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.     

2种类型多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的毒理研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。多壁碳纳米管(P-MWCNTs)和羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为纳米材料的典型代表,应用非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。为此,本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验,研究了P-MWCNTs和MWCNTs-OH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明：1)当P-MWCNTs浓度≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH≤20 mg·L-1浓度时对蛋白核小球藻生长未造成影响;2)暴露96 h后,当P-MWCNTs≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≤20 mg·L-1时,蛋白核小球藻细胞可溶性蛋白质含量增加,当P-MWCNTs浓度≥20 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≥40 mg·L-1时,2种类型MWCNTs均对蛋白核小球藻造成毒性效应;3)随着2种类型MWCNTs浓度的增加,蛋白核小球藻细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,蛋白核小球藻细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤;4)MWCNTs-OH比P-MWCNTs具有更好的生物相容性。     

纳米二氧化钛和单壁碳纳米管对普通小球藻生长的抑制效应(Effects of Nano-TiO2 and Single-Walled Carbon Nanotubes on the Growth of Chlorella vulgaris)

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题引起了社会各界的广泛关注.采用污染物藻类毒性测试的标准实验方法,研究了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和单壁碳纳米管(SWCNTs)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的抑制效应.结果表明,在0.01～500mg·L-1浓度范围内,nano-TiO2对普通小球藻的生长没有明显的抑制现象,而SWCNTs却对普通小球藻的生长存在明显的抑制效应,其96h半效应浓度(96h-EC50)为261.5mg·L-1.光学和电子显微镜观察发现,与nano-TiO2相比,SWCNTs能够发生凝聚并吸附大量的普通小球藻细胞,因此严重抑制了普通小球藻的正常生长.     

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.     

HgCl2对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生理生化特性的影响(Effects of HgCl2 on Physiological and Biochemical Characteristics of Scenedesmus obliquus)

为探讨汞对藻类的毒性效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,检测了HgCl2对藻细胞数目、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生化指标的影响.结果表明,各暴露组(0.2～1.5mg·L-1)HgCl2对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随HgCl2暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,HgCl2对斜生栅藻的48、72、96hEC50值分别为1.194、1.113、0.986mg·L-1.随着HgCl2暴露浓度的升高(0.01～1.5mg·L-1),叶绿素a、b及类胡萝卜素等光合色素含量均呈逐渐降低趋势;SOD活性表现为先激活后抑制;MDA含量则显著增加(p<0.05,p<0.01).     

四溴双酚A(TBBPA)对中肋骨条藻的毒性效应研究

为研究四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)对海洋微藻的毒性效应,本文设置五个不同浓度组(0、1.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1)进行中肋骨条藻(Skeletonema costatum)培养实验,在96 h内取样分析其光合色素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明,较低浓度组(1.0和5.0 mg·L-1)叶绿素a、叶绿素c和类胡萝卜素含量48 h之前被显著诱导,最大值出现在24 h;较高浓度组(10.0和20.0 mg·L-1)三种色素含量在48 h之前被显著抑制,24 h达最低值;72 h之后各浓度组均恢复到对照组水平。不同浓度TBBPA胁迫下,中肋骨条藻的可溶性蛋白含量、SOD活性和MDA含量一般被显著诱导,SOD活性和MDA含量在72 h和96 h时随TBBPA浓度升高而增加。虽然1.0 mg·L-1TBBPA对中肋骨条藻生长不具有可观测效应,但已影响到其生理生化指标。目前海水中TBBPA浓度较低,尚不会对中肋骨条藻产生毒性影响。     

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).     

高锰酸钾及氯化锰对日本青鳉的急、慢性毒性(Toxic Effects of Potassium Permanganate and Manganese Chloride on the Early Life Stage of Japanese Medaka（Oryzias latipes）)

饮用水生产中投加高锰酸钾可能引起高锰酸钾及其副产物二价锰的毒性效应.利用日本青鳉的胚胎-幼鱼发育阶段评价了以高锰酸钾为预氧化剂的饮用水生产工艺安全性.结果表明,高锰酸钾对日本青鳉的LC50-96h为1.48mg·L-1.慢性暴露中,对孵化时间影响的最低可观察效应浓度(LOEC30d)为0.1mg·L-1;暴露于0.4mg·L-1的高锰酸钾对30d后日本青鳉的体长、体重、累计死亡率均有显著影响,但对孵化率率无显著影响.氯化锰(Mn2+)对日本青鳉的LC50-96h为550mg·L-1,对体重影响的LOEC30d为3.2mg·L-1.当高锰酸钾的使用浓度在0.5～1.5mg·L-1之间,其在滤后水中的高锰酸钾残余浓度低于检出限,而降解中间体产物Mn2+浓度小于0.5mg·L-1,均低于本文报道的LOECs数值.     

脱氧鬼臼毒素对斑马鱼（Danio rerio）代谢酶和抗氧化酶活性的影响（Effects of Deoxypodophyllotoxin on Activities of Metabolic Enzymes and Antioxidant Enzymes of Danio rerio）

为初步探讨脱氧鬼臼毒素(Deoxypodophyllotoxin,DOP)对鱼类的毒性效应,采用静态鱼类急性毒性试验法测定了DOP对斑马鱼(Daniorerio)代谢酶和抗氧化酶活性的影响;参照DOP的96hLC50值,设定4个浓度(0.5、1.0、2.0、4.0mg·L-1)处理斑马鱼,48h后测定斑马鱼肌肉组织腺苷三磷酸酶(ATPase)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.结果表明,DOP对斑马鱼96hLC50值为3.49mg·L-1,安全浓度为0.36mg·L-1.DOP在0.5~4.0mg·L-1对斑马鱼肌肉总ATPase、Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase的作用趋势均表现为:1.0和2.0mg·L-1显著激活(p<0.05,p<0.01);4.0mg·L-1显著抑制(p<0.05),抑制率分别为24.4%、12.3%和33.8%.DOP在0.5~4.0mg·L-1对斑马鱼肌肉抗氧化酶的作用趋势与对ATPase的作用趋势一致,表现为:1.0、2.0mg·L-1DOP对SOD和CAT均表现为显著激活(p<0.05,p<0.01);4.0mg·L-1DOP对SOD和CAT均表现为显著抑制(p<0.05),抑制率分别为34.1%和31.9%.以上结果表明,DOP对斑马鱼为中等毒性;斑马鱼肌肉组织ATPase、CAT和SOD可能是脱氧鬼臼毒素的作用标靶之一.     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的急性毒性及抗氧化防御系统酶的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为研究对象,根据OECD指南中的滤纸接触法和人工土壤法研究了四溴双酚A(TBBPA)的急性毒性和对蚯蚓体内抗氧化防御系统酶的影响.结果表明,滤纸接触法和人工土壤法检测TBBPA对蚯蚓的半致死浓度LC50分别为4.90mg·L-(148h)和16.7mg·kg-(114d),TBBPA对蚯蚓具有低等毒性.当TBBPA的浓度在0.05和0.1mg·kg-1时对蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)产生显著诱导;在0.05mg·kg-1时,对过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)也产生显著诱导;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)随TBBPA浓度的升高逐渐增加,呈良好的剂量效应关系(R2=0.97,p<0.01).SOD、CAT、GST和MDA可以作为土壤生态早期预警中潜在的敏感的生物标志物.     

诺氟沙星(Norfloxacin)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长及抗氧化酶活性的影响

以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为实验材料,研究了喹诺酮类药物诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对小球藻生长及抗氧化酶活性的影响.结果表明,NFLX对小球藻的96hEC50为30.78mg·L-1,属于低毒.NFLX暴露对小球藻谷胱甘肽硫转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)具有显著影响,当NFLX浓度高于30mg·L-1时,小球藻GST活性受到显著诱导,并随NFLX浓度增加而显著升高,而小球藻CAT活性随NFLX暴露浓度的升高表现出先诱导后抑制现象.NFLX对谷胱甘肽(GSH)和7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响较弱.在低浓度NFLX暴露下,GST和CAT可作为NFLX暴露的生物标记物.     

纳米二氧化铈对蛋白核小球藻和大型溞的毒性及其在大型溞体内的形态转化

随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的应用日益广泛。同时,这类具有独特物理化学特性的微小颗粒对环境和健康的影响引起了人们的关注。本工作参考国际经济合作与发展组织(OECD)化学品生态毒理测试方法,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为受试生物,研究了CeO_2纳米颗粒暴露对小球藻生长、叶绿素含量和细胞内活性氧水平以及大型溞运动能力的影响,分析了大型溞体内铈的形态。随着暴露浓度的升高和时间延长,CeO_2纳米颗粒逐渐抑制小球藻的生长,导致叶绿素水平的降低和活性氧水平升高。暴露96 h后,CeO_2纳米颗粒对小球藻生长的EC50为30.4 mg·L-1,而对大型溞活动抑制的24 h、48 h-EC50分别为430.2 mg·L-1和142.7 mg·L-1。根据中华人民共和国环境保护行业标准中的毒性分级标准,CeO_2纳米颗粒对小球藻属于中毒性物质,对大型溞属于低毒性物质。CeO_2纳米颗粒在大型溞体内主要以Ce(IV)的形式存在,约有3%转化为Ce(III)。对CeO_2纳米颗粒的水生态效应给予足够重视并深入研究其毒性作用机制。     

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。     

邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性作用

为了研究邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对水生藻类的生态毒性作用,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试对象,设置5个DEHP浓度梯度(5、10、20、40、80mg·L-1)和1个对照组,实验周期为96h,以藻细胞数量和光合色素含量为测试指标,检测了DEHP对斜生栅藻生长的影响.结果表明,DEHP对斜生栅藻生长和色素含量具有一定的影响:暴露96h后,各DEHP暴露组斜生栅藻生物量(藻细胞数)与对照组均有显著差异(p<0.05),且随DEHP暴露浓度的升高,生物量逐渐降低;各DEHP暴露组叶绿素a、b含量均显著低于对照(p<0.05),在较低DEHP浓度(5、10mg·L-1)下,叶绿素a、b含量略呈上升趋势,较高DEHP浓度(≥40mg·L-1)下,则呈下降趋势;DEHP暴露对类胡萝卜素含量影响不大,除80mg·L-1组显著降低(p<0.05)外各实验组差异不大(p>0.05).     

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯对4种藻类生长的影响

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯~(-1)-羟基乙基)磷酸酯(敌百虫)为广谱杀虫剂,用途广泛,但对藻类的毒理学效应研究还有待完善。采用4种受试藻样,设置5个敌百虫浓度组(1、5、10、50和100 mg·L~(-1))和对照组,实验周期40 d,藻细胞的初始接种密度106cells·m L~(-1),光暗比12 h/12 h,24 h曝气,24 h磁力搅拌,实验温度25℃,p H 6.8,每隔24 h取样。结果表明:5 mg·L~(-1)、10 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)浓度的敌百虫对铜绿微囊藻和小球藻的生长有促进作用,其中以50 mg·L~(-1)浓度组的促进作用最为显著,促进作用主要表现在生长峰值的延后以及生长对数期的延长,而高剂量(100 mg·L~(-1))的敌百虫则有抑制藻生长的作用。取50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组以及铜绿微囊藻和小球藻作进一步深入研究,结果表明:50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组的叶绿素a含量峰值比对照组高30%,细胞体内的SOD、ATP含量都高于对照组。敌百虫的使用浓度通常在0.1~1.0 mg·L~(-1),低于本实验最佳浓度。本实验中1 mg·L~(-1)敌百虫对藻生长影响效果不明显。     

多壁碳纳米管对铜绿微囊藻生长及生理特征的影响

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。本文以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为受试材料,通过暴露实验,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)单独作用对铜绿微囊藻的生物毒性和致毒机理。研究结果表明:低浓度(0.1 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1))的MWCNTs能刺激铜绿微囊藻的生长,超氧化物歧化酶(SOD)酶活增强;中低浓度(0.1～10.0 mg·L~(-1))范围内,MWCNTs促使光合色素合成,促进藻细胞增殖;高浓度(50mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)) MWCNTs对蓝藻生长产生抑制,严重抑制叶绿素a,藻细胞生命活力下降; MWCNTs浓度高于1 mg·L~(-1)时,SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性逐渐降低,丙二醛(MDA)的含量则逐步上升;可溶性蛋白含量与MWCNTs浓度有关,MWCNTs浓度低于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量增加,MWCNTs浓度高于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量逐渐减少。