3种不同水蚤对焦化废水综合毒性的响应分析

为考察不同受试蚤类对典型工业废水毒性的响应差异,以标准模式生物大型蚤(Daphnia magna)、辽宁本地生物隆线蚤(Daphnia carinata)和湖北本地生物蚤状溞(Daphnia pulex)为受试生物,以单一毒物(重铬酸钾)及实际焦化废水为研究对象,考察了3种水蚤作为工业废水受试生物的可行性,以及焦化废水原水和经垂直折流多功能生化反应器(VTBR)处理后出水对不同种水蚤的综合毒性效应。结果表明,3种水蚤均可作为考察行业废水毒性的受试生物,其中蚤状溞相对其他2种水蚤对焦化废水原水及VTBR工艺处理后出水均具有较好的敏感性;模式生物大型蚤较适合作为考察暴露时间对蚤类毒性影响的受试生物。利用不同蚤类对行业废水进行毒性效应分析,不仅可以为选择敏感受试生物提供参考,也可以更准确地反映废水中各种污染物的综合毒性。     

润滑油对蒙古裸腹溞的急慢性毒性效应

为了解石油烃污染对水生生物生长、繁殖和发育的影响,采用实验生态学方法研究了润滑油对蒙古裸腹溞Moina mongolica的急性毒性和慢性毒性。结果表明:润滑油对蒙古裸腹溞的24 h LC₅₀、48 h LC₅₀、72 h LC₅₀和96 h LC₅₀分别为7.98 mg/L、5.81 mg/L、4.99 mg/L和3.04 mg/L,安全浓度为0.92 mg/L。润滑油浓度18 mg/L时,蒙古裸腹溞的存活时间最短、存活率最低,但在其他试验浓度下没有明显的变化规律,其种群增长参数也没有体现出明显的变化规律,说明润滑油对蒙古裸腹溞毒性相对较弱。     

Hormetic response of cholinesterase from Daphnia magna in chronic exposure to triazophos and chlorpyrifos

In vivo activity of cholinesterase (ChE) in Daphnia magna was measured at di erent time points during 21-day exposure to triazophos and chlorpyrifos ranging from 0.05 to 2.50 g/L and 0.01 to 2.00 g/L, respectively. For exposure to triazophos, ChE was induced up to 176.5% at 1.5 g/L and day 10 when measured by acetylthiocholine (ATCh), whereas it was induced up to 174.2% at 0.5 g/L and day 10 when measured by butyrylthiocholine (BTCh). For exposure to chlorpyrifos, ChE was induced up to 134.0% and 160.5% when measured by ATCh and BTCh, respectively, with both maximal inductions detected at 0.1 g/L and day 8. Obvious induction in terms of ChE activity was also detected in daphnia removed from exposures 24 hr after their birth and kept in a recovery culture for 21 days. Results indicated that the enzyme displayed symptoms of hormesis, a characteristic featured by conversion from low-dose stimulation to high-dose inhibition. In spite of that, no promotion in terms of reproduction rate and body size was detected at any tested concentrations regardless of whether the daphnia were collected at end of the 21-day exposure or at end of a 21-day recovery culture. This suggested that induction of ChE caused by anticholinesterases had nothing to do with the prosperity of the daphnia population.     

太湖隆线溞对微囊藻和栅藻竞争的影响

以Lotk-volterra 的双种竞争模型为基础,进行实验设计研究隆线溞对微囊藻和栅藻竞争的影响.结果显示,含有隆线溞的微囊藻和栅藻共培养组中微囊藻的增长率(r=0.446±0.049)大于微囊藻和栅藻共培养组中的增长率(r=0.394±0.062).经拟合计算得到微囊藻对栅藻的竞争抑制参数(α)为0.81±0.11,栅藻对微囊藻的竞争抑制参数(β)是0.23±0.08,α是β的3.5倍;含有隆线溞组中微囊藻对栅藻的竞争抑制参数(α')为1.04±0.24.栅藻对微囊藻的竞争抑制参数(β')为0.19±0.02,α'是β'的5.5倍,显然由于隆线溞的存在增强了微囊藻对栅藻的抑制能力.     

一种离子液体——溴化1-辛基—3-甲基咪唑对大型溞摄食强度的影响

用计数法研究了一种离子液体--溴化I-辛基-3-甲基咪唑对大型溞滤水率和摄食率的影响及恢复条件下子代大型溞摄食强度的变化,以初步探讨离子液体对水生生态系统可能的影响.实验结果表明:离子液体显著降低了母代大型溞的滤水率和摄食率,最低浓度(7μg·L-1)处理组二者分别比对照下降了26.5%和20.6%,最高浓度处理组(112μg·L-1)二者下降了84%和80%;子代的滤水率和摄食率也受到抑制,且抑制程度大于母代,在离子液体浓度为112μg·L-1时子代第3胎幼潘滤水率和摄食率的下降比率高达95.5%和94.3%.将母体暴露于不同浓度离子液体的大型溞的子代第1胎和第3胎幼溞转入恢复实验,较低浓度处理组其摄食行为得到一定的恢复,但高浓度处理组仍受到较强的抑制,约比对照下降了80%.因此,离子液体严重影响了大型溞的摄食强度,对水生生态系统安全具有潜在的威胁.     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)在水体及各种水生生物(鱼类、海洋哺乳动物以及水生无脊椎动物)中被广泛检出,但BDE-47对水生无脊椎动物毒性效应的研究还处于起步阶段。以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性(48h)和慢性(21d)毒性暴露实验,考察了BDE-47对大型溞活动抑制率、心率、产仔情况和酶活性等指标的影响。结果显示,BDE-47对大型溞活动抑制率的48h-EC50为112.5μg.L-1;高浓度(>100μg.L-1)BDE-47显著诱导提高大型溞的心率。21d慢性暴露实验中,8μg.L-1处理组中大型溞全部死亡;其他各浓度处理组(0.5、1、2、4μg.L-1)中,母溞第1胎产仔时间延后,第1胎子代数量减少,总产仔数量大幅减少,这表明大型溞的繁殖能力受到抑制。BDE-47在一定程度上抑制了母溞胆碱酯酶(ChE)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,大型溞体内的代谢机制没有被诱导,神经活性虽被抑制,但抑制率不高。BDE-47大幅诱导过氧化氢酶(CAT)的活性,并呈现一定的剂量效应关系,相对于ChE和GST,CAT对BDE-47暴露更为敏感,可作为BDE-47对大型溞慢性暴露毒性效应的潜在生物标志物。     

壬基酚在蛋白核小球藻和大型溞体内的富集与传递

为探究壬基酚(nonylphenol,NP)在水生生物中的富集传递效应,选择以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为研究对象,开展蛋白核小球藻对NP的富集效应实验,及NP在蛋白核小球藻和大型溞体内的传递效应实验。研究结果表明,NP对蛋白核小球藻的96 h半数效应浓度(96 h-EC50)为3.13 mg·L~(-1),对蛋白核小球藻的生长和叶绿素含量的影响呈现明显的剂量-时间效应。NP对大型溞的48 h半数效应浓度(48 h-LC50)为37.41μg·L~(-1),属于高毒类化合物。蛋白核小球藻暴露于0.05 mg·L-1NP 4 h后,其生物富集系数(BCF)为5 144.93,富集量为252.2μg·g~(-1),在12 h内对NP的生物富集系数(BCF)最高达12 053.64,富集量为1 181.73μg·g~(-1)。以0.05 mg·L-1NP中暴露4 h后的蛋白核小球藻为饵料投喂大型溞7 d后,大型溞体内NP富集量最高达3.6μg·g~(-1)。0.05 mg·L~(-1)NP直接暴露组大型溞暴露10 d后,大型溞体内NP富集量最高达4.02μg·g~(-1)。蛋白核小球藻对NP具有较强的富集能力,能够通过摄食过程将NP传递到大型溞,经传递的NP能够显著抑制大型溞的生长、繁殖、摄食等生命活动。论文为评估NP在水生生态系统中的污染风险和富集传递效应提供了一定的参考依据。     

氧化石墨烯存在下铜离子对大型溞的毒性研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为一种具有独特物理化学性质的新型纳米材料被广泛应用,其进入环境后可能对传统污染物的毒性造成影响。选取大型溞为受试生物,研究了GO的存在对Cu在大型溞体内的富集、毒性和抗氧化系统的影响。结果表明,GO对Cu~(2+)具有良好的吸附效果,大幅降低了试验液中Cu~(2+)浓度。1 mg·L~(-1)和2 mg·L~(-1)GO存在下,大型溞暴露于19.2μg·L~(-1)Cu~(2+)溶液72 h后,体内的金属Cu富集量由360μg·g-1干重分别降低为308μg·g-1和215μg·g-1干重。GO的存在降低了Cu~(2+)对大型溞的毒性,Cu~(2+)对大型溞的72 h-LC50值由19.2μg·L~(-1)升高至56μg·L~(-1)。Cu~(2+)单独作用时,大型溞体内SOD活性和GSH含量表现为先诱导后抑制,而MDA含量逐渐升高;当GO存在时,大型溞体内酶活性的变化趋势与上述现象类似,但含量总体低于Cu~(2+)单独暴露时的活性和含量。研究表明GO的加入减少了大型溞体内Cu的富集量,降低了Cu~(2+)对大型溞的氧化损害,对Cu~(2+)的毒性存在一定的减轻效果。     

大型溞对水环境中抗生素抗性菌与抗性基因的摄食与去除

原后生动物是污水生物处理系统中的常见生物,了解它们是否能够摄食与去除抗生素抗性菌（ARB）和抗生素抗性基因（ARGs）,对于建立藉捕食作用的ARB和ARGs去除技术具有重要意义.本研究以大型溞作为代表生物,探究了其对ARB和ARGs的摄食、去除效果与机制.使用荧光抗性菌直接观察其摄食过程,证实大型溞对ARB的摄食与富集.分析了溶液中和肠道中的ARB数目及drfA基因丰度变化,发现大型溞对ARB的摄食过程符合一级动力学;不同ARB浓度会影响大型溞的摄食及去除效果,在高ARB浓度下具有较高的过滤速率和滤食速率;大型溞的摄食减少了试验体系中的drfA基因丰度,检测到大型溞肠道内的DNA酶,其可能是导致其丰度减少的原因.