纳米氧化锌致大型溞的毒性效应特征

采用半静态暴露的方法,以大型溞的死亡率、显微结构损伤、蜕皮率、游泳行为等作为毒性测试终点,研究不同浓度纳米氧化锌(ZnONP)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应.结果显示,ZnONP水溶液稳定性差,在溶液中沉降率随着浓度增大而增大,Zeta电位降低.ZnONP对大型溞处理48 h的半数致死浓度LC_(50)为3 mg·L~(-1),ZnONP致大型溞的死亡率呈现一定的时间-效应关系;ZnONP暴露会使大型溞肠道和体表损伤.经显微结构观察发现,ZnONP可粘附在大型溞体表面,并引起大型溞游泳的垂直高度升高,大型溞蜕皮时间延迟,成功蜕皮率降低.结果表明ZnONP对大型溞个体和行为产生一定的毒性效应,其毒性效应的机理与其颗粒物对大型溞肠道和体表粘附有直接的关系,研究结果对合理地评价纳米材料对水生生物的影响有一定的理论参考价值.     

不同粒径聚乙烯微粒对大型溞的生物毒性效应

微塑料污染已经受到了国内外研究者的广泛关注,但研究热点多集中于海洋微塑料及其生物学效应,对淡水生物潜在影响的研究还很有限。本文选择淡水模式动物大型溞（Daphnia magna）作为受试生物,以2 μm、20 μm和50 μm聚乙烯微粒（polyethylene,PE）作为研究对象,探讨不同尺度微塑料对大型溞的急性活动抑制效应。结果表明,3种粒径的微塑料均可被大型溞摄入,并在肠道中积累,造成大型溞的活动抑制,并可能影响其脂类代谢;水中高浓度的PE微粒可粘附在大型溞体表,限制其活动,影响其摄食。在5~80 mg/L浓度范围内,2 μm PE微粒对大型溞的抑制率呈现线性增长趋势（96 h的EC₅₀为50.86 mg/L）;而20 μm和50 μm的PE微粒的抑制率随暴露浓度的增加呈现倒"U"形曲线。暴露48 h后,3种PE微粒的LOEC值分别为60、20和5 mg/L,即随粒径增大,毒性效应增加。粒径大小是影响大型溞摄入和积累微塑料的重要因素之一。本文结果为深入理解微塑料对淡水浮游动物的毒性效应提供了基础数据和理论依据。     

纳米氧化锌对斑马鱼肝脏的毒性效应

采用半静态急性实验方法,研究斑马鱼在浓度为0、0.05、0.1、5、10、25、50 mg·L-1的纳米氧化锌(nano-Zn O)中暴露4、24、96 h后,nano-Zn O对肝中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)的影响,肝脏中Bcl-2、Bax、p53和MDM2的mRNA表达量的变化以及暴露7、15、30 d时肝组织解剖结构变化情况.结果表明,与对照组相比,实验组表现为:1肝组织出现组织水肿,部分细胞质空泡化、细胞核固缩;2肝巨噬细胞增多,窦间隙增大;3肝中SOD活性升高、MDA含量增加、CAT活性降低;4肝脏中Bax/Bcl-2和p53的mRNA的表达量均升高;5 MDM2 mRNA的表达量表现为在低浓度组中降低,高浓度组中则升高.实验结果表明,nano-Zn O能引起斑马鱼肝脏发生氧化应激作用,使肝中抗氧化酶活性发生变化,并诱导肝脏中细胞凋亡相关基因的表达,使细胞发生凋亡且造成肝组织结构发生变化.     

3种β-内酰胺类抗生素对大型溞毒性影响的研究

该研究选取阿莫西林、头孢哌酮、氨曲南3种β-内酰胺类抗生素对大型溞进行急性毒性实验和慢性毒性实验,结合大型溞的各项生命指标探讨了β-内酰胺类抗生素对大型溞的毒性效应。结果表明,阿莫西林、头孢哌酮、氨曲南对大型溞的半数致死浓度分别为129.30、141.11、29.30 mg/L。与对照组相比,3种β-内酰胺类抗生素使大型溞首次产溞时间、首次怀卵时间都呈一定的延后趋势,其每代产溞数、产溞代数、存活时间、产溞总数都有减少的趋势。相比于其他2种抗生素,氨曲南对大型溞各项生命指标的影响程度最大。3种抗生素对大型溞的毒性为氨曲南>阿莫西林>头孢哌酮。     

氢气纳米气泡水对大型溞毒性效应的影响

氢气纳米气泡水作为一种新型的选择性抗氧化剂,近年来已成为医学和植物学领域的研究热点。将氢气纳米气泡技术用于环境毒理领域,探求其对大型溞生长繁殖的影响,以及在重金属污染胁迫下对大型溞的毒性缓解效应。研究结果表明:在重金属铜的污染胁迫下,氢气纳米气泡水的存在可以显著降低大型溞体内的铜积累量并减低大型溞的死亡率。在无重金属污染胁迫下,氢气纳米气泡水可以促进大型溞的生长繁殖,显著增加大型溞的产溞量,并缩短产溞时间。该结果可为氢气纳米气泡水在环境毒理领域的研究提供基础数据,并为氢气纳米气泡水在环境领域的应用提供参考。     

不同粒径纳米TiO2对大型溞的毒性效应及腐殖酸的调控作用

为评估纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险,选用大型溞作为模式生物,研究了不同粒径纳米TiO₂（20、40、60和100 nm）对大型溞毒性效应的影响,并探究了腐殖酸对不同粒径纳米TiO₂毒性效应的调控作用.结果表明,粒径是影响纳米TiO₂颗粒毒性效应的重要因素,以大型溞半数致死时间（LT₅₀）为指标,不同粒径纳米TiO₂对大型溞的毒性作用强弱顺序依次为：20 nm颗粒 > 40 nm颗粒 > 60 nm颗粒 > 100 nm颗粒（p<0.05）.腐殖酸的存在可以显著降低纳米TiO₂颗粒对大型溞的毒性作用,腐殖酸对小尺寸纳米TiO₂颗粒的毒性抑制作用更为明显（p<0.05）.大型溞体内ROS水平与抗氧化系统相关酶活分析表明,纳米TiO₂导致大型溞体内活性氧自由基（ROS）浓度升高是其产生毒性作用的重要原因,腐殖酸的存在可以显著降低大型溞体内由于纳米TiO₂暴露而引起的ROS浓度上升（p<0.05）,进而减轻纳米TiO₂对大型溞的毒性作用.此外,腐殖酸可以减小不同粒径纳米TiO₂之间的毒性差异.本研究结果可为纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险评估提供参考依据.     

不同剂型高效氯氟氰菊酯对大型溞的毒性效应

为明确剂型对农药制剂毒性的影响,参照《化学农药环境安全评价试验准则》的方法,测定了高效氯氟氰菊酯乳油、脲醛树脂微胶囊悬浮剂、聚脲微胶囊悬浮剂和水乳剂3种剂型4种制剂对大型溞的急性毒性,并对其体长、摄食等亚急性毒性指标进行了比较.结果表明,加工成不同剂型均会提高药剂的毒性,高效氯氟氰菊酯原药对大型溞的48 h-EC50为2.50×10-3mg·L-1,乳油、脲醛树脂微胶囊悬浮剂、聚脲微胶囊悬浮剂和水乳剂3种剂型的4种制剂的48 h-EC50分别为8.04×10-4、6.25×10-4、1.56×10-3、1.65×10-3mg·L-1,且毒性随暴露时间延长而明显增加.亚急性毒性试验结果显示,当浓度为1.00×10-4mg·L-1时,3种剂型的4种制剂均会对体长、摄食等亚急性指标产生影响,且不同剂型的高效氯氟氰菊酯对大型溞体长的影响强弱顺序为:脲醛树脂微胶囊悬浮剂乳油聚脲微胶囊悬浮剂水乳剂,对摄食的影响为:乳油脲醛树脂微胶囊悬浮剂聚脲微胶囊悬浮剂水乳剂.     

有机硅助剂Breakthru S240对大型溞的毒性研究

参照OECD推荐的化学品对水生生物的标准试验方法,测定了有机硅助剂Breakthru S240对大型溞Daphnia magna的急性、慢性毒性和胚胎毒性,以期综合评价有机硅助剂对大型溞的毒性效应.结果表明:有机硅助剂对大型溞的48h-LC50值为1.218mg/L,为中毒.21d慢性毒性结果显示,有机硅助剂对大型溞的产溞量、产溞胎数、21d体长和蜕皮次数都有显著的影响,且随着处理浓度的增大而更加明显.母溞暴露Breakthru S240后,对F1(1st)代的生长和繁殖没有显著影响,但F1(3rd)代的恢复比F1(1st)代差,虽然Breakthru S240对F1(3rd)代生长影响不大,但对其繁殖有显著影响.这可能与母溞的暴露时间有关.另外,高浓度有机硅助剂对大型溞胚胎发育也存在一定的威胁,孵化抑制率高达68.50%.     

纳米聚苯乙烯塑料对红霉素生物毒性效应的影响研究

微/纳米塑料（Micro/nano-plastic, MPs/NPs）和红霉素（ERM）是水环境中检出浓度较高新污染物,二者共存产生复合生态毒理风险.以大型溞为模式生物,研究不同老化程度的纳米聚苯乙烯塑料（PS）和ERM单独与联合暴露对浮游动物生长、繁殖、游泳等生态行为及相关蛋白和基因表达的影响.结果表明,PS和ERM能够显著影响大型溞生长、呼吸、氧化应激等多种生理行为,上调大型溞发育繁殖相关基因表达,下调抗氧化防御系统及解毒相关基因的表达.PS存在能够降低ERM对大型溞生殖、抗氧化系统和神经系统的毒性影响,增强大型溞生长发育毒性,且PS老化程度越高对ERM生物毒性的影响效果越显著.本研究为评估抗生素和纳米塑料共存污染对水生生物种群稳定和生态系统安全的影响提供数据支撑.     

大型溞母溞暴露于氨氮所产子代对氨氮毒性的耐受性

采用大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,在测定了氨氮对大型溞的急慢性毒性效应的基础上,进一步研究了在慢性毒性试验中暴露于氨氮环境下的母溞所产子代对氨氮的毒性响应.急性毒性试验结果表明,氨氮对大型溞的24 h和48 h的LC50分别为165.97和69.54 mg/L.21 d慢性试验结果表明:大型溞的生长指标——脱皮数是对氨氮最为敏感的毒性参数;其慢性毒性下限值(LCL)和慢性毒性上限值(UCL)分别为1.88和3.75 mg/L;据此计算出的慢性毒性值(CHV)为2.66 mg/L,急慢性比(ACR)为26.14.在慢性试验中,暴露于毒物的母体所产的子代幼溞,与对照组相比,其48 h LC50都有所增大(增幅为13.7%～56.2%),说明对毒物的适应性有所增强.     

PVC微塑料对大型溞繁殖及应激与能量相关基因表达的影响

近年来,微塑料污染已成为海洋和淡水生态环境关注的热点问题.然而,目前有关微塑料对淡水生物影响的报道仍然较少.试验选择淡水模式动物大型溞作为受试生物,以2 μm聚氯乙烯微粒(PVC)作为研究对象,探讨了PVC微塑料对大型潘繁殖和基因表达的影响.急性毒性试验表明,PVC对大型潘的48 h LC50为20.5 mg·L-1....     

罗红霉素对大型溞生殖生长及抗氧化系统的影响

罗红霉素(ROX)在水环境中广泛赋存,并产生一定的生态毒理效应.为了进一步认知ROX对水生生物的负面影响,以大型潘为模式生物研究了ROX在生殖、生长及抗氧化系统方面的急慢性毒理效应.结果 发现ROX对大型潘的急性毒性等级为Ⅲ级(48h-LC50为60.26 mg· L-,96h-LC50为39.81 mg·L-1).0...     

植物化感物质壬酸和焦酚对大型溞生长繁殖的毒性效应

为评估植物化感抑藻物质的生态安全性,通过48 h急性毒性实验和21 d慢性毒性实验,研究了穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）典型化感物质壬酸和焦酚对大型溞（Daphnia magna）生长和繁殖的毒性效应.结果显示,壬酸对大型溞24 h和48 h的LC₅₀分别为75.08 mg·L^-1和38.55 mg·L^-1,焦酚对大型溞24 h和48 h的LC₅₀分别为18.89 mg·L^-1和13.71 mg·L^-1.21 d慢性毒性实验中,2.0 mg·L^-1的壬酸和焦酚对大型溞生长仍没有显著影响（p>0.05）,但在高于0.5 mg·L^-1浓度水平即显著延长大型溞首次产溞时间,降低其产溞个数（p<0.05）.大型溞净增殖率和内禀增长率随壬酸和焦酚浓度增加而减小,2.0 mg·L^-1壬酸和焦酚对大型溞净增殖率的抑制率分别为42.40%和38.86%,对大型溞内禀增长率的抑制率分别为25.00%和20.83%.研究表明,壬酸和焦酚对大型溞的繁殖过程产生一定程度的影响,但仍需结合原位试验在更大尺度上评估植物化感抑藻物质的生态安全性.     

8种典型PhACs在水中的赋存、生态风险及其对大型溞的影响

检测了8种典型的药物活性化合物(PhACs)在污水处理厂尾水受纳河流中的赋存情况.结果显示8种PhACs夏、冬两季总浓度范围分别为27.6～226.4 ng·L^-1和56.6～368.8 ng·L^-1,其中咖啡因的浓度最高(16.2～125.8 ng·L^-1),其次是罗红霉素(3.3～89.2 ng·L^-1)和布洛芬(3.6～59.2 ng·L^-1). 8种PhACs对绿藻、溞类和鱼类的总体生态风险(MRQ)在夏、冬两季分别为1.51、 0.08、 5.68和8.34、 0.22、 6.45,其中酮康唑、红霉素和布洛芬对藻类、溞类和鱼类MRQ的贡献率分别达到了49%、 85%和92%以上.从敏感物种来看,冬季绿藻对PhACs最为敏感,夏季鱼类对PhACs最为敏感.环境浓度下PhACs对大型溞21 d混合暴露实验结果显示:混合PhACs能够显著干扰大型溞的生长、生殖情况,显著提升了大型溞生殖能力和游泳活性,降低了心脏和胸肢跳动频率.     

双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的毒性

采用静态生物急性试验的方法,研究了双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段的生长发育影响.结果表明,大型的幼接触不同浓度的双酚A和四溴双酚A,活动会受到抑制,甚至死亡,48 h的EC₅₀分别为8.91和0.69 mg·L^-1;对斑马鱼也有明显的毒性作用,其96 h的LC₅₀分别为9.06和1.78 mg·L^-1.根据化学物质对鱼类和类的毒性评价标准,这2个化合物都属于高毒物质.双酚A和四溴双酚A对斑马鱼生命早期阶段毒性影响的研究结果表明,对斑马鱼胚胎发育有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,斑马鱼胚胎72 h孵化畸形是双酚A的最敏感指标,EC₅₀为2.90 mg·L^-1,72 h未孵化是四溴双酚A的最敏感指标,EC₅₀为0.14 mg·L^-1.双酚A和四溴双酚A对鱼卵发育有显著影响,双酚A对鱼卵有致畸作用,四溴双酚A抑制了鱼卵孵化.     

四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的急性和慢性毒性

为了明确四溴双酚A和三溴苯酚两种溴系阻燃剂对水生生物的生态危害,测定对比了四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的急性毒性(48h-LC50,48 h半数致死浓度)和慢性毒性(包括21 d繁殖量、内禀增长率、净生殖率毒性影响的EC5(5%效应浓度)或NOEC(最高无效应浓度)等),在此基础上采用评估因子法外推四溴双酚A和三溴苯酚的预测无效应浓度(PNEC).毒性测试结果表明,四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞21 d敏感繁殖毒性终点EC5(内禀增长率、净生殖率)均比48 h急性毒性LC50低2个数量级,且低于其对繁殖量毒性影响的NOEC.危害评估结果显示,三溴苯酚和四溴双酚A基于慢性毒性的PNEC低于基于急性毒性的PNEC.以繁殖量、内禀增长率和净生殖率毒性危害的EC5值作为大型溞繁殖毒性指标可能比NOEC更能敏感地表征化学品对溞类的危害,四溴双酚A和三溴苯酚对大型溞的慢性繁殖毒性作用相比急性毒性作用更应引起关注,采用以慢性毒性数据为基础的危害评估结果可以较好地保护物种的安全.     

铜和异噻唑啉酮类化合物对大型溞的联合毒性研究

异噻唑啉酮类化合物在杀菌、海洋防污等领域的广泛使用和长期排放,对非靶标生物造成了极大的风险 .铜是海洋防污中应用最为广泛的无机活性物质和杀菌灭藻剂中常用的稳定剂 . 因此,研究铜和异噻唑啉酮类化合物的联合毒性效应有着重要的生态意义 . 本研究测定了CuCl₂、甲基异噻唑啉酮(MIT)和 1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)对大型溞(Daphnia Magna)的一元、二元急性毒性,以毒性单位(TU)和混合毒性指数(MTI)评价混合物的作用类型 .选取浓度加和(Concentration Addition,CA)模型与独立作用(Independent Action,IA)模型为参考并结合三维偏差响应面分析混合物毒性相互作用与浓度变化的规律 . 结果表明,CuCl₂、MIT 和 BIT 对大型溞的 48 h-EC₅₀分别为 0.84、1.06 和 3.90 mg·L^-1.CuCl₂-MIT 和 CuCl₂-BIT 混合体系在等毒性比例下的毒性作用符合 IA ...     

Sunlight-driven reduction of silver ion to silver nanoparticle by organic matter mitigates the acute toxicity of silver to Daphnia magna

Due to the unique antibacterial activities, silver nanoparticles (AgNPs) have been extensively used in commercial products. Anthropogenic activities have released considerable AgNPs as well as highly toxic silver ion (Ag⁺) into the aquatic environment. Our recent study revealed that ubiquitous natural organic matter (NOM) could reduce Ag⁺ to AgNP under natural sunlight. However, the toxic effect of this process is not well understood. In this work, we prepared mixture solution of Ag⁺ and AgNPs with varied Ag⁺% through the sunlight-driven reduction of Ag⁺ by NOM and investigated the acute toxicity of the solutions on Daphnia magna. Formation of AgNPs was demonstrated and characterized by comprehensive techniques and the fraction of unconverted Ag⁺ was determined by ultrafiltration-inductively coupled plasma mass spectrometry determination. The formation of AgNPs enhanced significantly with the increasing of solution pH and cumulative photosynthetically active radiation of sunlight. The toxicity of the resulting solution was further investigated by using freshwater crustacean D. magna as a model and an 8 hr-median lethal concentration (LC₅₀) demonstrated that the reduction of Ag⁺ by NOM to AgNPs significantly mitigated the acute toxicity of silver. These results highlight the importance of sunlight and NOM in the fate, transformation and toxicity of Ag⁺ and AgNPs, and further indicate that the acute toxicity of AgNPs should be mainly ascribed to the dissolved Ag⁺ from AgNPs.