全氟辛烷磺酸对蚯蚓体内4种酶活性的影响

采用人工土壤法,研究了不同暴露浓度的全氟辛烷磺酸(PFOS)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及蚯蚓细胞色素P450(CYP450)含量的影响。研究结果表明,各指标敏感性总体为CYP450>CAT>GSH-PX>SOD。人工土壤试验中PFOS诱导CYP450含量增加,同时又抑制CAT活性。试验第4天时,50mg/kg处理组CAT活性是对照组的2.83倍,SOD活性达到190.769 U/mg,是对照组的2.19倍;12.5 mg/kg处理组GSH-PX活性最高,CYP450含量是对照组的3.85倍。PFOS暴露浓度与蚯蚓CAT、SOD和CYP450活性存在剂量-效应关系,在PFOS环境污染诊断时,可将第4天时的CAT、GSH-PX活性和CYP450含量作为生物标志物。为赤子爱胜蚓体内抗氧化酶和CYP450作为PFOS污染的早期诊断和生态风险监测生物标志物的可行性提供科学依据。     

δ-六六六在斑马鱼体内的生物富集情况研究

持久性有机污染物(POPs)问题已成为环境污染中的突出问题.POPs可在食物链中传播并富集,破坏生态环境.危害人类健康.文章针对其生物富集性,以POPs之-(δ-六六六)为模拟受试物,采用半静态法生物测试,研究该物质在斑马鱼(Brachydanio rerio)体内的生物蓄积效应及其对生态环境的危害性,调查相关生物富集系数BCF的变化情况.结果表明,δ-六六六在斑马鱼体内具有时间短、蓄积作用强的生物蓄积效应.通过t-test试验分析,认为达到稳定态后,得到的生物富集系数不因暴露浓度不同、采样时间不同而产生显著性差异.     

氯代硝基苯胺对鲫鱼(Carassius auratus)血清抗氧化酶的影响

研究了2-氯-4-硝基苯胺、4-氯-3-硝基苯胺，2-氯-5-硝基苯胺对斑马鱼的急性毒性，96hLC50分别为6.99,2.58,8.63mg/L，为阐明氯化硝基苯胺类化合物对水生生物抗氧化酶的早期影响，将鲫鱼暴露于梯度浓度的2-氯-4-硝基苯胺，4-氯-3-硝基苯胺，2-氯-5-硝基苯胺中，研究鲫鱼血清SOD和GSH-PX活性短期（48h)内的变化，研究结果表明，在实验设置浓度下，随着暴露浓度升高，与空白对照组相比，3种化合物对SOD活性表现为先轻微激活后抑制，对GSH-PX活性先激活再抑制后有所回升，表明3种化合物对鲫鱼血清SOD和GSH-PX活性有显著影响，与3种化合物96hLC50相比，引起生化效应的暴露浓度明显降低，且反应快速，可考虑SOD和GSH-PX酶活性相结合作为该类化合物对水环境污染胁迫的敏感生物指示物。     

菲和铬(Ⅵ)单一及复合暴露对土壤微生物多样性的影响

有机物和重金属已成为我国土壤环境中常见的2类污染物质,二者间复合污染引起的土壤生态环境风险不容忽视。本研究以多环芳烃模式物菲和典型重金属铬(VI)作为受试物质,采用PCR-DGGE分子指纹图谱技术,探讨这2种污染物单一及复合暴露对土壤微生物群落多样性的影响,并选用主成分分析、聚类分析和戴斯系数3种算法对微生物群落相似性进行了比较。结果表明,在暴露实验第1天,菲单一暴露低浓度组中微生物群落相似性产生了极为明显的变化,而到第7天时,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组均对微生物群落结构相似性产生最大程度的影响;采用香农指数法评价微生物群落的多样性,发现在暴露实验第7天,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组对微生物群落多样性的影响比复合暴露高浓度组更强,二者复合暴露的相互作用方式表现为拮抗效应。本研究证明低浓度菲短期暴露的效应高于高浓度暴露结果,因而多环芳烃菲自身及其在复合暴露中所扮演的角色尤其值得关注。     

青霉素G钾在蔬菜地土壤中的降解动力学研究

为确定青霉素G钾(penicillin G potassium,PG)在土壤中的半衰期和降解动力学,选择灭菌与未灭菌、施肥与未施肥蔬菜地土壤作为基质,研究了PG在不同基质中的降解曲线,并拟合了降解动力学方程。结果表明,PG在蔬菜地土壤中的半衰期为1.61～1.67 d,最终降解率均达到99.7%以上,但PG不会完全降解,仍会以较低的水平(21～73μg·kg-1)在土壤中长期存在。降解动力学方程拟合结果表明,PG的初始浓度会对降解速率产生影响,初始浓度越高,降解速率越快。在灭菌与未灭菌土壤中降解曲线显示其降解过程受生物和非生物作用共同影响,但添加有机肥的降解过程和未添加组没有显著差异。由于PG在土壤中不能被完全降解,从而增加了诱导抗性基因产生及转移的风险。     

功能化金属有机骨架材料对水中痕量磺胺氯哒嗪的吸附行为及其机理

近年来,抗生素的大量使用对生态环境和人类健康构成了严重威胁.抗生素去除技术开发引起了人们的广泛关注.本研究制备了4种具有良好水热稳定性的锆基金属骨架有机材料(UiO-66,UiO-66-NH_2,UiO-66-Cl和UiO-66-NO_2),通过比较4种材料对水中痕量磺胺氯哒嗪(SCP)的吸附性能,从中筛选出最佳吸附剂,进而探究了温度、pH、共存阴离子、腐殖酸和可再生性等因素对其吸附性能的影响,探讨了作用机制.研究结果表明,功能基团的引入提升了金属骨架有机材料对SCP的吸附性能,其中氨基的引入效果最为显著(去除率从11.62%提升至71.12%),这主要是由于氢键的作用;UiO-66-NH_2对SCP的吸附符合拟二级动力学,温度的升高抑制了吸附的进行,pH=6时吸附效果最好;Cl-和SO_4~(2-)对UiO-66-NH_2吸附性能起到了抑制作用,而腐殖酸影响较小;CO_3~(2-)的水解导致路易斯酸碱反应,从而极大地干扰了SCP的吸附过程;UiO-66-NH_2经过四次循环使用后,SCP去除率下降不到10%.本研究为采用功能化金属有机骨架材料去除水中污染物提供了新思路.     

菲和铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓抗氧化酶活性及其功能基因表达的影响

蚯蚓在土壤中大量存在,对土壤污染及带来的环境质量变化非常敏感。为评价多环芳烃菲和重金属铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓的分子毒理学效应,设置高(菲、铬(Ⅵ)分别为30.8、123.0mg/kg)、中(菲、铬(Ⅵ)分别为24.3、97.0mg/kg)、低(菲、铬(Ⅵ)分别为19.4、77.4mg/kg)3个复合胁迫浓度组,从超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)两种抗氧化酶活性和其功能基因(SOD和CAT基因)表达水平方面探索复合胁迫对蚯蚓酶活性及其功能基因表达的影响和相互关系。结果表明:菲和铬(Ⅵ)复合胁迫对蚯蚓体内SOD活性表现为先抑制再逐渐恢复,再转变为诱导作用,最大诱导率139.6%;对CAT活性表现为先抑制后诱导,最大诱导率179.5%。复合胁迫14d后,蚯蚓SOD和CAT基因均表现出上调作用,最大诱导效应出现在复合胁迫中浓度组的SOD基因,相对表达量是空白对照组的2.78倍。蚯蚓抗氧化酶活性与其功能基因之间总体表现出正相关性,功能基因也可作为一种重要的生物标志物。     

典型磺胺类抗生素在稻田土中的纵向迁移

兽用抗生素的广泛使用以及畜禽粪污还田资源化利用是农田土壤抗生素污染的重要来源,而抗生素在土壤中的迁移特性对生态环境具有潜在风险.为分析典型磺胺类抗生素在土壤中的迁移特征,采用室内土柱淋溶实验研究了磺胺甲基嘧啶(SM)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)和甲氧苄啶(TMP)在稻田土中的淋溶规律,模拟了不同淋溶时间、不同污染程度和不同降雨p H对3种磺胺类抗生素在稻田土中纵向迁移的影响.结果表明,在雨水冲刷下,3种磺胺类抗生素的淋溶迁移性为TMPSMSM2.随淋溶时间的增长和污染程度增加,磺胺类抗生素纵向迁移能力增强,进而增加其向地下水迁移的风险.3种磺胺类抗生素在酸雨作用下更容易在土壤中吸附.     

典型雌激素在水稻土中的吸附特征及高岭土和猪粪DOM对吸附的影响

畜禽粪污还田资源化利用的同时,带来了雌激素类物质污染风险,而吸附特性决定了雌激素的土壤环境风险和生物可利用性.为掌握雌激素在土壤中的吸附特性,采用批吸附室内模拟实验研究了典型雌激素雌酮(E1)、雌二醇(E2)和炔雌醇(EE2)在水稻土中的吸附动力学和热力学特征,以及掺杂高岭土和添加猪粪溶解性有机质(DOM)对土壤吸附雌激素的影响.结果表明,E1、E2和EE2的吸附动力学均符合拟二级反应动力学方程(R20.997),热力学特征可用Freundlich吸附等温式描述(R20.990).总体水平上,高岭土掺杂比例与3种雌激素土壤吸附能力呈显著正相关(P0.05),且随掺杂比例的增加,拟合曲线趋于线性.随猪粪DOM添加量增加,E1和EE2的吸附系数(KF)减小,而E2的KF值出现先增大后减小的现象.综合分析表明,高岭土能促进土壤对雌激素的吸附,且氢键作用和游离羟基是增强吸附的重要原因;而猪粪DOM会降低土壤对雌激素的吸附,从而增加雌激素从土壤迁移到地表水和地下水中的风险.     

氯霉素对大型溞的急性和慢性毒性效应研究

氯霉素是一种具有广谱杀菌作用的抗生素,曾在水产养殖中广泛使用,虽然目前已被列入我国渔药禁用清单,但在水环境中仍被大量检出。为探究氯霉素对水生生物的毒性作用,选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,研究氯霉素对其急性毒性和慢性毒性效应,同时建立了氯霉素的高效液相色谱(HPLC)分析方法,通过实测浓度分析确保实验过程中氯霉素浓度保持在可接受范围内。结果表明:氯霉素对大型溞的48 h半数抑制浓度(EC50)为129.5 mg·L~(-1),95%置信区间为124.4!150.9mg·L~(-1),对溞类的急性毒性为低毒;长期暴露能抑制大型溞的产溞数量,以繁殖量为毒性指标,21 d无可观察效应浓度(NOEC)为1.25 mg·L~(-1),最低可观测效应浓度(LOEC)为2.50 mg·L~(-1);各暴露组实测浓度范围在配制浓度的80%～110%,保证了实验的有效性。同时,利用实验获得的急慢性毒性数据,计算氯霉素对大型溞的急慢性毒性比(ACR),发现利用慢性毒性求得的ACR值比利用急性毒性EC10求得的ACR值更接近推荐值。研究表明氯霉素对大型溞的急性毒性低,但具有慢性毒性效应,其环境风险不容忽视。