Determination of types of interactions exhibited by binary mixtures of heavy metals tested against the hermit crab,Clibanarius africanus

Single and joint action toxicity of heavy metal compounds (ZnCO₃, CuSO₄ and CdSO₄) were carried out against the hermit crab, Clibanarius africanus in laboratory bioassays. On the basis of 96?h LC₅₀ values, CuSO₄ (96?h LC₅₀?=?0.03?mM) was found to be the most toxic followed by CdSO₄ and ZnCO₃ (96?h LC₅₀?=?0.24?mM) in decreasing order of toxicity. The evaluation of the metal compounds in mixtures of ZnCO₃–CuSO₄, ZnCO₃–CdSO₄ and CdSO₄–CuSO₄ in pre-defined molar ratios revealed that interactions between Zn–Cu and Zn–Cd test mixtures were in conformity with the models of antagonism (reduction in toxicity of constituent metals). The synergistic ratios (S.R.s) and relationship between observed/predicted 96?h LC₅₀ values (relative toxic unit, RTU) were consistently below 1, indicating antagonistic interactions. Analysis using isobolograms also indicated the interactions between the mixture components to be antagonistic. However, with regards to CdSO₄–CuSO₄ test mixtures, the interactions between these metals were mainly in conformity with the model of synergism. The S.R. and RTU values were largely above 1, indicating synergistic interactions. The importance of the joint action evaluations for the management and protection of aquatic ecosystems, particularly in the setting up of water quality criteria was discussed.     

均分等效面设计法的建立及其用于三组分混合物等效面的构建

等效线与等效面在化学混合物毒性相互作用评价方面具有综合、直观、有效等特点。但目前等效面尚无有效的绘制方法,主要原因是三元混合物组分浓度配比缺乏有效、直观的试验设计方法。根据三组分混合物等效面的三角形特征,提出了一种新的均分等效面设计(EESD)方法用于三元组分浓度配比试验设计。最终,得到了组分的9个毒性单位(EC50)比,分别是1:1:7、4:1:4、2:2:5、1:4:4、7:1:1、5:2:2、4:4:1、2:5:2、1:7:1。按照惯例还增加一个毒性单位比1:1:1的等毒性浓度比混合物射线。组分两两混合按照直接均分射线法进行毒性单位比1:5、2:4、3:3、4:2、5:1设计15个二元混合物射线。单个组分在浓度轴上的3个ECx点构成了等效面的3个顶点。这28个等效点采用基于三角形的3次插值得到混合物x%效应的观测等效面。基于EESD构建了[BMIM]BF4、灭多威、敌敌畏的混合物对乙酰胆碱酯酶抑制效应为80%、50%、20%的等效面。等效面分析表明,除了1:1:7混合物射线在80%与50%效应时为拮抗作用外,三元混合物体系总体上为加和作用。同时给出了三元混合物EESD方法设计的一般规则。EESD方法可有效用于三元组分的浓度配比优化设计与三维等效面的绘制。     

基于FH插值法构建的二元有机磷农药联合作用新模型在等效线图法中的研究

为探讨基于FH插值法构建的二元有机磷混合物联合作用新模型在等效线图法中的应用,选择野生型秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为受试生物,测定敌敌畏(DDVP)和久效磷(MCP)的单一毒性以及二元联合毒性;依据单个农药作用线虫4 h的急性毒理试验结果,以等效线图法原理绘制30%、50%和70%线虫死亡效应的浓度加和等效线及置信区间(CI);利用二元混合农药联合作用结果,基于FH插值法建立二元有机磷农药混合物联合作用模型;利用等高线与混合物联合作用曲面,绘制30%、50%和70%线虫死亡效应下混合农药的观测等效线。结果表明:DDVP、MCP单一作用线虫4 h的LC30、LC50和LC70及CI分别为35.40(26.85～41.64)、43.55(36.00～50.76)、53.58(45.99～64.95)μmol·L~(-1)和13.15(9.12～16.07)、16.96(13.35～20.55)、21.87(18.11～28.36) mmol·L~(-1); 30%、50%和70%线虫致死效应的观测等效线均在加和等效线置信区间内,表明DDVP与MCP混合农药的联合作用表现为相加作用,与多元统计分析结果一致。上述研究实现了对二元有机磷农药混合物联合作用下任一效应观测等效线的预测,并为全面有效地评价二元混合物联合作用效应提供了新的方法。