乙草胺对蛋白核小球藻的毒性效应研究

乙草胺是我国使用量最大的除草剂之一,在水体中广泛存在。已有研究证明,乙草胺对人类、老鼠和鱼类具有毒害效应,而关于其对浮游植物影响的研究较少。以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为模型,使用1～10 000μg·L~(-1)的乙草胺对其进行7 d的暴露实验,考察小球藻生长性能、叶绿素含量、光合作用产氧量以及光合作用相关基因(pbsA、rbcL和rbcS)表达的变化。结果表明,较低浓度的乙草胺可刺激蛋白核小球藻生长,而较高浓度乙草胺则会抑制其生长;并且乙草胺会通过影响小球藻叶绿素的含量而影响光合作用产氧量;小球藻光合作用相关基因pbsA、rbcL和rbcS表达大多显著上升,这可能是对乙草胺胁迫响应的反馈调节。研究表明,乙草胺会对蛋白核小球藻的生长及光合作用产生影响。     

乙草胺和莠去津对土壤微生物的影响及安全性评价

采用密闭法测定了乙草胺和莠去津对土壤微生物呼吸作用的影响,并对其使用的环境安全性进行了评价。结果表明,乙草胺和莠去津对土壤微生物基本无影响;它们对土壤微生物的安全性属于低毒级或无实际危害级农药。     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。     

呋喃丹、杀虫双对蚯蚓(Eisenia foetida)的单一和复合毒性

利用滤纸接触法对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)进行染毒,研究20℃时呋喃丹和杀虫双对蚯蚓的单一及复合急性毒性。试验发现,蚯蚓在这2种农药作用下表现出不同的中毒症状和死亡情况,杀虫双对蚯蚓的毒性大于呋喃丹,48h时杀虫双和呋喃丹的半致死量分别为17.19和54.06μg·cm-2。无论是杀虫双(15.73μg·cm-2)与0～62.90μg·cm-2范围内呋喃丹复合,还是呋喃丹(94.35μg·cm-2)与0～25.16μg·cm-2范围内杀虫双复合,蚯蚓均表现呋喃丹中毒症状;与单一农药相比,复合农药对蚯蚓的致死毒性有高有低,但复合农药剂量变化对蚯蚓死亡率变化的影响小于相应剂量下单一农药对蚯蚓死亡率变化的影响。     

污泥用作农肥处置及其环境影响

本文概述国内外污泥用作农肥处置的现状,全面分析了农田施用污泥产生的重金属积累,水处理凝聚剂及有害有机物的影响,过剩氮、磷的二次污染,恶臭及病原菌等问题,并提出相应的防治对策。加强管理,恰当处置,农田施用污泥是实现污泥资源化,解决污泥出路的好办法。     

四环素对微囊藻生长及光合作用的毒性效应机制

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究四环素胁迫下蓝藻的生长和光合作用的变化和响应,有助于揭示其作用机制。为探究四环素对微囊藻的毒性效应,对培养在0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L~(-1)共7个浓度下的微囊藻的细胞数、叶绿素a含量、微囊藻光合系统Ⅱ(PSⅡ)快速光响应曲线(RLCs)及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)进行了测定。结果表明,四环素处理7 d后,微囊藻的半致死浓度(LC_(50))为(0.571±0.036) mg·L~(-1)。随着四环素浓度的增加,微囊藻生长受到抑制,叶绿素含量减少,PSⅡ中单位反应中心失活。当四环素浓度高于0.5 mg·L~(-1)时,微囊藻Q_A~-到Q_B的电子传递被抑制,造成Q_A~-大量积累,影响PSⅡ的电子受体侧。然而,在低浓度四环素处理中,以吸收光能为基础的性能指数(PI_(ABS))、用于电子传递的量子产额(φ_(Eo))和最大光化学效率(φ_(Po))显著升高,用于热耗散的量子比率(φ_(Do))显著降低。这些结果表明,低浓度四环素处理时,微囊藻能通过自身调节改变PSⅡ中能量配置,改变电子传递速率,提高光合效率,从而应对低浓度四环素胁迫,而当四环素浓度较高时,微囊藻的光合作用显著降低,生长受到抑制。     

1,2,4-三氯苯对蚯蚓生长和表皮及肠道超微结构的影响

通过自然土壤法对蚯蚓进行1,2,4-TCB急性暴露实验,研究了不同剂量的1,2,4-TCB对蚯蚓存亡、生长和表皮及肠道粘膜上皮细胞超微结构的影响。结果表明:1,2,4-TCB对蚯蚓14d半致死浓度为890.295mg·L-1;暴露剂量和培养时间均对蚯蚓生长抑制率产生正相关显著影响,但交互作用不显著;暴露于50mg·kg-11,2,4-TCB时,蚯蚓表皮分泌细胞增多,角质层增厚或上角质层损伤,肠道粘膜上皮细胞凹陷形成一定的溃疡面或呈撕裂分散状,第14天时,上角质层和肠道粘膜上皮细胞损伤均有所恢复;当暴露浓度为400mg·kg-1时,蚯蚓的角质层明显增厚,表皮出现大量的分泌细胞,肠上皮组织呈一定程度的撕裂并少量脱落,第14天时角质层变薄,分泌细胞减少,上角质层破损加剧,肠上皮细胞撕裂严重并持续脱落。第14天电镜观察显示:暴露浓度为50mg·kg-1时,肠上皮细胞线粒体嵴不清晰或断裂,结构模糊;暴露浓度为400mg·L-1时,部分线粒体空泡化或内部有絮状沉淀,嵴变短甚至消失。     

菲、芘、1,2,4-三氯苯对蚯蚓的急性毒性效应

测定了草甸棕壤条件下 ,菲、芘和 1,2 ,4-三氯苯单一与复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应。结果表明 ,3种化学品的浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .87,r芘 =0 .85 ,r三氯苯 =0 .95 ) ,与蚯蚓亚致死效应的相关性稍低 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .75 ,r芘 =0 .72 ,r三氯苯 =0 .85 )。蚯蚓个体对 3种有机物毒性的耐受程度差别较大。引起蚯蚓死亡的毒性阈值浓度菲和 1,2 ,4-三氯苯均为 2 0mg·kg-1,芘为 2 0 0 0mg·kg-1;引起蚯蚓体重增长率下降的亚急性毒性阈值浓度分别为菲 2 0mg·kg-1、1,2 ,4-三氯苯 3 0 0mg·kg-1、芘 10 0 0mg·kg-1;LC10 0 分别为菲 10 0mg·kg-1,1,2 ,4-三氯苯 3 5 0mg·kg-1。由于芘的低水溶性和低毒性 ,无法计算LC10 0 。实验还表明 ,复合污染主要表现为协同和拮抗作用     

6种苯系物对球等鞭金藻和新月菱形藻的生长抑制

海洋环境中苯系物污染主要来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放。为探究苯系物对海洋微藻的毒性作用,选择球等鞭金藻和新月菱形藻作为受试生物,分别考察了苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯6种苯系物对2种海洋微藻生长的影响。结果表明,在0.25~64.0 mg·L-1暴露浓度下,6种苯系物对2种微藻生长具有显著的抑制作用,随着暴露浓度的升高,抑制作用明显增强。苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯对球等鞭金藻的24 h的半数效应浓度(24 h-EC50)分别为:17.07、12.88、7.58、0.55、0.36、0.27 mg·L-1;对新月菱形藻的24 h-EC50值分别为:1.03、0.68、0.46、0.40、0.42、0.38 mg·L-1。上述研究结果为确定苯系物海洋环境质量标准、保护海洋生态环境提供了基础数据。     

抗生素与三唑类杀菌剂混合物对羊角月牙藻的长期毒性相互作用研究

地表水中抗生素与农药的混合暴露及其潜在生态与健康风险受到广泛关注。然而,目前关于抗生素与农药混合毒性研究大多仅考虑急性毒性,缺乏其长期毒性相互作用的研究。以较为广泛使用的2种抗生素土霉素(OXY)、环丙沙星(CIP)和1种三唑类杀菌剂农药戊唑醇(TCZ)及其二元混合物为研究对象,以生态系统中初级生产者绿藻(羊角月牙藻)为受试生物,研究目标混合物在暴露时间为96、120、144和168 h的长期毒性相互作用。结果表明,单一物质及其混合物随暴露时间延长而毒性增大;同一暴露时间点的单一污染物毒性大小顺序为OXYTCZCIP;混合物毒性相互作用与浓度、混合物组分和暴露时间三者密切相关;混合体系的拮抗作用均出现在高浓度区域,而中、低浓度区域呈协同作用或加和作用; OXY-CIP与CIPTCZ混合体系的协同作用随着暴露时间延长而协同作用逐渐增大。研究结果对水环境中抗生素与农药复合污染生态风险评估具有重要的现实意义。     

多环麝香对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应

为探讨多环麝香对土壤动物的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eis en ia fetida)为供试生物,采用滤纸接触法与自然土壤法,考察了吐纳麝香(AHTN)和佳乐麝香(HHCB)对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应.结果显示,滤纸法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的急性经皮毒性为中等毒性,对蚯蚓的48 h-LC50分别为20.76和11.87 μg·cm-2,而自然土壤法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的14 d-LC50分别为4363和392.4 μg·g-1,2种多环麝香皆属低毒物质.HHCB对蚯蚓的急性毒性大于AHTN,但2种毒性测定方法中不同的染毒介质和毒性作用途径使AHTN和HHCB的急性毒性等级的界     

污染场地河道底泥浸出液对斑马鱼胚胎的毒性效应

为了评价某污染场地河道底泥对水生生物的毒性效应及其潜在生态风险,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为受试生物,进行了河道底泥浸出液对斑马鱼胚胎的发育毒性实验。结果表明,5种底泥浸出液(A1、A2、A3、A4、A5)对斑马鱼胚胎的发育均有毒性效应,浸出液对斑马鱼胚胎的死亡率存在一定的剂量-效应关系,随着浸出液体积分数的增加,死亡率显著上升。浸出液对胚胎孵化抑制作用明显,随着浸出液体积分数的增加,孵化率显著下降。且能引起斑马鱼胚胎多种中毒症状,如水肿,鱼体弯曲,发育不全等异常现象,表明该段河道底泥存在潜在的生态风险。因此,在后期的污染场地河道整治中,需对河道底泥进行挖掘清理和无害化处理。     

Effects of Earthworm Invasion on Plant Species Richness in Northern Hardwood Forests

Abstract:  The invasion of non-native earthworms ( Lumbricus spp.) into a small number of intensively studied stands of northern hardwood forest has been linked to declines in plant diversity and the local extirpation of one threatened species. It is unknown, however, whether these changes have occurred across larger regions of hardwood forests, which plant species are most vulnerable, or with which earthworm species such changes are associated most closely. To address these issues we conducted a regional survey in the Chippewa and Chequamegon national forests in Minnesota and Wisconsin (U.S.A.), respectively. We sampled earthworms, soils, and vegetation, examined deer browse in 20 mature, sugar-maple-dominated forest stands in each national forest, and analyzed the relationship between invasive earthworms and vascular plant species richness and composition. Invasion by Lumbricus was a strong indicator of reduced plant richness in both national forests. The mass of Lumbricus juveniles was significantly and negatively related to plant-species richness in both forests. In addition, Lumbricus was a significant factor affecting plant richness in a full model that included multiple variables. In the Chequamegon National Forest earthworm mass was associated with higher sedge cover and lower cover of sugar maple seedlings and several forb species. The trends were similar but not as pronounced in Chippewa, perhaps due to lower deer densities and different earthworm species composition. Our results provide regional evidence that invasion by Lumbricus species may be an important mechanism in reduced plant-species richness and changes in plant communities in mature forests dominated by sugar maples.     

全氟辛酸(PFOA)对菲律宾蛤仔体内酶活性的影响

采用半静态毒性实验方法,将菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)分别暴露于0.2、2、20μg·L-1的全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)中,在处理后第1、3、6、10、15、21天分别取样,测定整体组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、7-乙氧基异吩噁唑酮脱乙基酶(EROD)活性和过氧化脂质(LPO)含量。酶活性分析结果显示:PFOA对菲律宾蛤仔组织SOD、CAT和POD活性均呈现先促进后抑制的作用;低浓度组SOD活性在暴露第1天达到最高,显著高于对照组(P<0.01);中高浓度组SOD活性在暴露第6天达到最低;暴露1~15 d,低浓度组CAT活性均显著高于对照组(P<0.05);高浓度组CAT活性在暴露第6天得到显著诱导,其余时间基本处于抑制状态;中浓度组POD活性在暴露第3天即达到最高,高浓度组POD活性基本一直处于抑制状态;随着PFOA暴露时间的延长,菲律宾蛤仔组织LPO含量呈现了先降低后升高的趋势;各浓度组中EROD的活力都显著被诱导(P<0.01),与处理浓度呈正相关;中高浓度组的GST活性在胁迫期间变化比较显著,呈现诱导-抑制的变化规律。研究表明,PFOA暴露能够引起菲律宾蛤仔组织抗氧化酶和生物转化酶的变化,可以与其他敏感性指标一起作为指示早期海洋PFOA污染的生物标志物。     

水体甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼的毒性效应

以斑马鱼(Brachydanio rerio)为实验生物,采用半静态实验方法,研究了甲苯、乙苯和二甲苯的水生生态毒性效应.研究表明,水体中甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼96h半致死浓度LC50分别为77.5、31.0和34.8mg·L-1,根据化学物质对鱼类毒性分级标准,3种物质均属中等毒性,其毒性大小顺序为:乙苯>二甲苯>甲苯.在最高暴露浓度下,斑马鱼均出现了剧烈、无序游动,并伴有抽搐等现象,其中暴露在甲苯中的斑马鱼行为改变更为严重.分析认为,3种物质对斑马鱼毒性大小与疏/亲水性有关,疏水性越强,对水生生物的毒性作用越大.     

防污漆活性物质敌草隆对两代摇蚊的生命周期毒性

为了对防污漆杀生活性物质敌草隆的环境毒性进行评估,根据《沉积物-水体中摇蚊生命周期毒性试验—水体加标法或沉积物加标法》(OECD-233),以底栖生物花翅摇蚊为试验对象,通过添加敌草隆的上覆水溶液(浓度设置为1.22 mg·L~(-1)、1.94mg·L~(-1)、3.08 mg·L~(-1)、4.88 mg·L~(-1)、7.74 mg·L~(-1)和12.26 mg·L~(-1))对两代花翅摇蚊先后进行暴露,研究其对摇蚊孵化、发育、羽化和繁殖等阶段的影响。结果显示,敌草隆对亲代花翅摇蚊及其子代的羽化率产生抑制,EC_(50)值分别为7.56 mg·L~(-1)和5.24 mg·L~(-1),子代对敌草隆的耐受性有所降低;还对亲代和子代发育率产生抑制,EC_(50)分别为5 mg·L~(-1)和4.33 mg·L~(-1),表明子代对敌草隆的敏感性增加;敌草隆能够影响两代花翅摇蚊的雌雄性别比率,浓度-效应曲线均呈倒"U"型;另外,随着暴露浓度的增加,两代花翅摇蚊所产卵的孵化率均下降,亲代和子代的EC_(50)分别为2.53 mg·L~(-1)和10.4 mg·L~(-1),提示子代所产卵对敌草隆的抗性增强;同样地,敌草隆对两代花翅摇蚊的繁殖力均有抑制作用,亲代EC_(50)值为1.99 mg·L~(-1),子代EC_(50)为2.68 mg·L~(-1)。总之,敌草隆暴露对花翅摇蚊上述生活史各阶段均能造成不利影响,其中在羽化和发育阶段可观察到敌草隆毒性的累积,而就卵的孵化率而言,子代所产卵较母代所产卵对敌草隆表现出一定程度的抗性。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。     

菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶体内的富集动力学研究

采用室内半静态双箱动力学模型实验,研究了菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶(Anadara subcrenata)体内的生物富集,通过对富集与释放过程中毛蚶体内菲和Cd的富集量进行非线性曲线拟合,获得了菲和Cd单一及复合污染条件下在毛蚶体内的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、生物半衰期B1/2和平衡状态下最大富集量CA max等动力学参数。实验结果表明,菲和Cd在实验前期富集速率较高,8 d以后富集速率减缓,释放阶段与富集阶段相似。毛蚶对菲的BCF值为37.80,远大于Cd的BCF值13.12,且生物半衰期时间更长,菲更容易在生物体内富集。菲和Cd联合暴露条件下,在毛蚶体内的CA max和BCF值均大于单一作用,说明二者同时暴露时,毛蚶对菲和镉的吸收富集均有所增强。实验模型拟合度较好,输出值和实测值之间无显著性差异,拟合方程和拟合参数可信。     

磺胺和四环素类抗生素对大肠杆菌联合突变效应的研究

抗生素的滥用造成的环境安全问题已不可忽视,关于抗生素联合毒性效应研究较多,但联合突变效应研究较少。因此,本文以大肠杆菌为受试生物,研究了2种磺胺类抗生素(磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺二甲嘧啶(SMZ))和3种四环素类抗生素(二甲胺四环素(MH)、盐酸四环素(TH)和盐酸强力霉素(DH))单一及联合暴露时对大肠杆菌的突变效应。结果表明:在单一暴露下,磺胺类抗生素会促进大肠杆菌的突变效应,四环素类抗生素没有明显的促进作用;联合暴露下,磺胺类抗生素对大肠杆菌突变效应为相加,磺胺和四环素类抗生素对大肠杆菌突变效应为拮抗。本研究初步探索了抗生素对大肠杆菌的联合致突变风险,为今后环境中抗生素混合暴露的生态风险评价和抗生素污染控制标准制定提供一种理论支撑。     

绿麦隆、阿特拉津单一与复合污染对蚯蚓的毒性效应研究

以赤子爱胜蚓为研究对象,采用滤纸急性毒性实验研究了农药绿麦隆、阿特拉津对蚯蚓的单一和复合毒性效应。单一毒性实验表明,绿麦隆与阿特拉津单独存在时,均对赤子爱胜蚓产生毒性。阿特拉津对蚯蚓的毒性大于绿麦隆,绿麦隆和阿特拉津48h的半致死质量浓度分别为189.64和43.33mg·L-1。复合毒性实验表明,绿麦隆与30mg·L-1和40mg·L-1的阿特拉津复合,其48h的半致死量分别为116.03和48.14mg·L-1。绿麦隆和阿特拉津的复合污染对蚯蚓具有明显的协同作用,而这种协同作用与污染物的质量浓度有关。