鲤鱼鱼鳃微环境酸碱条件与铜形态分布模拟

用鱼鳃微环境测定装置和化学平衡计算方法,研究了在人工河水中暴露于铜的鲤鱼鳃部微环境的pH、碱度、粘液含量和铜形态分布.结果发现,鱼鳃pH平衡点为6.92,人工河水pH高于或低于此值时,鱼鳃微环境pH偏低或偏高.变化幅度约达-0.6至0.4 个pH单位.根据实测结果分别建立了计算人工河水和鱼鳃微环境碱度以及鱼鳃粘液分泌量随暴露铜含量和pH变化的定量模型.化学平衡计算结果说明,在pH6至9范围内,人工河水中优势态铜从游离态铜过渡到羟基络合态铜.由于粘液和pH差异的影响,鱼鳃微环境中生物有效态铜含量显著低于人工河水.这样的差别在酸性条件下尤为显著.     

络合态金属铜在大型水蚤(Daphnia magna)体内的生物积累及生物毒性

以人工稀释水作为背景水样,通过实验室暴露和化学平衡软件的辅助分析,研究了4种有机络合剂(草酸、酒石酸、EDTA和腐殖酸)对大型水蚤(Daphniamagna)体内铜的生物积累(BBD)以及生物毒性的影响.结果表明,有机络合剂的存在降低了大型水蚤体内生物积累量和金属硫蛋白(MT)含量,明显降低了水体中金属Cu的毒性,4种不同有机络合剂所产生的效果大体相同;有机络合态的铜也能为大型水蚤所吸收和利用,在相同浓度条件下大型水蚤对腐殖酸络合态铜的利用大于EDTA络合态铜.     

铜在日本青鳉体内的累积特征及其对肝脏组织结构的影响

为了解水体铜(Cu(Ⅱ))在日本青鳉(Oryzias latipes)脑、鳃、肝脏、性腺和肌肉组织中的累积特征,以及Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构的影响,本文采用生态学单因子梯度实验,进行20 d的日本青鳉毒性暴露试验。结果显示,日本青鳉各个组织对Cu(Ⅱ)的累积量随着浓度的升高而增多,但不同组织对Cu(Ⅱ)的累积量有较大的差异,铜累积量由大到小依次为:肝脏脑鳃性腺肌肉。铜暴露后的日本青鳉肝细胞出现肿大、大小不一、排列混乱,静脉扩张淤血,部分肝细胞固缩和坏疽等现象。肝脏是日本青鳉蓄积铜的主要器官之一,实验发现高浓度的Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构造成了明显的损伤,进而严重影响日本青鳉的存活率。     

根瘤菌S2对离子态和酒石酸络合态铜的吸附行为

探究根瘤菌S2的吸附动力学和热力学行为以及根据不同投菌量和pH的影响分析其对于Cu~(2+)及酒石酸络合铜的吸附性能;结合对吸附前后上清液及菌体进行EEM、FTIR、XRD以及XPS分析解释菌株吸附机理.结果表明,菌株吸附2 mg·L~(-1) Cu~(2+)及酒石酸络合铜均可分为快速吸附和慢速平衡阶段,12 h后基本达到平衡,吸附率达97%以上;温度的升高会导致吸附量增加.最适投菌量约为0.6 g·L~(-1) wet cells;菌株吸附Cu~(2+)的最适pH值为6,而当pH值小于10时菌株对于酒石酸络合铜的吸附几乎不受影响.在吸附过程中,溶解性微生物产物(SMP)、细胞壁上的还原和官能团络合机制均发挥关键作用,吸附铜离子过程中SMP的作用更明显,而细胞壁在络合铜的吸附过程中的作用较大,其破络效率决定于细菌活性.     

干旱区绿洲灌漠土Cu、Zn和Pb的吸附解吸特征

土壤重金属吸附解吸是影响土壤系统中重金属移动性和归宿的主要过程,影响重金属的生物有效性以及重金属在食物链中的传递等.配制一系列不同浓度的重金属,灌漠土对重金属溶液进行吸附实验24 h以达到平衡,再用硝酸铵和乙酸铵进行解吸实验24 h以达到平衡.利用热力学吸附平衡法,对西北干旱区绿洲灌漠土重金属Cu、Ni和Pb的吸附解吸行为进行序批实验研究.实验结果表明:(1)灰漠土在常温下对铜、锌和铅重金属离子的吸附等温线符合Freundlich型吸附模式,灰漠土对重金属铜、锌和铅的吸附能力由强到弱的顺序为:铅,铜,锌.(2)硝酸铵和乙酸铵解吸重金属的量与灰漠土吸附重金属量呈现出线性正相关,乙酸铵解吸重金属的量比硝酸铵解吸重金属的量大,两种解吸剂对铜、锌和铅重金属离子的解吸能力由大到小的顺序都为:铜,锌,铅,说明了一般外源的铜、锌和铅进入土壤以后,铜和锌可能比铅容易向四周转移.(3)硝酸铵和乙酸铵的解吸率呈谷形曲线,开始时硝酸铵和乙酸铵解吸重金属量的百分比随灰漠土吸附重金属量的增加而减小,在吸附量达到某一特定值时,解吸率随吸附量的增加而增加.灰漠土对铜、锌和铅的吸附作用以专性吸附为主,被灰漠土吸附的铜、锌和铅重金属离子较难解吸.     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

LIX984对铜离子的络合萃取

研究了铜离子在水相和油相(LIX984煤油溶液)之间的分配行为,考察操作参数对分配比的影响,分析计算该络合萃取过程的平衡常数.结果表明:载体LIX984对铜离子的萃取能力强、速度快,1min基本上达到萃取平衡;分配比随着萃取温度、油相载体初始浓度、水相初始pH值的增大而增大,而随着水相初始铜离子浓度的增大而下降;该络合萃取过程的平衡常数在30℃的值为7.6.     

饲料中铜暴露对吉富罗非鱼幼鱼血红细胞微核和组织中铜蓄积的影响

为了研究饲料中铜暴露对吉富罗非鱼幼鱼的毒性作用,将1 080条罗非鱼幼鱼暴露于6个浓度梯度的高铜日粮中,通过60 d的暴露试验,测定罗非鱼血红细胞微核变化和组织中铜的蓄积.结果表明,铜在各组织中积累量的顺序依次为:肝脏＞脾脏＞肠道＞鳃＞肌肉,与对照组相比,其中肝脏、脾脏、肠道中铜的含量随着时间和日粮中铜浓度的升高而逐渐升高,而鳃和肌肉中铜含量无显著差异;罗非鱼幼鱼血红细胞微核率、核异常率、总核异常率与日粮中铜的浓度存在一定的剂量—效应关系,并且核异常率高于微核率.     

腐殖酸对铜的吸附与解吸特征

采用铜离子选择电极研究了铜在腐殖酸两组分(富里酸FA、胡敏酸HA)中的吸附-解吸特征,以及介质pH对这种吸附-解吸的影响。结果表明,腐殖酸对铜的吸附量为FA>HA,吸附强度为HA>FA,解吸量FA-Cu>HA-Cu。腐殖酸两组分对铜的吸附,当介质pH为4.00～7.00时,很好地符合Langmuir等温吸附方程;当pH<4.0时,符合Freundlich方程。FA、HA与铜作用的条件稳定常数与介质pH有关,pH提高则条件稳定常数增大;但在低pH段和高pH段,其增长规律不一致,当4.00相似文献   

用连续提取法研究芘在鱼鳃表面的结合形态

建立了研究鱼鳃表面芘的结合状态的四步连续提取方法．分别用H2O、CaCl2、CH3OH和n-C6H14+CH2Cl2(1:1, v/v)混合液提取经暴露的鱼鳃．操作定义的前3步分别提取松散附着在鳃表的鱼鳃黏液中的芘,紧密附着在鳃表的鱼鳃黏液中的芘以及直接吸着在鱼鳃表皮上的芘,第4步则用来提取鱼鳃组织吸收的芘．其提取的芘分别占总量的 4．0％、12．1％、45．2％和38．7％．经3 h暴露,进入鳃组织的芘仅为总测定量的三分之一强,因此大部分芘并未进入鳃组织．单独进行的五步CH3OH连续提取实验结果证明,CH3OH提取步骤能有效地解吸鳃表吸着的芘,但不会导致鳃组织中芘的释放．动态实验结果表明,黏液结合态芘在暴露1h左右即达到平衡,而鳃表吸着态和鳃组织吸收态芘在暴露3h内含量迅速上升,3 h后显著趋缓．     

Effects of environmental hypercapnia on hemato-immunological parameters,carbonic anhydrase,and Na+, K+-ATPase enzyme activities in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) tissues

In this study, the effects of environmental hypercapnia on hemato-immunological parameters and the activities of respiratory enzymes such as carbonic anhydrase (CA) and Na⁺, K⁺-ATPase were investigated in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) tissues (gill, liver and kidney). Batches of 12 fish were exposed to 4.5 mg L^?1 (control) and 14 mg L^?1 CO₂. No mortalities occurred during the 14 days of the experimental period. Red blood cell (RBC), hemoglobin (Hb), and hematocrit (Ht) levels, and innate immune parameters such as nitro blue tetrazolium (NBT), lysozyme, and myeloperoxidase activities, and the melano-macrophage frequency were negatively affected by elevated CO₂ levels. Patterns of change in CA activity differed among the gill, liver, and kidney. Compared with the activities of CA in the control group, the CA enzyme was significantly stimulated at day 7 in the gill tissue, whereas it was stimulated at day 14 of the experiment in the liver tissue of fish exposed to 14 mg L^?1 CO₂ (P < 0.05). In contrast to the pattern of CA enzyme activities, the Na⁺, K⁺-ATPase enzymes were stimulated significantly in the liver after day 7 but inhibited in the kidney and gill (P < 0.05). These results suggest that a subchronic exposure to hypercapnia of rainbow trout tissues may lead to adaptive changes in the respiratory enzymes and negatively affects hemato-immunological parameters.     

腐殖酸络合态铜对鱼的生物有效性

采虹方头鱼和阳离子树脂半透膜囊在添加和未添加腐殖酸的铜溶液中的暴露实验显示,树脂半透膜囊和鱼对游离铜的吸收与体系游离铜浓度均成线性关系。实测数据表明,腐殖酸能够抑制鱼鳃对铜的吸收;进一步的计算结果显示,腐殖酸络合态铜仍可以被鱼鳃所吸收。在相同的浓度条件下,鱼鳃对络合态铜的吸收率远低于对游离态铜的吸收率。     

铜的形态分布与Daphnia magna急性毒性关系

本文利用化学平衡模式ＭＩＮＴＥＡＱ２研究不同酸度,碱度和有机配体存在下铜的形态分布特点,通过Ｄａｐｈｎｉａ ｍａｇｎａ毒性试验获得形态变化时的毒性变化规律。结果显示：无论是总量,还是游离态浓度,都不能反映出铜的毒性大小。     

5种不同晶型的纳米二氧化钛对金属铜生物积累的影响

纳米二氧化钛(nTiO_2)作为一种具有独特物理化学性质的纳米材料被广泛应用。然而,在生产、使用的过程中,nTiO_2会不可避免地进入于水环境中。重金属是水体中常见的污染物之一,nTiO_2进入水体后是否会与水体中的重金属发生相互作用,进而影响重金属的生物积累,目前相关报道还很少。本论文以大型溞为模式生物,考察了5种不同晶型nTiO_2对常见的重金属铜生物积累影响。结果表明,nTiO_2对Cu2+的吸附降低了试验液中Cu2+浓度。但5种不同晶型nTiO_2的吸附能力并不一样,其中锐钛矿晶型(A-S)的吸附能力最高,这可能是由于结构缺陷和表面羟基的存在,为Cu2+提供了更多的结合位点,从而提高了A-S的吸附能力。nTiO_2的存在降低了金属铜在大型溞体内的积累,这可能是由于nTiO_2对金属铜的吸附,降低了自由Cu2+的生物可利用性。由于nTiO_2样品之间比表面积的差异,不同晶型之间单位nTiO_2引起的铜积累有显著性差异性(P0.05),其中锐钛矿和金红石之比为4:1混合晶型(M1)最高,A-S最低。     

Assimilation of the wax esters of marine zooplankton by herring (Clupea harengus) and rainbow trout (Salmo gairdnerii)

Herring (Clupea harengus L.) and rainbow trout (Salmo gairdnerii) fed frozen-thawed zooplankton for 7 days assimilated more than 90% of the dry matter in the zooplankton consumed. Less than 5% of the total lipid ingested, largely wax esters, was excreted in the faeces. Faecal lipids from both the herring and the trout, especially the latter, were rich in wax esters and free fatty alcohols. Faecal fatty alcohols were enriched in 22:1 and deficient in 16:0 and 16:1 alcohols compared to zooplankton fatty alcohols. The growth of rainbow trout fed frozen-thawed zooplankton over 3 months was about one-half of that of trout fed commercial pellets. The fish fed on zooplankton appeared normal and were more pigmented than the fish fed on commercial pellets.     

Projected Climate‐Induced Habitat Loss for Salmonids in the John Day River Network,Oregon, U.S.A.

Abstract: Climate change will likely have profound effects on cold‐water species of freshwater fishes. As temperatures rise, cold‐water fish distributions may shift and contract in response. Predicting the effects of projected stream warming in stream networks is complicated by the generally poor correlation between water temperature and air temperature. Spatial dependencies in stream networks are complex because the geography of stream processes is governed by dimensions of flow direction and network structure. Therefore, forecasting climate‐driven range shifts of stream biota has lagged behind similar terrestrial modeling efforts. We predicted climate‐induced changes in summer thermal habitat for 3 cold‐water fish species—juvenile Chinook salmon, rainbow trout, and bull trout (Oncorhynchus tshawytscha, O. mykiss, and Salvelinus confluentus, respectively)—in the John Day River basin, northwestern United States. We used a spatially explicit statistical model designed to predict water temperature in stream networks on the basis of flow and spatial connectivity. The spatial distribution of stream temperature extremes during summers from 1993 through 2009 was largely governed by solar radiation and interannual extremes of air temperature. For a moderate climate change scenario, estimated declines by 2100 in the volume of habitat for Chinook salmon, rainbow trout, and bull trout were 69–95%, 51–87%, and 86–100%, respectively. Although some restoration strategies may be able to offset these projected effects, such forecasts point to how and where restoration and management efforts might focus.     

表面涂层影响铜纳米材料和溶解性铜对大型溞的蓄积动力学和急性毒性

本研究评价了未涂覆或有三种不同表面涂层（即羧基化，聚乙二醇化和氨基团）的氧化铜纳米材料（CuO-NMS）对大型溞（Daphnia magna）的急性毒性和累积动力学。首先利用生物动力学模型确定了溶解铜和CuO-NMS水溶液对大型溞的吸附和消除速率常数。然后评估模型参数与急性毒性终点之间的关系，以考察累积动力学参数是否可作为急性毒性的预测指标。采用朗格缪尔方程表征铜纳米材料和氯化铜（溶解铜对照）的生物吸附动力学。得到的吸收速率依次为：CuO-NMs>NH3-CuO-NMs>Cu水溶液>PEG-CuO-NMs>COOH-CuO-NMs。采用单室模型测定大型溞对铜的去除率。估算了每种被测化学物质的不同消除速率常数。结果显示，容易被生物吸收的物质也更容易从生物体中去除。纳米材料在悬浮液中的吸附和净化性能与Zeta电位值和纳米材料团聚体直径有关。而生物吸附和毒性之间没有联系。水性暴露于较难生物吸附的CuO-NMs比易被生物吸附的CuO-NMs更易诱发不良反应。本文提出了纳米材料在介质中的某些物理化学性质，包括Zeta电位和团聚体直径，可以导致较高的生物吸附，但不一定影响毒性。总而言之，纳米材料与生物体的相互作用模式似乎很复杂，取决于生物体内纳米材料的化学形态和物理化学性质。