腐殖酸作用下沉积物中纳米氧化铜对铜锈环棱螺生态毒性的影响

为了探讨不同水平腐殖酸作用下沉积物中纳米氧化铜(CuO-NPs)对底栖生物生态毒理学效应的影响,以铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为受试生物,通过腐殖酸和CuO-NPs加标沉积物的慢性(28 d)生物测试,研究了肝胰脏中Cu的生物积累、Na+K+-ATP酶(ATPase)、超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化规律.结果表明,在低浓度CuO-NPs处理组(60 μg·g1),沉积物中腐殖酸水平对Cu的生物积累以及ATPase、SOD和CAT活性均没有显著影响.在中、高浓度CuO-NPs处理组(≥180 μg·g-1),Cu的生物积累均随腐殖酸水平的增加而显著升高;肝胰脏ATPase活性随腐殖酸水平的增加而显著下降;当腐殖酸水平为0.05 g·g-1时,SOD活性显著高于未添加腐殖酸组,表现为显著诱导,当腐殖酸水平≥0.1g·g-1时,SOD活性开始下降,并具有浓度依赖性;随腐殖酸水平的增加,肝胰脏CAT活性总体上表现为浓度依赖性显著下降.由于沉积物中腐殖酸的存在,显著增加CuO-NPs在沉积物中的分散稳定性,更容易被铜锈环棱螺摄取,从而通过增加CuO-NPs的生物积累而增强对铜锈环棱螺的生态毒性.     

Cadmium and lead toxicity and bioaccumulation in Microcystis aeruginosa

The growth of human population leads to intensification of agriculture and promotes, through eutrophication, development of cyanobacteria. One of the most widespread and bloom-forming species in freshwater is toxic Microcystis aeruginosa （M. aeruginosa）. Combustion of fossil fuels and metallurgical processes are the main sources of heavy metals contamination in surface water including cadmium （Cd） and lead （Pb）. The following study was conducted in order to determine the effect of 1- 20 mg. L-1 of Cd and Pb on photochemistry （using flow cytometry） and growth （based on chlorophyll concentra- tion） ofM. aeruginosa as well as to estimate levels of metal bioaccumulation. We have found that 1-10mg.L-1 of Cd and 1-5 rag. L1 of Pb induced continuous enhancement of chlorophyll fluorescence during 24 h of incubation. No significant degradation of chlorophyll was observed in these samples. At higher concentrations of 20 mg. L-1 of Cd and 10-20 mg.L-1 of Pb chlorophyll level significantly decreased and its fluorescence was quenched. M. aeruginosa demonstrated high capability of Cd and Pb bioaccumulation, proportionally to initial metal concentration. In samples with initial concentration of 20 mg. L-1 of Cd and Pb bioaccumulation of 87.3% and 90.1% was observed, respectively. Our study demonstrates that M. aeruginosa can potentially survive in highly metals polluted environments, be a primary source of toxic metals in the food chain and consequently contribute to enhanced toxicity of heavy metals to living organisms including human.     

菖蒲对铜绿微囊藻的化感作用

采用两厢培养池研究了菖蒲(Acoruscalamus)对铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)的化感抑制作用.结果表明,在排除藻菌作用和营养竞争前提下,共培养条件下的菖蒲可抑制微囊藻的生长,使藻液光密度(OD₆₈₀)降低;抑制效应取决于菖蒲和微囊藻之间的相对生物量,实验条件下100g菖蒲在初始藻液光密度为0.2时有最强抑藻效应;抑藻化感物质的释放与菖蒲根茎密切相关,根茎受损的菖蒲无抑藻效应;在抑藻过程中对藻细胞的生理指标分析表明,菖蒲的存在降低了藻细胞内的蛋白含量,使SOD、MDA和CAT等抗氧化系统酶的活性增加,化感物质造成活性氧的过量积累可能是微囊藻死亡的原因之一.     

有机磷和无机磷对铜绿微囊藻生长的影响及动力学分析

以β-甘油磷酸钠和K₂HPO₄为例,研究了以有机磷或无机磷为磷源时,铜绿微囊藻的生长过程,并应用Monod模型对结果进行了动力学分析.根据计算,以K₂HPO₄为磷源时,铜绿微囊藻最大比增长率(μ_max)为1.107 d-1,对磷的半饱和常数(Ks)为0.004 8 mg/L;以β-甘油磷酸钠为磷源时,铜绿微囊藻μ_max为0.882 d-1,Ks为0.006 5 mg/L.在一定质量浓度范围内,铜绿微囊藻的最大现存量及最大比增长率均随磷质量浓度的增加而增大;在试验条件下铜绿微囊藻达到90%μ_max时,ρ(K₂HPO₄)为0.042 mg/L,ρ(β-甘油磷酸钠)为0.059 mg/L;此外,磷形态及其质量浓度对铜绿微囊藻的指数增长时间影响较大,从而对其最大现存量造成影响.      

苦草与铜绿微囊藻的相互化感作用

在排除细菌作用和营养竞争的实验室条件下,对苦草和铜绿微囊藻进行混合培养和分开培养,探讨了苦草和铜绿微囊藻的相互化感作用.结果表明,苦草的存在对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制;铜绿微囊藻对苦草生长的抑制,必须与藻对苦草的遮光作用相结合才能完成.藻的丙二醛(MDA)积累和藻叶绿素a含量降低表明,苦草释放的化感物质可能造成了铜绿微囊藻细胞内活性氧的增多,影响了正常的光合作用,导致藻细胞死亡.铜绿微囊藻则是通过减弱光照和减少苦草叶绿素a含量,导致苦草生物量减少.     

铜绿微囊藻与附生假单胞菌静态吸磷的比较

利用磷饥饿的铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)和附生假单胞菌(Pseudomonassp.)进行静态吸磷的比较研究,并分析不同温度对吸磷速率的影响.结果表明,铜绿微囊藻和附生假单胞菌都有快速吸收外界磷的能力,铜绿微囊藻的最大吸磷速率为1.11mg/(mg穐),附生假单胞菌最大吸磷速率达到4.79mg/(mg穐).静态吸磷在1h内基本达到平衡,铜绿微囊藻最大磷含量为1.03%,附生假单胞菌最大磷含量能达到3.01%,提高温度有利于铜绿微囊藻和附生假单胞菌对外界磷的吸收.在铜绿微囊藻和附生假单胞菌竞争吸收外界磷时,附生假单胞菌的吸收速率和细胞内最大磷含量均明显高于铜绿微囊藻.     

有毒蓝藻及藻毒素生物降解的初步研究

采用序批式生物膜反应器,对有毒藻类viridis及藻毒素RR、YR和LR进行了生物降解试验研究。结果表明,好氧生物处理对供试有毒蓝藻及其藻毒素的降解远比缺氧生物处理工艺有效。同时,显微镜观察结果表明,好氧条件下,草履虫对有毒藻类和藻毒素降解起重要作用。研究成果提供了一种有效的富营养化水的生物处理方法,也有助于进一步阐明其处理机理。     

微囊藻粗毒素对叙利亚地鼠胚胎细胞的二阶段促癌作用研究

应用体外叙利亚金黄鼠胚胎细胞（SHE）二阶段恶性转化试验,村由太湖水中提取的微囊藻粗毒素（MRT）的促癌作用进行了研究。结果表明,微囊藻粗毒素可明显增强由低剂量3－甲基胆蒽（MCA）启动的细胞恶性转化作用,所形成的转化率明最高于阴性对照组（P0＜0.01）,并呈良好的剂量反应关系,但用微囊藻粗毒素作启动剂,以典型的促癌剂豆蔻酸乙酸大戟二萜醇酯（TPA）促进后未见恶性转化率升高。提示微囊藻粗毒素可能是环境中一种新的促癌剂,是饮致癌的重要因素之一。     

壳聚糖改性粘土对水华优势藻铜绿微囊藻的絮凝去除

研究了壳聚糖改性对粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响.经壳聚糖包覆改性后的海泡石在投加总量仅为11 mg/L时,0.5h即可去除80%的藻细胞,2h去除率达到90%.不同粘土改性后絮凝除藻能力均有大幅度提高,原来除藻能力相去甚远的不同粘土,包括一般的黄土,改性后除藻能力被提升到相近的水平,投加量11 mg/L,可去除铜绿微囊藻90%以上.改性粘土和一般絮凝剂一样有一最佳投加量(本研究为11 mg/L),低于或超过此最佳值,絮凝除藻效果均下降.     

不同质量浓度黄莒蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用

分别采用黄菖蒲（IrispseudacorusL．）、狭叶香蒲（TyphaangustifoliaL．）和铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明，黄菖蒲在质量浓度大于10g／L时对初始密度为1．0×10^7ind／mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用，表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30．1％、51．8％和84．0％；狭叶香蒲在质量浓度大于20g／L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用，表现为狭叶香蒲质量浓度为20g／L和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34．2％和77．7％，实验过程中，铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少，而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低，表明经过一段时间持续地化感胁迫，黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫，导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解，从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。