彗星试验技术在水生与土壤环境中的毒理学应用

彗星试验是一种检测真核细胞脱氧核糖核酸(DNA)损伤的技术,快速、低成本、适用于几乎所有真核细胞,因此常应用于遗传毒理学、辐射生物学、肿瘤细胞学、毒性检测等方面。尤其以灵敏度高、检测联合毒性的特点大量运用于环境研究中。主要介绍彗星试验方法学发展历程,彗星试验的原理及其在环境领域中的应用,并指出应用中的受限因素以及未来的发展前景,为今后进一步推广该试验技术提供理论上的指导与参考。     

石墨烯是促进还是抑制嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长?

尽管石墨烯以其独特的光学、电学、力学特性在各大领域都具有广阔的应用前景,但其工业化使用后在环境当中的行为,特别是遗留下的石墨烯对生态系统的毒性研究则鲜见报道.因此,本文以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)为目标微生物,探讨不同浓度(1、10、50 mg·L-1)石墨烯对Acidithiobacillus ferrooxidans的毒性效应.结果表明,石墨烯对Acidithiobacillus ferrooxidans的生长有明显抑制作用,且抑制作用随着石墨烯浓度的降低而增强.在石墨烯投加量为1 mg·L-1时,培养48 h后菌株的生长量OD420达到最大值0.045,低于空白组的0.163;并且其可溶性蛋白含量也达到最大值1.546 mg·L-1,低于空白组的3.789 mg·L-1.不同浓度石墨烯对体系p H和ORP均存在不同程度的影响,低浓度下的石墨烯影响最为显著.此外,通过扫描电镜(SEM)和荧光显微镜分析,进一步证实Acidithiobacillus ferrooxidans能在高浓度的石墨烯上生长,而低浓度的石墨烯则会对细胞膜造成损伤,它极其尖锐的边缘是细菌失活的有效机制.因此,石墨烯的毒性具有剂量效应,这一结果可为石墨烯合理利用及评价其生态毒性提供理论依据.     

铬渣中铬的浸出行为

采用BCR法连续浸提研究铬渣中铬的存在形态,结果表明:铬渣中总铬和六价铬主要以残渣态和可氧化态形式存在;通过铬渣动态连续浸提实验与静态浸提实验研究了浸提剂和活性炭对铬渣中铬浸出行为的影响,研究发现p H值为3.1的醋酸浸提剂浸出液中铬浓度最低,且添加活性炭后的静态浸出液中铬的浓度有不同程度降低。     

抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应

为明确抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应,采用鱼类毒性试验方法,研究了诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对锦鲤的急性毒性和亚急性毒性效应.结果表明,当NFLX暴露质量浓度达到1 000 mg/L时,NFLX对锦鲤无急性毒性.NFLK暴露15 d,在1 mg/L、5 mg/L、25mg/L和125 mg/L 4个组中,5 mg/L组锦鲤肝脏SOD活性在6d时达到最大(p＜0.01);125 mg./L组MDA含量在15 d时达到最大值(p＜0.01);25 mg/L、125 mg/L组锦鲤肝脏中MDA含量与暴露时间呈正相关,相关系数分别为0.938 1、0.953 5.各组GST活性和GSH质量比均受到不同程度的诱导,1 mg/L组NFLX可使鱼肝GST与GSH产生适应性反应;5 mg/L组诱导GST与GSH效应最为显著,呈现“钟形”变化趋势,5 mg/L很可能是NFLX对GST活性和GSH质量比影响的一个阈值或转折点.鱼肝GPT与GOT活性变化表现出一定的相似性,均呈现先升高后降低的变化规律,其中5 mg/L组被诱导效应最为显著(p＜0.01).5 mg/L很可能是锦鲤适应NFLX暴露和机体中生物酶发挥作用的一个转折点.比较上述抗氧化和转氨酶指标的敏感性和稳定性发现,在NFLX作用下,锦鲤肝脏中GST、GSH两个指标对NFLX的反应比SOD、MDA、GPT、GOT灵敏,变化规律稳定,更适合评价水环境中NFLX暴露的毒性效应.     

烧结砖中重金属释放特性研究

通过向黏土中添加重金属试剂,模拟煅烧试验制作烧结砖.采用酸消解试验研究烧结砖中重金属的总量,采用欧盟NEN7371方法测试烧结砖中重金属的有效释放量,采用NEN7375方法进行块状烧结砖浸出试验,研究烧结砖样品中Cr、Ni、As、Cd和Pb的释放特性.结果表明:烧结砖中重金属的有效释放量低于总量,释放率从大到小为Cd、As、Pb、Ni、Cr;在块状浸出过程中,Cr、Ni、As累积释放量达到平衡的时间为16 d,Pb为4d,而Cd的累积释放量一直有上升的趋势;Cr、Ni、As的释放机理主要为扩散控制,Cd为溶解作用,Pb为表面冲刷作用;5种重金属释放速率从大到小为Ni、Cr、Pb、As、Cd.     

废旧锂电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中钴的回收

随着新能源汽车工业的快速发展,废旧三元动力锂电池的量在不断地增加。三元动力锂电池中含有丰富的Co、Mn、Li和Ni资源,回收三元动力锂电池是防止环境污染和回收贵重金属的理想选择。利用抗坏血酸(C6H8O6)的酸性和还原性对废旧三元锂电池正极材料进行浸出,KMnO_4的强氧化性回收浸出液中的Co制备β-CoC_2O_4·2H_2O,采用浓度为1.3 mol·L~(-1)的C_6H_8O_6,在60℃的条件下对正极材料浸出20 min,向浸出夜中加入1 mol·L-1的H_2SO_4反应20 min后加入KMnO_4继续反应1 h,制得β-CoC_2O_4·2H_2O。实验结果表明,Co的回收率达91%,Li的浸出率可达96.4%,Mn和Ni完全浸出,可实现简单环保地浸出有价金属并回收Co。     

2种典型碳纳米管低浓度暴露诱发锦鲫组织损伤与肝脏氧化损伤效应研究

采用半静态染毒方法，研究了单壁碳纳米管（SWCNT）和羟基化多壁碳纳米管（MCWNT-OH）对锦鲫抗氧化防御系统的影响。 结果表明，锦鲫经28d不同质量浓度的SWCNT和MWCNT-OH（0，10，100和1000μg/L）暴露后，暴露组14d鳃组织切片检查发现出现鳃动脉瘤、鳃细胞水肿、畸形生长等病理症状；然而在2种碳纳米管低浓度暴露下，锦鲫的肝脏切片没有观察到损伤，高浓度时肝脏有轻微空泡损伤。暴露期间锦鲫没有死亡，随着暴露天数的增加，2种碳纳米管都能对SOD和CAT酶产生抑制作用，高浓度组抑制明显，肝脏抗氧化系统受到损伤。指出，虽然碳纳米管的毒性较低，但其长期暴露对鱼类的影响仍需进一步关注。