农药类化合物对大型溞的毒性作用模式:与基线毒性化合物比较研究

农药在控制有害生物的同时,对水生生态系统产生较大的毒性效应。本文通过实验获得了25种基线化合物对大型溞的急性毒性数据,并与57种农药类化合物对大型溞的急性毒性数据进行比较研究,同时根据体外浓度LC_(50)、生物富集因子BCF和体内临界浓度CBR的关系,计算了这些化合物在大型溞体内的临界浓度,研究了农药类化合物对大型溞的毒性作用机理。结果表明,基线化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值在一个很窄的范围波动,而农药类化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值范围广且较高。这说明多数农药类化合物对大型溞为反应性毒性作用模式。其中,除草剂对大型溞的毒性显著低于杀菌剂和杀虫剂对大型溞的毒性。这可能是因为除草剂主要通过干扰植物光合作用、植物激素或植物分子合成发挥毒性效应,从而导致其对大型溞的生理系统难以发生反应性毒性效应。而杀虫剂和杀菌剂主要通过干扰生物神经系统、生殖系统、呼吸作用或大分子合成发挥毒性效应,因此易与大型溞生理系统发生生物化学反应,从而具有较高的毒性效应。本文分别建立了除草剂、杀菌剂和杀虫剂对大型溞的急性毒性QSAR模型。除草剂对大型溞的急性毒性机理较简单,其毒性与化合物疏水性程度和离子化程度有关;而杀菌剂对大型溞的急性毒性主要与化合物的标准生成热和极性表面积有关;杀虫剂对大型溞的急性毒性作用机理较复杂,它们对大型溞的毒性效应与其和生物分子之间的氢键和范德华力有关。     

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。     

模式生物大型溞在水生生态毒理实验教学中的应用

大型溞(Daphnia magna)因其个体小、繁殖快、易于培养及对污染物敏感等特点,而成为水生毒理学研究中广泛应用的模式物种.本文构建了一套以大型溞为受试动物的水生生态毒理学实验内容和方案,可用于本科生基础性、综合性实验教学.本方案以形态学观察、生理学和毒理学测试为主,也可扩展为包括分子毒理学在内的其他毒性终点的创新性实验.此外,授课教师还可以本方案为基础,对实验内容酌情增减或联合使用,以满足不同层次学生的生态毒理学实验需求.     

城市黑臭水体整治前后上覆水和孔隙水的生物毒性对比和评价

以常州市典型城市黑臭水体神童浜为对象,采用小球藻和大型溞作为急性毒性测试手段,对整治前、后神童浜4个点位的上覆水和孔隙水的毒性效应进行了对比和评价。结果表明,整治后神童浜上覆水水质明显改善;上覆水在整治前、后对小球藻生长均无抑制作用,反而呈促进作用;对黑臭水体的整治降低了上覆水和孔隙水的生物毒性,但整治后的上覆水仍存在富营养化问题,且孔隙水对水生生物仍具有一定的毒性风险。提出,利用生物毒性测试能反映出黑臭水体整治前、后的毒性变化,可应用于对黑臭水体整治效果的评价。     

大型溞强化生物操纵修复富营养化水体研究

为了探究大型溞对生物操纵技术修复富营养化水体的影响,文章通过大型溞投放实验,分析大型溞影响下富营养化水体水质变化特征。结果表明:大型溞投放后能够迅速增殖成为优势种,并引发水质的显著改善。水体透明度显著提高,达到最大水深2 m。Chl-a、TP、SRP、TN、NH_4~+-N和高锰酸盐指数分别下降95%、92%、82%、56%、61%和69%。藻细胞密度较实验前降低了83%,表明大型溞能有效控制水体中浮游植物的生长。同时浮游植物的群落结构也发生较大变化,蓝藻比例大幅度降低,藻类多样性得到提高。水体富营养化程度从重度富营养化降低至中营养水平,水体富营养化状态得以消除。     

丙烯酰胺对大型溞(Daphnia magna)的急性和慢性毒性

丙烯酰胺对大型(Daphniamagna)的急性试验表明,丙烯酰胺对大型的24h LC50、48h LC50值分别为173.21和89.59mg·L-1。21d生活周期试验结果表明,大型的生殖指标是对该种化合物最为敏感的慢性毒性参数。丙烯酰胺对大型生殖的无可见效应浓度(NOEC)为1.56mg·L-1,最低可见效应浓度(LOEC)为3.13mg·L-1,并据此计算出该毒物的最大允许浓度(MATC)为2.47mg·L-1。     

氨对蚤状溞诱导型反捕食生活史防御的抑制效应

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚不清楚氨是否会干扰猎物诱导型反捕食防御性状的表达。为此,研究选择浮游动物代表性物种蚤状溞(Daphnia pulex)作为受试生物,检验了不同浓度氨对蚤状溞反捕食(鳑鲏鱼作为捕食风险源)生活史防御策略的影响以及处于诱导防御的蚤状溞对氨胁迫敏感性的变化。结果表明,氨会对蚤状溞的生活史表现产生毒害作用,例如,当氨浓度达到0.6 mg·L^-1时,首窝产卵时间延迟了4.2 h,成熟体长和尾刺长分别缩短了5.72%和3.74%,后代数量降低了39.7%。就蚤状溞的生活史防御而言,随着氨浓度的升高,蚤状溞响应鱼类捕食风险而表现出的体长减小(-11.13%)、生长速率减缓(-24.18%)、产卵提前等防御表现被明显抑制,并且这种对蚤状溞诱导型防御的抑制作用随着氨暴露时间的延长而累积。此外,经捕食者信息素诱导后形成反捕食防御的蚤状溞更容易受到环境压力的胁迫,即捕食...     

典型化工污水处理厂废水及受纳水体的生物急性毒性监测方法应用研究

为了研究生物急性监测方法对监测典型化工污水处理厂废水的适用性,选择2家常州市典型的化工园区污水处理厂("常A"和"常B"),进行了发光细菌、藻类、大型溞和斑马鱼卵4种不同层次受试生物的急性毒性检测。研究表明,发光细菌急性毒性、藻类叶绿素荧光毒性在2个污水处理厂中均被检测到,发光细菌急性毒性通常进水大于出水,但在投放大量氧化消毒剂时,出水表现出剧毒。藻类叶绿素荧光毒性最高值出现在常B进水中。大型溞和斑马鱼卵急性毒性仅在常B进出水样中有检出,受纳河道下游水样虽未表现出急性毒性,但可观察到斑马鱼卵各类发育畸形。4种生物急性毒性检测方法中,发光细菌适用范围最广,藻类、大型溞和斑马鱼卵急性毒性方法可根据监测目的和工业园区特点相应选择。实验结论可为化工污水处理厂尾水排放过程中生物毒性监测的常态化提供方法选择,为管理部门制定排放标准提供依据。     

3种酚类化合物对多刺裸腹溞GST和AChE活力的影响

为探讨酚类化合物对水生生物的毒性效应,实验研究了多刺裸腹溞(Moina macrocopa)暴露于不同浓度的苯酚(0.25、0.75、1.25、1.75、2.25mg·L-1)、邻苯二酚(0.10、0.25、0.40、0.55、0.70mg·L-1)和间苯二酚(0.015、0.030、0.045、0.060、0.075mg·L-1)后,体内谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和乙酰胆碱酯酶(AChE)活力的动态变化.结果表明,3种酚类化合物处理24h后,多刺裸腹溞体内GST活力随染毒浓度的升高呈先升高后降低趋势.处理48h后,体内GST活力随苯酚和邻苯二酚浓度的升高逐渐降低,而间苯二酚对GST活力的影响与处理24h后GST活力的变化趋势相似.3种酚类化合物处理24h、48h后,多刺裸腹溞体内AChE活力均呈先升高后降低趋势.48h处理多刺裸腹溞体内GST和AChE活力均显著低于24h处理.短时间内低浓度酚类化合物对GST和AChE活力具有诱导作用,但随着酚类化合物处理浓度的升高和处理时间的延长酶活力受到显著抑制.GST和AChE活力的变化能够灵敏地反映出酚类化合物对多刺裸腹溞的毒性大小及造成的损伤,初步推断可作为生物标志物来评价酚类污染物对水生生物的生化毒性.