高效液相色谱-串联质谱法测定鲫鱼中的微囊藻毒素

有害藻类水华的频繁发生已成为国内外普遍关注的环境问题. 据2004年资料,已从不同藻株中分离、鉴定了70多种微囊藻毒素. 在已发现的蓝藻毒素中,微囊藻毒(Microcystins,MCs)是一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、造成危害最严重的藻毒素种类.     

微囊藻毒素对微生物的生态毒理学效应研究进展

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的环状肽类化合物,是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,也是蓝藻水华污染过程中产量最大、危害最严重的藻毒素种类.论文根据微囊藻毒素对微生物(包括微型浮游植物、细菌、真菌)生态毒理学效应最新的研究进展,简要综述了微囊藻毒素的产生、理化性质以及对微生物的毒性效应,并对此研究领域进行了展望.     

藻毒素在传统净水工艺中的去除特性

通过模拟试验及水厂实测数据，考察了传统制水工艺对微囊藻毒素的去除规律，结果表明：富营养化原水预氮化会导致藻细胞内的毒素释于水中，混凝沉淀通过去除藻类而去除细胞内藻毒素，但对细胞外的溶解性藻毒素无去除作用，过滤与氯消毒可去除部分细胞外藻毒素，对细胞内藻毒素的去除作用较弱，传统制水工艺不能保证出水藻毒素达标，必须采取预处理和深度处理措施。     

微囊藻毒素的环境暴露、毒性和毒性作用机制研究进展

微囊藻毒素(MCs)是富营养化淡水水体中蓝藻的爆发性繁殖产生的最常见的藻毒素,因其分布广、结构稳定、毒性大引起了科学界的广泛关注。本文系统梳理了微囊藻毒素在我国水体中的污染现状和典型毒性效应及毒性作用机制。另外,针对目前藻毒素研究的不足提出了建议,可为有效降低环境中微囊藻毒素的潜在安全风险及深入研究其生态毒性效应提供支持。     

蓝藻水华优势藻高效防控铜制剂的筛选

在对比络合铜、有机铜和无机铜3类5种典型铜制剂对蓝藻水华优势藻--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和2种非靶标藻种--普通小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的96 h生长抑制效果的基础上,进一步开展了3类铜制剂抑制铜绿微囊藻生长的15 d延长效应研究.试验结果表明,质量分数为25%的络氨铜水剂、30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂和20%乙酸铜可湿性粉剂对蓝藻水华优势种有较好的生长抑制效果,其对初始密度为2×105～4×105mL-1铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度(以下均以有效成分的质量计)分别为0.03、0.06和0.05 mg·L-1,且初始藻密度对抑藻效果并无明显影响.试验质量浓度为0.25 mg·L-1的25%络氨铜水剂、0.30 mg·L-1的30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂或0.20 mg·L-1的20%乙酸铜可湿性粉剂均能抑制铜绿微囊藻增长,且在0～15 d内都不会出现藻细胞再次复苏和增长.此外,由于铜制剂对铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度远低于其对普通小球藻和斜生栅藻的96 h半抑制浓度,因此可在有效控制靶标藻种的同时不对非靶标藻种的生长造成严重威胁.络氨铜、琥胶肥酸铜、乙酸铜有望被开发成为高效、绿色的蓝藻水华控制剂.     

两座高原水库蓝藻群落结构与微囊藻毒素的分布对比研究

为了了解贵州高原水库蓝藻群落组成特征和微囊藻毒素分布,于2009年10月对贵州高原2座水库——万峰湖和百花湖采样调查。结果表明：万峰湖以蓝藻为主要优势藻,蓝藻中的拟柱孢藻（Cylindrospermopsis sp.）占绝对优势,浮游植物丰度在13.05×104～55.80×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值占到了总量的82.55%,6个采样点中有3个（大坝、野鸭滩和革布）检出了微囊藻毒素MC-RR,且有1个点（革布）质量浓度超标,另外3个点（坝艾、坝达章和九里堡）未检出;百花湖以蓝藻、绿藻和硅藻共同构成优势藻,蓝藻中的假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）是主要优势藻,浮游植物丰度在6.16×104～65.00×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值在总体中所占比例为33.25%,3个采样点（大坝、岩脚寨和码头）均未检出微囊藻毒素。形成2个高原水库蓝藻群落结构和微囊藻毒素分布差异的原因可能是：2个水库中氮、磷营养盐水平不同引起浮游植物群落组成不同,进而导致了微囊藻毒素的分布出现差异。     

两座高原水库蓝藻群落结构与微囊藻毒素的分布对比研究

为了了解贵州高原水库蓝藻群落组成特征和微囊藻毒素分布,于2009年10月对贵州高原2座水库——万峰湖和百花湖采样调查。结果表明:万峰湖以蓝藻为主要优势藻,蓝藻中的拟柱孢藻(Cylindrospermopsis sp.)占绝对优势,浮游植物丰度在13.05×104～55.80×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值占到了总量的82.55%,6个采样点中有3个(大坝、野鸭滩和革布)检出了微囊藻毒素MC-RR,且有1个点(革布)质量浓度超标,另外3个点(坝艾、坝达章和九里堡)未检出;百花湖以蓝藻、绿藻和硅藻共同构成优势藻,蓝藻中的假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)是主要优势藻,浮游植物丰度在6.16×104～65.00×104 cells.L-1之间,蓝藻的丰度值在总体中所占比例为33.25%,3个采样点(大坝、岩脚寨和码头)均未检出微囊藻毒素。形成2个高原水库蓝藻群落结构和微囊藻毒素分布差异的原因可能是:2个水库中氮、磷营养盐水平不同引起浮游植物群落组成不同,进而导致了微囊藻毒素的分布出现差异。     

基于psbA基因的噬藻体遗传多样性研究进展

噬藻体作为一类感染蓝藻的特异性病毒,广泛分布于不同水生态系统中。随着水体富营养化的加剧,蓝藻水华频繁爆发,具有潜在控藻能力的生物因子——噬藻体的研究备受关注。目前对于噬藻体的研究主要集中在其分离纯化及生物学特性等,因缺乏广泛通用的分子标记致使其遗传多样性研究受限。以编码光合作用反应中心D1蛋白的psb A基因为靶基因,综述了海洋、淡水环境中噬藻体psb A基因遗传多样性的最新研究进展,分析了噬藻体在不同自然环境中的分布及差异,同时也提出了噬藻体多样性研究中存在的一些问题。     

具有微囊藻毒素清除能力的乳酸菌的分离筛选及其影响因素

微囊藻毒素是由蓝藻产生的环状多肽物质,可引发人类肝中毒等健康问题,因此微囊藻毒素的清除对食品安全和环境保护有着深远的意义.本研究从泡菜、腊肠等传统发酵食品中分离筛选获得33株乳酸菌,通过对其微囊藻毒素清除能力的测定,获得一株具有高效微囊藻毒素清除能力的乳酸菌菌株干酪乳杆菌BBE10-212.实验发现菌体浓度、藻毒素浓度、菌体活性等因素对实验菌株清除藻毒素的效能具有显著影响,此外,外源添加5%的葡萄糖可使藻毒素清除率提高至52%,远高于未添加时的19%.而外源添加替代藻毒素的微生物发酵氮源以及作为部分代谢关键酶辅酶的金属离子则会抑制菌体对藻毒素的清除效率.研究结果为深入分析实验菌株清除微囊藻毒素的作用机制,实现微囊藻毒素的生物干预策略,并基于对菌株的代谢调控促进微囊藻毒素的高效降解提供了数据和资料.     

焦酚对共培养铜绿微囊藻和雨生红球藻影响的初步研究

以单株藻为对象的纯培养抑藻测试体系被广泛用于化感抑藻活性物质筛选和作用机理研究,但自然水体中藻类常常相伴而生并相互作用,共存藻类对化感物质抑藻效果的影尚不清楚。为探讨藻类共存状态下对化感物质的响应,选择沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的典型化感抑藻物质焦酚,以有害蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和经济绿藻雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)为受试藻,同时设置混合共培养体系和纯培养体系,比较焦酚对不同培养体系中两株藻的影响。结果显示,纯培养和共培养体系中,焦酚对铜绿微囊藻细胞增长的抑制率分别为96.82%和93.18%,而对雨生红球藻细胞增长的抑制率显著降低,分别为29.39%和45.40%。焦酚处理的纯培养和共培养体系中铜绿微囊藻胞外藻毒素质量浓度分别为3.23、2.00μg·L~(-1),雨生红球藻单个细胞内虾青素质量浓度分别为0.82、1.21 pg·cell-1。与纯培养相比,共培养体系中焦酚对铜绿微囊藻生长的抑制作用减弱,微囊藻毒素释放量显著降低(P0.05),而对雨生红球藻生长的抑制作用增强(P0.05),单个细胞内虾青素积累量最大(P0.05),表明两者共存减弱了焦酚对铜绿微囊藻的抑制效应,却增强了焦酚对雨生红球藻的影响。这些结果初步说明共存藻类会影响化感物质对目标藻株的抑制效应,在后续化感抑藻作用研究中,充分考虑藻类所处生物和非生物环境,将有助于深入揭示水生植物化感抑藻作用生态机制,明确化感作用和化感物质的生态学价值。     

枯水期鄱阳湖及其滨湖水体氮磷等污染物分布与藻华风险研究

在以往研究重点关注鄱阳湖主湖区水生态环境基础上,在枯水期对鄱阳湖及其滨湖水体等鄱阳湖邻近污染汇湖网络进行了氮磷等主要营养物质及浮游植物调查,并从全局角度对结果进行了主成分分析评价和藻华成因Pearson相关分析,为系统全面评估鄱阳湖整体水环境污染状况及藻华风险预警提供科学依据。得出主要结论如下:枯水期鄱阳湖及周边水体的营养盐浓度普遍偏高,如藻华关键指标因子总磷主湖区平均达到0.22 mg·L-1,"五河"平均为0.12 mg·L-1,鄱阳湖主湖区营养盐浓度如总氮和总磷总体呈现南高北低分布,如总磷南部平均0.29 mg·L-1,北部0.14 mg·L-1,可能主要受南部受污染较重的入湖支流赣江和饶河污染输入影响。主成分分析结果表明,枯水期湖泊型水体水质主要受总磷、总氮、温度及p H影响,上述指标值越高,主成分分析的水质评价结果越差;河流型水体则主要受总氮、氨氮、温度、p H和透明度影响。滨湖湖泊中柘林湖水质良好,对修河和鄱阳湖水质起较好的促进作用,入湖河流的中小河流如博阳河水质较"五河"水质好,"五河"中赣江和饶河污染尤为严重。枯水期鄱阳湖和艾溪湖均发生了蓝藻水华,微囊藻是鄱阳湖蓝藻水华的绝对优势种。对鄱阳湖蓝藻水华区水体毒素分析表明,其水体溶解性微囊藻毒素浓度达到了1.60μg·L-1,其中MC-RR占蓝藻毒素总量的92.6%,MC-LR占5.2%,MC-YR占0.8%,其它类型毒素异构体约占1.4%,总体毒害风险尚不高。对数据进行相关分析表明,秋季高温气候、湖区高浓度的氮和有机物污染可能是该区域湖泊藻类增殖和水华暴发的主要成因。     

水生植物滤床去除富营养化湖泊水中微囊藻毒素的研究

水生植物滤床(HFB)是一种用于净化富营养化水体的新型无基质型人工湿地系统。为考察HFB系统对水体中微囊藻毒素的处理效果,在太湖湖滨进行了中试研究。结果表明,在7—9月份,总藻毒素去除率在36.5%~75.8%之间,平均去除率为59.4%;胞外藻毒素平均去除率为50.0%;胞内藻毒素平均去除率为63.9%。不同植物组合型式的HFB系统对总藻毒素去除效果无显著差异。在水力负荷1.0~6.0m3/(m2·d)范围内,HFB系统去除藻毒素效果也无显著差异。系统对藻毒素的去除效果与富营养化指标(叶绿素-a、CODMn、TP)的处理效果成直线正相关性,藻毒素可作为一辅助指标从健康效应角度来反映富营养化水体水质改善情况。HFB系统在水源地藻毒素污染控制方面具有应用价值。     

太湖蓝藻的时空变化规律及治理方法

利用2009─2012年丰水期和平水期的生物调查获取的环境和生物数据,研究太湖蓝藻的时空分布规律,分析蓝藻分布与其他物理、化学和生物因子（如温度、酸碱性、有机物和营养盐含量、浮游植物与浮游动物密度等）的相关关系。结果表明：太湖水质基本上超出V类地表水指标,主要的超标因子是总氮。总氮在丰水期和平水期的质量浓度分别为3.05 mg·L-1和1.65 mg·L-1,总氮在丰水期质量浓度降低的主要原因可能是丰水期蓝藻迅速生长,吸收了大量的营养盐。蓝藻仍是太湖浮游植物的优势种。2009─2012年太湖蓝藻的密度随年份无明显变化,但随季节和区域存在显著差异：丰水期蓝藻密度均值为4.87×10^7cell·L-1,明显高于平水期蓝藻密度（1.51×10^6 cell·L-1）;太湖东部采样点蓝藻密度明显低于其他湖区。影响蓝藻的非生物因素包括温度、酸碱度和营养盐,高温、偏碱性和高营养盐含量都会增加蓝藻的密度。蓝藻与其他浮游植物和大型水生植物之间存在竞争关系,蓝藻密度增加促进了枝角类的生长。推荐利用机械打捞和大型水生植物修复方法,因为这2种方法可在降低蓝藻密度的同时去除水体中的有机物和营养盐,可以从根本上降低太湖蓝藻水华的风险。增加其他藻类和枝角类控制蓝藻水华方法可行性较差：1）蓝藻暴发时期其它藻类对能量和营养的竞争能力弱于蓝藻,难以抑制蓝藻的生长;2）在太湖中增加枝角类可能降低现有蓝藻的密度,但建立完整的食物链体系降低富营养化程度,防范生物调控中可能存在的生态风险（如其他藻类水华等）较困难。     

基于分子对接的取代脲类除草剂对羊角月牙藻的毒性大于铜绿微囊藻的机理初探

本文以蓝藻水华优势藻种——铜绿微囊藻和典型绿藻——羊角月牙藻为受试生物,测定了4种取代脲类除草剂对两种藻的96 h急性毒性,并初步探讨了引起毒性差异的原因.结果显示,4种取代脲类除草剂对羊角月牙藻的毒性均大于铜绿微囊藻.分子对接的结果表明,取代脲类除草剂与羊角月牙藻的D1蛋白的结合能力大于铜绿微囊藻,这可能是导致羊角月牙藻对取代脲类除草剂更加敏感的原因.同时,分子对接揭示了氯离子可以增加取代脲类除草剂的疏水性,从而使化合物更易接近活性位点内部的疏水区域,更易与相应的氨基酸形成氢键.     

微囊藻和拟柱孢藻对亚热带大型枝角类拟同形溞(Daphnia similoides)生长与繁殖的影响

拟同形溞(Daphnia similoides)是我国南亚热带地区广泛分布的大型枝角类种类,为了解富营养化对其种群生存的影响,以分离驯化的拟同形溞为对象,通过喂食有毒铜绿微囊藻(Toxic Microcystis aeruginosa FACHB905)、无毒铜绿微囊藻(Non-toxic M.aeruginosa FACHB469)和拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii N8),探讨不同蓝藻构成的食物对拟同形溞生长和繁殖的影响.3株蓝藻分别与小球藻(Chlorella pyrenoidosa,CP)的生物量按4:0、3:1、2:2、1:3配比,以致蓝藻在食物中的比例分别记为100%、75%、50%、25%,总有机碳浓度控制为1 mg/L.结果显示,相对于单独喂食小球藻,含3株蓝藻的混合食物均显著抑制拟同形溞的生长和繁殖,表现为拟同形溞的体长增长率、最大体长、净生殖率和内禀增长率均下降,且下降趋势与蓝藻浓度呈显著正相关(P<0.05).相同浓度下,喂食拟柱孢藻的溞体的存活率、累计产幼量、净生殖率、内禀增长率均高于两株微囊藻.在3株蓝藻浓度均为100%时,喂食拟柱孢藻的溞体寿命、最大体长、累计产幼数分别为19 d、1.68 mm、2,均高于喂食有毒微囊藻藻的5.8 d、1.20 mm、0和无毒微囊藻的5.8 d、1.19 mm、0.本研究表明,水体中存在铜绿微囊藻和拟柱孢藻会影响拟同形溞的生长繁殖,且微囊藻对拟同形溞生长繁殖的抑制作用大于拟柱孢藻.     

固相萃取-高效液相色谱法同时测定地表水中9种微囊藻毒素

随着环境污染和富营养化程度加剧,淡水流域中有害藻类水华尤其是蓝藻水华频繁发生.蓝藻水华会产生一系列的毒素,其中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的是微囊藻毒素(microcystin,MC).现已鉴定了80多种不同结构的MC.目前对MC常用的检测方法有生物检测法和仪器分析法.生物检测法在MC的检测中广泛使用[1],但该类方法专属性不强,无法识别MC个体,同时容易出现假阳性.因此利用液相色谱或者液质联用技术的仪器分析法已逐渐成为实验室主流方法.液质联用技术灵敏度高,选择性好,能同时分析多种MC[2],但是仪器价格昂贵,不易普及和推广.液相     

微囊藻毒素在土壤中的环境行为及污染风险

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是富营养化水体中发生蓝藻水华时所产生的一类肝毒素,在环境中大量出现时将对生态系统带来冲击并可通过食物链进入人体进而危害人类健康.关于微囊藻毒素的环境行为和污染风险近年来已成为研究热点.论文基于地表物质循环原理,分析了水体中微囊藻毒素经土壤进入人体的途径,指出了土壤在微囊藻毒素迁移转化链条中的位置,概述了微囊藻毒素在土壤中的环境化学行为、农作物的吸收特性及其生态毒理效应等方面的研究进展,提出了在微囊藻毒素迁移转化过程中土壤的净化和传递两大功能,并在此基础上展望了今后的研究方向.     

溶藻细菌胶囊与植物共生系统的建立及其对Microcystis aeruginosa的控制

当前,蓝藻水华时常爆发,其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是我国蓝藻水华的典型代表.微生物控藻技术具有高效、生态安全性好、原位修复等特点,近年来已经成为治理蓝藻水华的主要手段.本文通过搭建芦苇湿地试验装置,模拟太湖近岸水域原生环境,以水生植物控藻与溶藻细菌胶囊强化相结合的方式对Microcystis aeruginosa进行生态学-微生物操控试验.从藻胆蛋白、抗氧化系统、膜脂值活性等方面的研究来探究控藻系统的溶藻机制,并通过高通量技术与主成分分析来探索溶藻细菌与藻之间的群落动态关系.试验结果表明,原位藻类控制系统效率高,14 d溶藻率为(88.74%±1.10%),其中溶藻细菌胶囊占主导地位,植物修复为辅.通过对藻胆蛋白的破坏和藻类抗氧化系统的摧毁来导致藻类膜结构的受损,胞内物质流出而死亡.利用高通量技术发现,溶藻细菌胶囊所包埋的菌株Bacillus sp.HL在微生物体系中成为优势菌种.主成分分析结果表明高效原位控藻体系促进了藻体内ROS水平,增强了藻的Zeta电位和抗氧化酶活性,从而抑制了Microcystis aeruginosa的生长.     

星肋小环藻、滇池铜绿微囊藻的春化作用

为认知星肋小环藻（硅藻）春季活动、滇池铜绿微囊藻（蓝藻）春夏大规模暴发的活动规律,通过确定生长温区后进行变温实验,分析低温对2种实验藻的生长影响,其结果为：小环藻的生长温度为9.5～15.0℃,微囊藻生长温度为15.0～31.0℃,生长高温将抑制2种藻的生长;15.5℃以上、9.0℃以下时小环藻停止生长,31.0℃以上、15.0℃以下时微囊藻停止生长;在15.5～17.5℃停止生长后用7.0～9.0℃处理一天后放回生长温度培养,小环藻恢复生长,在31.0～33.0℃停止生长后用7.0～14.0℃处理一天后放回生长温度培养,微囊藻恢复生长,表明特定低温可使处于高温休眠的藻恢复生长,即低温具有解除高温休眠的作用;诱导低温7.5～9.5℃、10.0～14.0℃时,星肋小环藻、铜绿微囊藻的生长与低温诱导强度反相关,与诱导时间正相关;低温可解除高温休眠作用诱导藻生长,同样,高温也可解除藻的低温诱导作用。分析认为：星肋小环藻、铜绿微囊藻的低温诱导作用与植物春化作用一致,因此实验藻具有春化作用,其年活动规律为：经冬季低温诱导,处于休眠的实验藻春季恢复生长,夏季生长高温抑制铜绿微囊藻生长,秋季无诱导低温过程,铜绿微囊藻华可发生但不如春夏。     

水环境中藻毒素生态风险的物种敏感性分布评价

藻毒素对人体的健康风险已受普遍关注,然而其对水生态物种敏感性分布的影响尚不明朗。本研究采集已有实验数据,利用种间相关性分析(ICE)模型和物种敏感性分布评估(SSDs)方法,筛选了64个水生生物物种的71组急性毒性数据(EC50),构建水生生物对肝毒素(节球藻毒素、柱孢藻毒素)和神经毒素(类毒素、贝毒素)的SSD方程。在此基础上,计算不同暴露浓度下的潜在影响比例(PAF)以及保护95%物种基础上藻毒素对水生生物的生态风险阈值(HC5),比较不同类别生物对藻毒素的敏感性以及藻毒素对水生生物的生态风险。结果表明:(1)在95%物种保护保证率下,节球藻毒素、柱孢藻毒素、类毒素和贝毒素对全部物种的HC5值分别为74.96、205.39、194.39、0.3μg·L~(-1),贝毒素水生态风险最高,柱孢藻毒素最低。(2)柱孢藻毒素、类毒素对无脊椎动物的HC5值分别为122.93、95.19μg·L~(-1),低于全部物种的HC5值,无脊椎动物受柱孢藻毒素、类毒素影响较其他物种大。(3)物种潜在影响比例可明确表征敏感性,柱孢藻毒素、类毒素在各浓度暴露情景下对无脊椎动物的PAF值均高于脊椎动物,显示无脊椎动物的敏感性较高。