铜抑制单细胞绿藻生长的毒性效应

 用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法,根据实验结果采用机率单位法进行数据处理,分别得出铜抑制蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa),斜生栅藻(Scenedesmus obliquus),月形藻(Closterium lunula)生长的96h半效应浓度(96h-EC50)分别为67,51,202(g/L,并对各剂量反应方程进行X2检验,结果表明均符合精度要求,计算出的96h-EC50真实可靠.研究结果表明, 斜生栅藻对铜最敏感,而月形藻对铜有很强的抵抗能力.这3种藻类对铜敏感度由大到小的顺序为斜生栅藻、蛋白核小球藻、月形藻.不同藻种细胞的大小不同和藻细胞壁表面的含硫基团不同是导致藻类对铜敏感性不同的主要原因.     

黄连根茎浸提物对绿藻的毒理作用

黄连根茎和制剂具有抗菌等作用,广泛用于水产养殖,所造成水生态风险需要评估.试验设置总生物碱为0(CK),0.088(T1)、0.44(T2)和1.76 mg·L-1(T3)的黄连根茎浸提液(CRE)4种处理,研究了对斜生栅藻和蛋白核小球藻的毒理作用.结果表明,T1抑制绿藻生长,T2和T3使绿藻生长和繁殖停止;它们均显著降低绿藻叶绿素和蛋白质含量,说明CRE抑制光合作用和蛋白质合成是绿藻生长繁殖速率降低和死亡的直接原因.CRE使氢离子和胞内物质外流,导致藻液p H值显著降低和电导率提高.在T1和T2处理中,绿藻细胞SOD活性先升后降;在T3处理中,SOD活性显著降低.说明在CRE暴露初期,低中浓度的CRE诱导绿藻细胞产生抗性,随暴露时间增长或直接暴露在高浓度的CRE下,抗氧化酶系统被破坏.同样,随着CRE浓度增大,丙二醛含量增加,意味着绿藻细胞膜结构破坏,透性增加.CRE总体上对蛋白核小球藻的危害作用大于斜生栅藻.在水产养殖中,滥用黄连根茎或制剂,以及大规模集约化种植黄连对水体初级生产力具有潜在的生态风险.     

杀虫剂单甲脒对绿藻的毒性研究

研究了杀虫剂单甲脒对斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)和蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoi-dosa)的短期和长期毒性。用细胞密度计算出的48hEC50分别为1.42和1.41mg/L,96hEC50分别为1.67和1.62mg/L长期毒性试验结果表明,经试验初期的抑制后,杀虫剂单甲脒能促进藻类繁衍。     

不同pH下对硝基酚(p-NP)对小球藻和斜生栅藻的毒性

为研究水体中典型有机污染物的环境基准,考虑环境因子对污染物生物效应的影响,选取生长速率(μ),无可观察效应浓度(NOEC),最低可观察效应浓度(LOEC)和半抑制浓度(EC₅₀)为指标,研究了不同pH(7,8和9)对小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的生长以及对对硝基酚(p-NP)毒性的影响. 结果表明:pH为7～9时,小球藻和斜生栅藻均可正常生长,但各自最适生长的pH不同,小球藻的最适生长pH为8,而斜生栅藻的最适生长pH为9. p-NP对小球藻和斜生栅藻的毒性均随pH的增大而降低,pH为9时毒性最小,但p-NP对斜生栅藻的毒性比对小球藻的大,即斜生栅藻对p-NP要比小球藻更敏感. 因此,在研究p-NP的水生态基准时,应该考虑pH的影响.      

光照度对水柱中斜生栅藻生长的影响

为探索在湖库中呈不均匀分布的光照度对藻类生长的影响,在水柱中研究了不同入射光照度和斜生栅藻生物量动态变化之间的关系。结果显示,在稀释率为10%的连续流条件下,当入射光照度低于10000lux,即可获得平均光照度低于2000lux时,斜生栅藻出现负增殖,而在摇瓶试验中,在入射光照度为500lux时,斜生栅藻就表现出正增殖。研究发现采用可获得平均光照度这一指标以更好地描述水柱中藻类可获得光资源量的实际状况,可获得平均光照度和斜生栅藻的稳态生物量之间呈极显著的正相关关系。此外,水体中pH值和磷酸盐浓度的变化也从侧面反映了光照度对藻类生物量的影响。     

CO2/pH对三种藻生长及光合作用的影响

研究了在不同pH值和不同溶解性无机碳(DIC)浓度下太湖中惠氏微囊藻、四尾栅藻和菱形藻的生长和光合作用特征.研究表明, CO2/pH对3种藻的影响明显不同.惠氏微囊藻生长的最适pH值为8.0～9.0,pH7.0～9.0时具有较高的光合作用速率;四尾栅藻在偏酸性和偏碱性环境水体中均能较好生长,在本实验的pH值范围内均具有较高的光合作用速率;四尾栅藻在偏酸性和偏碱性环境水体中均能较好生长,在本实验的pH值范围内都具有较高的光合作用速率;菱形藻生长的最适pH值为7.0左右,在此pH值下光合作用速率也最高.惠氏微囊藻的K0.5(DIC)略小于四尾栅藻和菱形藻,表明对外源无机碳的亲合力要略大于四尾栅藻和菱形藻;但当DIC浓度达到饱和时,惠氏微囊藻和四尾栅藻的最大光合作用速率要远大于菱形藻.     

Rac-及S-异丙甲草胺对2种微藻毒性特征影响研究

应用急性毒性试验方法,在对映体水平上研究了除草剂Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和普通核小球藻(Chlorella vulgaris)的急性毒性特征及腐殖酸对除草剂毒性的影响.结果表明,Rac-及S-异丙甲草胺的急性毒性与浓度及暴露时间呈正相关,Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞的急性毒性存在立体选择性差异.Rac-异丙甲草胺对普通核小球藻和斜生栅藻的EC50,96 h分别是S-异丙甲草胺的2.25和1.81倍,S-异丙甲草胺对微藻细胞的生态毒性较大,而斜生栅藻对Rac-及S-异丙甲草胺的敏感性更强,且Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻和普通核小球藻的急性毒性存在一定的线性相关性.腐殖酸的加入能够改变Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞生态毒性,对S-异丙甲草胺的生态毒性的影响更为明显(P<0.05).     

纳米氧化硅对3种绿藻的毒性效应

通过配制不同浓度(0、60、120、180、240、300 mg/L)纳米氧化硅(nSiO2)悬浊液,对3种绿藻四尾栅藻Scenedesmus quadricauda、普通小球藻Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricornutum进行连续胁迫10 d的毒性试验,测定nSiO2对3种绿藻蛋白质、脂质过氧化物丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响。结果表明:(1)nSiO2胁迫对3种绿藻的生长均有一定抑制作用,在同一时间段内具有剂量效应;(2)nSiO2胁迫对3种绿藻的毒性效应表现在蛋白质减少,MDA升高,抗氧化性降低。     

庆大霉素对斜生栅藻生长与光合活性的影响

抗生素滥用已成为广受关注的环境问题,为考察抗生素对藻类的毒性效应,作者采用叶绿素荧光技术,检测不同浓度庆大霉素处理下培养72 h斜生栅藻的生长及光合活性。结果表明:随着庆大霉素浓度增加,单位细胞的叶绿素a含量减少,光合系统Ⅱ(PSⅡ)活性显著降低,PSⅡ中Q_A、Q_B和质体醌之间的电子传递受到阻遏,光合能量分配失衡,这导致藻细胞生长被抑制。另一方面,斜生栅藻通过改变光合能量分配策略来保障逆境下生长代谢所需光能的正常供应,从而缓解庆大霉素胁迫,增强自身耐受能力,确保细胞的存活。由此可见,水环境中日益增加的抗生素含量将显著改变藻类的生长增殖特性,并可能引发其他连锁反应,值得引起重视和关注。     

氟喹诺酮类抗生素对淡水微藻的毒性效应研究

工农业生产及人类生活使用了大量抗生素及其衍生品,抗生素的大量使用造成严重的环境污染。该研究选取在水环境中检测频率较高、生态风险较大的氧氟沙星（OFL）、环丙沙星（CIP）以及诺氟沙星（NOR）等代表性氟喹诺酮类抗生素为研究对象,以典型原核微藻铜绿微囊藻以及真核藻类斜生栅藻作为受试生物,通过藻细胞密度、叶绿素a以及抗氧化应激水平的变化综合分析喹诺酮类抗生素对铜绿微囊藻和斜生栅藻的潜在毒性效应及作用机理。结果表明,典型氟喹诺酮类抗生素暴露会显著抑制铜绿微囊藻的生长,各抗生素处理组藻密度下降1～2个数量级,抑制率高达99.37%,同时叶绿素a浓度急剧下降直至低出检测限。氟喹诺酮类抗生素可引发藻细胞产生大量活性氧自由基（ROS）,进而引起脂质过氧化。铜绿微囊藻经暴露后,超氧化物歧化酶（SOD）与对照组相比有着十分显著的升高,丙二醛（MDA）与对照组相较有着显著的降低（P≤0.01）。而氟喹诺酮类抗生素暴露对斜生栅藻则起到促进作用,藻密度随着环丙沙星浓度的升高而增加。处理组SOD的波动水平与对照组差异不显著,但处理组MDA的含量变化与对照组差异显著升高（P≤0.05）,斜生栅藻虽受到一定氧化损伤...     

改进的PVA-硫酸盐法固定蛋白核小球藻除磷研究

首次报道采用改进后的PVA-硫酸盐固定化方法,包埋固定蛋白核小球藻.该方法克服了现有的几种PVA固定化包埋过程的缺点.其操作过程简单,形成的凝胶小球不黏连,透光性好,对生物毒性小,机械强度高.经固定的蛋白核小球藻在光照条件下对磷的去除率达95%,3个周期后,磷去除率仍可达到75%以上,凝胶小球强度没有明显降低.实验证明,光照是影响固定化蛋白核小球藻除磷的主要因素,光暗比12:12与24h全光照的两组对磷的最高去除率没有明显差别,但光暗比12:12的一组去除率有波动.透射电镜观察结果表明,PVA与细胞壁紧密粘贴,蛋白核小球藻生长没有停止.     

固定化微藻流化床反应器去除低碳污水中氨氮的潜力

以固定化微藻颗粒为原料,通过搭建流化床反应器强化微藻对氨氮（NH₄⁺-N）的去除,设计了藻种、污水上升流速、光周期和光照强度四组单一变量实验,系统地研究了不同条件下微藻去除NH₄⁺-N的能力.结果表明,当以固定化斜生栅藻为原料、污水上升流速为6.8m/h、光周期为8:16h和光照强度为4800Lux时,NH₄⁺-N去除效果最优（96.7%）.在最优操作条件下,探究了COD为200mg/L时微藻去除NH₄⁺-N的潜力,结果表明,当NH₄⁺-N初始浓度不高于50mg/L时,NH₄⁺-N去除率高于95%.本实验建立了一套半连续微藻流化床实验方法,该方法显著减弱了微藻在生物同化过程中对有机碳源的依赖性,为低COD条件下微藻生物脱氮工艺的设计提供了技术参考和理论基础.     

1,4-二氯苯对蛋白核小球藻的毒性效应

研究不同质量浓度的1,4-二氯苯(1,4-DCB)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生长状况、蛋白质含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性(SOD酶活性)和脂质过氧化丙二醛(MDA)含量的影响,检测1,4-DCB对海洋微藻的毒性效应及其毒性机理.结果表明:1,4-DCB对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用,该效应表现出一定的浓度和时间依赖性;1,4-DCB处理4 d后,蛋白核小球藻细胞蛋白质含量和叶绿素含量下降,SOD酶活性降低,MDA含量升高,这表明1,4-DCB通过产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤可能是1,4-DCB对蛋白核小球藻产生毒害效应的主要机制,受有机物污染后藻类作为饵料的价值降低.      

不同扰动条件下微囊藻和栅藻竞争能力的比较

以扰动为主要限制因子,研究铜绿微囊藻和栅藻在纯培养和共培养情况下的生长状况,探讨了竞争和种群增长率之间的关系,以判断藻类竞争的结果。结果表明:适宜的扰动有利于微囊藻的增长和聚集,较大强度的扰动则抑制微囊藻的生长。在共培养体系中,铜绿微囊藻有更强的竞争能力和抑制其它生物生长的能力,获得最大生物量和远大于栅藻的增长率。     

酮类化合物对斜生栅藻的联合毒性研究

以国际标准生物指示物斜生栅列藻为实验生物,采用相加指数法,在单一毒性基础上进行1∶1的浓度配比实验,研究了丙酮与15种酮类化合物的联合毒性.结果表明:丙酮和环己酮、环戊酮、3-戊酮、苯丁酮、4-硝苯乙酮、间硝基苯乙酮、硝基苯乙酮表现为协同作用,丙酮和乙酰乙酮、丁酮、2,3-丁二酮、苯乙酮、间氨基苯乙酮、2-辛酮、2-癸酮、4-氨基苯乙酮表现为拮抗作用.     

硝基芳烃对斜生栅列藻的毒性与结构相关性研究

采用量子化学ＭＮＤＯ法计算了１８种硝基芳烃化合物的分子量低空轨道能（ＥＬＵＭＯ）,了高占有轨道能（ＥＨＯＭＯ）,生成热之差△（△Ｈｆ）,偶极矩μ及净电荷ＱＮＯ２。用这５种量化参数对斜生栅列藻的急性毒性值进行定量构效关系（ＱＳＡＲ）研究,得到如下３参数方程：－ｌｏｇＥＣ５０＝２．９２－０．０７７△（△Ｈｆ）＋０．０８μ＋０．２８ＥＨＯＭＯ〈ｎ＝１８,ｒ＝０．９６１,Ｓ＝－０．１７３。应用所得方程计算