Zebrafish in the Case of the Existence of Multi-Walled Carbon Nanotubes)

研究了重金属铅、锌对斑马鱼的急性毒性效应及在人工碳纳米材料——多壁碳纳米管存在环境下,铅、锌对斑马鱼毒性的变化.结果显示,随着铅(Pb(NO3)2)、锌(ZnSO4)浓度的增加以及染毒时间的延长,斑马鱼死亡率逐渐增加;单一多壁碳纳米管悬液(10mg·L-1)对斑马鱼无明显毒性效应.Pb和Zn对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为5.38mg·L-1、3.99mg·L-1、3.83mg·L-1和26.37mg·L-1、21.39mg·L-1、20.62mg·L-1;在多壁碳纳米管存在条件下,二者对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为2.74mg·L-1、2.26mg·L-1、2.15mg·L-1和21.85mg·L-1、17.17mg·L-1、16.77mg·L-1.多壁碳纳米管存在条件下铅、锌对斑马鱼的LC50显著降低,提示碳纳米材料可能会增加重金属对水生生物的毒性.