三峡库区消落带富营养化及其危害预测和防治

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的永久消落带。消落带是水域生态系统与岸上陆地生态系统的交替控制地带,该地带具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态的脆弱性,随着人类活动的影响,已成为湖岸带中生态最脆弱的地带。由于工业和生活用水污染以及水体自净能力下降,消落区富营养化相关物质（如氮和磷）污染会进一步加剧。因此,必须针对库区消落带地区的特殊情况,选择适当的模式对消落带进行超前环境整治和保护,实现三峡库区生态系统的恢复和重建。     

太湖微囊藻毒素的时空分布特征

微囊藻毒素对水体危害严重,为了探究太湖中微囊藻毒素的变化规律及其主要环境影响因子,对太湖34个采样点进行了为期1 a(2011年11月—2012年10月)的监测与采样,分析了水体中ρ(MCs)(MCs为微囊藻毒素)〔包括ρ(TMC)(TMC为总藻毒素)、ρ(EMC)(EMC为胞外藻毒素)和ρ(IMC)(IMC为胞内藻毒素)〕,以及ρ(Chla)、蓝藻生物量、ρ(TN)、ρ(TP)、N/P〔ρ(TN)/ρ(TP)〕、pH、温度、透明度、电导率、ρ(DO)等水环境因子的变化特征,讨论了ρ(MCs)与各水环境因子之间的相关性. 结果表明:ρ(MCs)在太湖中呈现一定的规律性,在7—8月蓝藻爆发期,ρ(MCs)低于0.10 μg/L,之后逐渐升高,9月达到最高值(0.28 μg/L). 受地理位置和沉积环境等影响,太湖西北区MCs污染最严重,ρ(MCs)最大值为0.30 μg/L. 相关性分析结果表明,ρ(MCs)与ρ(Chla)、ρ(TN)、ρ(TP)、N/P显著相关,其中,ρ(MCs)与ρ(Chla)呈极显著正相关(P<0.01);ρ(IMC)和ρ(TMC)均与蓝藻生物量呈显著正相关(P<0.05),而ρ(EMC)与蓝藻生物量相关性不显著;ρ(IMC)和ρ(TMC)均与ρ(TN)呈极显著负相关(P<0.01),而ρ(EMC)与ρ(TN)呈显著负相关(P<0.05);ρ(MCs)与ρ(TP)呈显著正相关,而与N/P呈显著负相关(P<0.05).      

水源水中微囊藻毒素的遗传毒性与健康风险评价

应用美国EPA健康风险评价模型对浙江省101个饮用水源地微囊藻毒素(MC)的健康风险度进行评价,提示水源水中微囊藻毒素-LR(MC-LR)具有较高的非致癌风险.采集MC污染相对严重的A、B 2饮用水源,一部分利用树脂对其中的MC进行浓集,另一部分加入稀释的纯毒素MC-LR模拟水源水中MC释放的情况,同时制备相同浓度的纯毒素序列,利用Ames试验检测藻毒素浓集物、水样中藻毒素和纯毒素对细菌的致突变性,彗星试验检测人外周血淋巴细胞可能产生的DNA损伤,微核试验检测鲤鱼红细胞微核的诱发效应.结果表明,与阴性对照组相比,藻毒素浓集物、纯毒素和藻毒素稀释水样均可引起人外周血淋巴细胞DNA的不同程度损伤(P <0.01),损伤随着染毒剂量的增加而加重,高剂量浓集物、藻毒素稀释水样A和纯毒素可诱导鲤鱼红细胞微核率上升,在本实验条件下尚未观察到藻毒素浓集物、藻毒素稀释水样及纯毒素在Ames试验中具有显著的致突变作用.利用树脂浓集水源水中MC和向水源水中加入稀释的MC-LR模拟MC释放2种方法切实可行,饮用水源水中MC可诱导鲤鱼红细胞微核率上升和淋巴细胞DNA损伤,具有遗传毒性,可能对人体健康产生的远期危害.     

微囊藻毒素含量与自然水体环境影响因子的相关性

研究了太湖流域湖州段、杭州市贴沙河和某水华池塘等自然水体的微囊藻毒素水平,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析等统计方法,探讨了自然水体中微囊藻毒素MCLR和MCRR与环境影响因子的相关性.结果表明,3处水体的微囊藻毒素MCLR水平为0.049～12.30μg/L,MCRR为0.032～7.90μg/L,底层水中微囊藻毒素的含量显著高于表层水;水体中MCLR的平均浓度与TN、NH₄⁺-N、NO₂^--N和TP呈显著正相关(p<0.01),与水温、DO和氮磷比呈显著负相关(p<0.01),MCRR的平均浓度与NO₃^--N和氮磷比呈显著正相关(p<0.01),与pH、DOC、高锰酸盐指数、光密度呈显著负相关(p<0.01);TP和NO₂^--N是影响MCLR生物合成的主导因子,NO₃^--N和氮磷比是影响MCRR生物合成的重要因子;NO₂^--N和NO₃^--N可能分别是MCLR和MCRR生物合成中利用的主要无机氮源.     

微囊藻毒素降解菌Paucibacter sp. CH菌的分离鉴定及其降解特性

从巢湖沉积物中分离出1株MC高效降解菌,命名为CH菌.根据16S rRNA基因序列分析结果,初步确定该菌为Paucibacter sp..该菌能以MCLR为唯一碳源和能源生长,并且在10 h内可将11.6μg·mL-1的MCLR降解至检测限以下,其一级反应速率常数为0.242 h-1.CH菌降解MCLR的适宜温度为25~30℃,适宜pH为6~9.MCLR降解过程中产生1种含有Adda残基的中间产物,该产物与已报道的ACM-3962菌的降解产物不同,并且反应过程积累终产物Adda.在菌株CH中未检测到mlrA、mlrB、mlrC和mlrD这4个MC降解基因的同源基因.这些结果表明,Paucibacter sp.CH菌降解MC的机制不同于已知的ACM-3962菌的降解机制.     

微囊藻毒素-LR对罗非鱼鳃组织活性氧自由基含量及相关抗氧化酶活性的影响

应用腹腔注射的方式,研究了微囊藻毒素MC-LR对罗非鱼（Oreochromis niloticus）鳃组织活性氧自由基含量（ROS）及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。结果表明：在MC-LR的胁迫下,罗非鱼鳃组织产生了大量的ROS,并引起了SOD和CAT 2种抗氧化酶活性的变化。SOD和CAT在清除过量的ROS时表现出的动态变化过程不同,SOD的变化曲线是多阶段的,而CAT则表现为先诱导后恢复的趋势。SOD和CAT在变化趋势上有所不同,但均表现为明显的时间与效应的正相关关系和剂量与效应的正相关关系。这也为将鳃组织中SOD和CAT作为抗氧化生物标志物来监测微囊藻毒素对罗非鱼胁迫作用提供了一定的参考。试验为研究微囊藻毒素对罗非鱼的生态毒理学作用提供相应的资料,并为罗非鱼质量安全问题的研究打下一定的基础。     

Seven years from the first application of polyaluminium chloride in the Czech Republic – effects on phytoplankton communities in three water bodies

This study determines the efficiency of polyaluminium chloride application on phytoplankton species as a consequence of five reservoir restorations in the Czech Republic during the years 2005 and 2008, including the first ever large-scale application. Although polyaluminium chloride has been used in water treatment plants across the world, information about its application toward cyanobacterial blooms in nature is poor. Although the application of polyaluminium chloride did not cause any fundamental long-term changes in the composition of phytoplankton species or phosphorus load, instead causing fast and acute removal of the phytoplankton community, it may act as an algicidal compound with fast removal efficiency. All treated water bodies described in our study remained unaffected by cyanobacterial blooms and the hygienic limit for the purposes of recreation was not exceeded in any particular season. This article should serve as notice of the advantages and disadvantages of polyaluminium chloride application, and also warn against the uniform usage of this chemical as a method of reducing phytoplankton species in all types of water bodies where cyanobacteria are present. Moreover, data about the effects on non-target (invertebrates) species and microcystin release from cyanobacterial cells are also mentioned.     

微囊藻毒素对真菌和哺乳动物细胞毒害效应的研究

主要探讨微囊藻毒素对真菌和哺乳动物细胞的毒害效果,以及其作为水体生理毒害评价模式细胞的可能。通过毒性试验和单细胞凝胶电泳实验,利用栗酒裂殖酵母细胞（S.pombe）,人肝癌细胞（HepG2）和人脑星形胶质母细胞癌细胞（U87）3种生物模型评估MC对细胞DNA的损伤以及对细胞内氧化自由基水平的影响。并利用栗酒裂殖酵母的基因缺失体,判断MC所诱导的酵母细胞氧化应激路径。研究表明MC通过氧化路径诱导DNA损伤;缺失wis1△和pap1△基因的S.pombe细胞无法诱导ROS生产,wis1△和pap1△缺失型S.pombe细胞在40 mg·L-1-1MC暴露24 h下细胞增殖率仅下降7.3%、7.7%;氧化损伤是MC损伤S.pombe的主要方式;HepG2细胞和U87细胞较S.pombe细胞适于研究、评估MC的毒性。     

基于谷胱甘肽结合作用定量研究微囊藻毒素的解毒代谢机制

基于谷胱甘肽(GSH)解毒作用探讨了微囊藻毒素-RR(MCRR)在不同动物肝脏和肾脏合作下的代谢机制。通过人工合成MCRR的谷胱甘肽代谢物(MCRR-GSH),腹腔注射至鲫鱼和大鼠体内,利用液相色谱串联质谱技术(LC-MS/MS)定量检测MCRR-GSH及其下游半胱氨酸代谢物(MCRR-Cys)在组织内的代谢动力学变化。在72 h的暴露实验中,实验组鲫鱼和大鼠体内均定量检测到MCRR-GSH和MCRR-Cys。MCRR-GSH在肾脏中的浓度显著高于其他组织(P0.05),鲫鱼和大鼠体内累积浓度分别是(0.161±0.001)和(0.116±0.005)μg·g~(-1)DW。同样的,MCRR-Cys主要分布于鲫鱼和大鼠的肾脏组织。鲫鱼肾脏中MCRR-Cys的浓度出现明显的波动,而肝脏和胆汁内的MCRR-Cys浓度却呈现出上升的趋势;大鼠肾脏内MCRR-Cys的浓度呈缓慢下降的趋势,浓度范围为(8.899±0.817)μg·g~(-1)DW至(3.336±0.263)μg·g~(-1)DW。基于以上结果推测,微囊藻毒素在肝脏和肾脏合作下的解毒过程为:MC在肝脏内经GSH结合作用生成的代谢物MC-GSH随血液循环转运至肾脏,在肾脏内MCGSH快速地转化为下游代谢物MC-Cys以促进排泄。     

微囊藻毒素去除技术研究进展

简述了微囊藻毒素的结构、性质,重点综述和分析了国内外微囊藻毒素去除的技术和方法,并对未来的发展趋势进行了展望.