纳米氧化锌对美国红鱼肝细胞的毒性效应及机制

纳米氧化锌(ZnO NPs)的广泛应用所引发的环境与健康风险备受关注。为探究ZnO NPs对水生生物的毒性影响,以美国红鱼的原代肝细胞为实验对象,通过MTT法和中性红摄取(NRU)法检测细胞存活率,以评估ZnO NPs的细胞毒性;美国红鱼肝细胞经ZnO NPs处理6 h后,检测肝细胞内丙二醛(MDA)含量,并用流式细胞仪检测细胞对ZnO NPs的吞噬、胞内活性氧(ROS)的释放以及细胞凋亡率的变化。结果表明,美国红鱼肝细胞暴露于37.5μg·mL~(-1)和50μg·mL~(-1)ZnO NPs 6h后,细胞存活率较对照组显著降低,且ZnO NPs的毒性具有浓度和时间依赖性。研究表明,ZnO NPs进入细胞后,细胞内ROS产量增加,引起氧化应激,诱导细胞凋亡。     

聚苯乙烯微塑料对典型农作物种子发芽和幼苗生长的影响

微塑料在农业土壤中可直接或间接地影响作物生长,而种子发芽和幼苗生长初期是作物生理毒性的敏感阶段。为认识微塑料对典型农作物的生理毒性,选用5μm聚苯乙烯微塑料(5μm-MPs),通过7 d种子发芽试验和33 d土培观测其对中国几种典型农作物种子发芽及幼苗生长的影响。0—100 mg·L^-1 5μm-MPs水培试验结果表明,5μm-MPs对小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)、谷子(Setaria italica)、花生(Arachis hypogaea)、向日葵(Helianthus annuus)等5种作物种子的平均发芽时间均无显著影响,对小麦、玉米、向日葵、谷子的种子发芽能力和种子活力无显著影响,但花生种子对5μmMPs敏感,指标受到显著抑制,且5μm-MPs质量浓度越大抑制越强。以玉米、小麦、花生为例,0—100 mg·kg^-1 5μm-MPs土培试验结果表明,部分处理5μm-MPs对3种作物幼苗生长表现出一定的抑制作用。种植15 d时各处理5μm-MPs均显著抑制小麦幼苗株高,但种植30 d时5μm-MP...     

油田再生水对不同植物种子萌发的毒性评价

为探讨油田再生水对不同植物种子萌发的影响及评估其毒性,本研究采用种子萌发试验,以黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)、苏丹草(Sorghum sudanense)、旱麦草(Eremopyrum triticeum)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和沙蓬(Agriophyllum squarrosum)为研究对象,研究油田再生水占溶液总体积比例为0%、10%、20%、30%、50%、100%浓度时对不同植物种子萌发的影响。结果表明：黑麦草、高羊茅、苏丹草、旱麦草和盐地碱蓬种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和根长等指标随油田再生水浓度增加呈先上升后下降趋势,10%再生水浓度处理对黑麦草、高羊茅和苏丹草种子萌发和幼苗生长有显著促进作用(P<0.05),20%再生水浓度处理对旱麦草和盐地碱蓬种子萌发和幼苗生长有显著促进效果,50%以上油田再生水处理对6种植物种子萌发和生长均有显著抑制作用。通过植物种子根长建立剂量-效应曲得出,油田再生水对黑麦草、高羊茅、苏丹草、旱麦草和盐地碱蓬种子根生长的无观察效应浓度(NOEC)均为10%,半最大效应浓度(...     

铜-磺胺嘧啶复合胁迫对蔬菜种子发芽的急性毒性效应

研究了黄潮土中常用兽药磺胺嘧啶(SD)与重金属铜(Cu)单一及复合污染对小白菜和西红柿种子发芽(发芽率、根伸长、芽伸长)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应。结果表明,无论是在Cu或SD单一污染物作用下,根伸长和芽伸长抑制率与污染物浓度显著相关(P0.01),发芽抑制率与污染物浓度不相关(P0.05);污染物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SD对2种作物的毒性效应明显强于Cu,SD对小白菜和西红柿根伸长的ID50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为1.7和33.6 mg·kg~(-1),而Cu为273.6和457.7 mg·kg~(-1)。Cu-SD复合污染,对西红柿的根和芽伸长的拮抗作用显著(P0.01);但对小白菜来说,在低浓度Cu(100 mg·kg~(-1))作用下,二者的联合拮抗作用不显著(P0.05),随Cu的增加,拮抗作用显著(P0.01)。     

外源脱落酸、水杨酸对小麦种子萌发及生理特性的影响

穗发芽严重降低籽粒产量、品质和种用价值,是小麦育种和生产急需解决的难题.为利用发芽抑制剂的化控途径有效防治穗发芽,研究了不同浓度的外源激素脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)对种子发芽的抑制作用及其生理生化响应.结果表明:浓度大于70 mg L-1 ABA和大于4 mmol L-1 SA均不同程度地抑制种子发芽并表现剂量效应,赤霉素对二者有拮抗作用,70 mg L-1 ABA+8.0 mmol L-1 SA对小麦普遍具有强烈的发芽抑制效应;ABA阻抑种子发芽是一种延缓作用,受基因型影响较大;SA对不同基因型有强烈的休眠促进作用,并显著提高种子对ABA的敏感性(P0.01);种子萌发过程中,两种激素均诱导籽粒α-淀粉酶和PPO活性下降,且SA处理组的酶活性降幅更大;ABA明显促进种子PAL活性,而SA处理组的PAL活性水平最低.因此,ABA与SA的发芽抑制效应与作用方式不同,SA增强种子的ABA敏感性,二者组合产生了良好、稳定的发芽抑制效果.     

纳米银在水环境中的环境行为和毒性效应研究进展

纳米材料的环境行为和生态效应是目前国内外研究的热点,其中纳米银颗粒(Ag NPs)是使用量最高的纳米材料。本文主要总结了Ag NPs在水环境中的赋存、Ag NPs的环境行为、Ag NPs对不同种类微生物的毒性效应以及影响Ag NPs毒性效应的因素,最后对Ag NPs在河口区的研究进行了展望。     

纳米氧化锌对羊角月牙藻毒性效应及其在藻细胞内外的分布

为研究纳米氧化锌(ZnO NP)的毒性效应及其在细胞内外分布,以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为模型藻类,研究了不同浓度ZnO NP对羊角月牙藻生长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞内外ZnO NP含量变化。结果表明,ZnO NP对羊角月牙藻的生长抑制与处理浓度呈现正相关。在45 mg·L~(-1)ZnO NP暴露24 h后,其生长抑制率已达到95%。当ZnO NP处理藻细胞72 h后,羊角月牙藻细胞的叶绿素含量与处理浓度之间存在剂量-效应关系。低浓度(0.5 mg·L~(-1))ZnO NP处理后藻细胞可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性明显下降,MDA含量升高,其产生的毒性效应高于高浓度组(5 mg·L~(-1)、45 mg·L~(-1))。细胞培养液溶出Zn2+量及藻细胞外吸附的ZnO NP量与ZnO NP处理浓度成正比,但是藻细胞内ZnO NP量与ZnO NP浓度没有相关性,胞内积累量基本维持不变。研究表明,各浓度组对藻细胞毒性的差异,不仅与细胞内Zn2+量有关,还与细胞外粘附的ZnO NP有关。     

pH、离子强度及电解质种类对纳米氧化锌聚集和溶解的影响

本文初步探讨了不同pH、离子强度及电解质种类对纳米氧化锌(ZnO NPs)稳定性(聚集沉降和溶解)的影响.沉降实验表明,pH越靠近零电荷点(~pH9.2),ZnO NPs聚集体尺寸越大,沉降速度越快,稳定性越低;中性pH条件下,随着离子强度的增加,ZnO NPs ζ电位绝对值减小,聚集体尺寸相应变大,沉降速度加快,稳定性降低.中性pH时ZnO NPs ζ电位为正值,阴离子较阳离子更易使ZnO NPs聚集沉降,且SO2-4的影响远大于Cl-.溶解实验显示,pH2—11,Zn2+都会释放到溶液中,pH>7.5,ZnO NPs溶解量<5%;pH<6,超过60%的Zn2+释放到溶液中.中性条件下,离子强度越高,ZnONPs越易溶解,且Ca2+对纳米氧化锌溶解的促进作用强于Na+.这表明离子对纳米氧化锌溶解的促进可能源于阳离子与颗粒表面的离子交换机制.     

荧蒽对大豆种子发芽的影响

针对国内外有关荧蒽(FLT)对种子萌发影响研究极少的现状,本文设置5个质量浓度(2,5,15,25,50 mg·L-1)的染毒组、1个空白对照组(0 mg·L-1)和1个助溶剂对照组(丙酮体积分数为1%),以大豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗长度为测量指标,探索性地研究了FLT对大豆种子萌发的毒性效应。结果表明:在浓度小于15 mg·L-1的FLT胁迫下,大豆发芽率与对照相比无显著差异,大于等于15 mg·L-1的FLT胁迫则显著抑制了发芽率(p0.05)。发芽势、发芽指数、活力指数则对FLT的胁迫作用更加敏感,当FLT浓度大于等于5 mg·L-1时呈显著降低(p0.05)。FLT对幼苗长度起抑制作用,且随浓度越高和处理时间增长,抑制作用逐渐增强。     

金沙江干热河谷地区不同含油量麻疯树种子的差异性

根据金沙江干热河谷地区麻疯树种子的含油量,将麻疯树种子分为组Ⅰ(26%~30%)、组Ⅱ(30%~34%)、组Ⅲ(34%~38%)、组Ⅳ(38%~42%).该地区种子体积介于1.544~1.680 cm3之间;其中组Ⅱ的种子最大(1.680 cm3),组Ⅳ的种子最小(1.544 cm3).组Ⅱ种子的百粒重同样为最高(69.367 g),组Ⅲ的种子最轻(62.313 g).出仁率从低到高依次为:组Ⅰ(61.752%)<组Ⅲ(63.352%)<组Ⅱ(64.132%)<组Ⅳ(65.192%).百粒种子产油量从组Ⅰ到组Ⅳ逐渐升高(17.731~25.342 g).1H-NMR图谱分析发现,各组种子之间的脂肪酸组成无明显差异,而脂肪酸成分的含量存在显著差异.种子的发芽势、发芽率和发芽指数随含油量的增加而升高,种子的吸胀速率则相反.种子含油量与种子大小的相关性不显著,与种子质量、出仁率、种子产油量、脂肪酸组成、发芽势、发芽率、发芽指数和吸胀速率之间则都有着极显著的相关性.图3表4参30     

镉与除草剂草甘磷的交互作用对小麦的毒性

种子发芽试验、根伸长抑制试验及植物早期生长试验是目前所建立的3种高等植物毒性试验，这些试验通过研究植物在污染条件下根系发育状况、生物量减少程度或植物耐污特性等方面而对污染物的环境效应进行诊断。文章研究了镉与草甘磷交互作用对小麦发芽率以及发芽后小麦的根长和芽长的影响。结果发现，镉对小麦发芽率没有明显影响，而草甘磷对小麦发芽率、根长和芽长有明显抑制效应。镉在一定程度上降低了草甘磷对小麦发芽的毒性，但对小麦生长仍有明显毒害。当镉与草甘磷共同作用于小麦时，镉的存在增加了低浓度草甘磷的生物毒性，而降低了高浓度草甘磷的生物毒性或没有影响。但是，随着镉浓度增加它们的联合毒件又逐渐增加。     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

铜与草甘膦复合污染对小麦种子发芽与根伸长的抑制作用

污染物的交互作用及其生态毒理效应已成为环境科学研究的重要方向.论文以小麦种子为供试作物,研究了重金属铜(Cu2+)与除草剂草甘膦复合污染对其发芽率以及发芽后的根长、芽长的影响,以表征Cu与草甘膦复合污染的生态毒性.研究结果表明,在实验浓度下,Cu2+单一污染对小麦发芽率没有明显的影响,对根伸长和芽长的抑制显著;而草甘膦单一污染对小麦发芽、根伸长和芽长均有明显的抑制效应.当Cu2+与草甘膦复合污染时,Cu2+的存在在一定程度上减弱了草甘膦对小麦发芽及芽长的抑制作用;而在根伸长实验中,在低草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在在一定程度上增加了草甘膦对根伸长的抑制作用;在较高草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在则降低了草甘膦对根伸长的抑制作用.Cu2+的存在减轻草甘膦对小麦毒性的可能原因是:草甘膦与Cu2+络合形成了毒性较小的稳定络合物,使草甘膦毒性降低或失去活性.     

3种硝化抑制剂对小麦幼苗生长毒性的比较

在土壤(山西土)中加入不同种类、不同浓度的硝化抑制剂(氢醌、硫脲、双氰胺),研究了其对小麦发芽势、发芽率和幼苗生长的影响.结果表明:双氰胺对小麦发芽势和发芽率的抑制作用不明显,硫脲对小麦发芽势和发芽率有一定的抑制作用,而氢醌对小麦发芽势和发芽率抑制明显;双氰胺和氢醌对小麦幼苗生长的影响不大,而硫脲能显著降低小麦幼苗的根长、茎长、根重和茎重;双氰胺对小麦种子和幼苗毒性相对较小,硫脲毒性相对较大,小麦的根重、茎重和根伸长可以作为硫脲对小麦危害的敏感指标.     

生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的植物毒理效应

为明确生物炭对植物的毒性效应,以石英砂+生物炭水浸提液培养方法研究不同剂量生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的影响。结果表明:在不同剂量(0.0、10.0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1))生物炭水浸提液处理下,虽然小麦发芽率较对照组无显著性变化(P0.05),但根、芽生长表现出低剂量促进高剂量抑制,且在160.0 g·kg~(-1)时抑制率最大,分别为18.11%和22.22%。在幼苗的生长期(11 d),高剂量生物炭对幼苗根生长的抑制作用增强,160.0 g·kg~(-1)处理下抑制率显著增加至55.59%(P0.05)。此外,当生物炭剂量较低时,小麦幼苗根、叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活力增加;随生物炭剂量的增加,3种抗氧化酶活力降低,丙二醛(MDA)含量升高,幼苗生长出现生理损伤,表现出明显植物毒性效应。     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

Dissolution of zinc oxide nanoparticles in exposure media of algae,daphnia, and fish embryos for nanotoxicological testing

Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) are being widely investigated in a bioassay due to potential negative effects to biological receptor. The dissolution of metal nanoparticles such as ZnO NPs is crucial to interpret nanotoxicity results because ZnO NPs can release toxic-free ions in exposure media. In the present study, dissolution of ZnO NPs was evaluated in three selected synthetic media for aquatic toxicological testing: Elendt M4 daphnia medium, OECD algal medium, and fish embryo rearing solution. Both media are currently recommended for OECD testing for daphnia and algae. Time-dependent dissolution of ZnO NPs has been investigated in terms of sonication time to be used for the preparation of aqueous NPs suspension, and dissolution time corresponding to exposure period in toxicity testing. Since sonication is widely applied for NPs dispersion in the most of nanotoxicological testing, the emphasis of this study was on the dissolution of NPs as a function of sonication time. We also investigated the concentration-dependent dissolution of ZnO NPs. Our results demonstrated that dissolution of ZnO NPs was significantly affected by sonication and dissolution time, as well as NPs concentration. This study showed that parameters affecting dissolution of ZnO NPs should be considered in nanotoxicological testing.     

五氯苯酚的生态毒性效应及其遗传毒性

为评价环境内分泌干扰物——五氯苯酚对土壤生态系统动植物的生态毒性效应,检测了五氯苯酚对8种作物种子的萌发和根伸长的抑制作用以及对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性作用;并运用小麦根尖细胞微核实验和赤子爱胜蚓体细胞核的彗星实验,检测了五氯苯酚的遗传毒性效应.结果表明,五氯苯酚在一定浓度范围内对作物种子的...     

氯代苯酚结构与农作物毒性关系的研究

卤代苯酚是一种环境污染物。本文通过水培发芽试验和幼苗土壤盆栽试验,研究了卤代苯酚系列污染物结构与冬小麦、萝卜、油菜等作物毒性的关系。结果表明,氯代苯酚系列污染物都可抑制他们的发芽和幼苗生长,其毒性都大于苯酚,并与浓度成显著性正相关。在浓度相同时,其毒性随苯环上氢原子被氯取代个数的增加而加大。在浓度和取代个数都相同时,不同取代部位的毒性不同,邻位取代毒性最大。不同农作物对它们的抗性不同;在取代个数、浓度和取代部位都相同时,小麦受害程度最轻,油菜最重。     

Effects of Zn and ZnO nanoparticles and Zn2+ on soil enzyme activity and bioaccumulation of Zn in Cucumis sativus

The increased production and commercial use of nanoparticles (NPs), combined with a lack of regulation regarding their disposal, may result in the unwanted introduction of NPs to soils. In this study, the toxicity on soil enzyme activity and growth of Cucumis sativus treated with Zn or ZnO NPs was evaluated in pot soils. Specifically, C. sativus was cultivated in soils treated with Zn NPs, ZnO NPs or Zn²⁺ for eight weeks, after which the treatment effects on biomass and bioaccumulation were evaluated. In addition, the treatment effects on soil dehydrogenase, β -glucosidase and acid phosphatase were investigated. Soil enzyme activities were influenced by all treatments, with an especially large decrease in dehydrogenase activity in response to Zn²⁺ treatment. Biomass and root length also decreased in response to Zn²⁺ treatment. Finally, the Zn contents of C. sativus were much lower in the Zn NP and ZnO NP treatment groups than in the Zn²⁺ treatment group. Therefore, toxicity on soil microbial activity may have a greater influence than phytotoxicity due to immobilisation and aggregation of NPs in the soil.