壬基酚对浮游生物的毒性效应及其食物链传递

以蛋白核小球藻及5种枝角类（微型裸腹溞、多刺裸腹溞、盔型溞、蚤状溞、大型溞）浮游动物为研究对象,开展壬基酚（NP）对浮游生物的毒性效应,及NP在“水-蛋白核小球藻-大型溞”食物链的生物富集和生物传递能效研究.结果表明：NP对微藻的半抑制效应浓度为3.33mg/L;对5种枝角类浮游动物的48h半致死效应浓度范围介于8.67~131.79μg/L,裸腹溞属耐受性显著高于溞属.1和5μg/LNP连续暴露下,大型溞存活率显著降低,且首次繁殖时间延迟,前者仅在第8d有子代产出,而后者未观察到子代个体.微藻对培养液中0.1mg/LNP的生物富集系数（BCF）在3h时达到最大值7393.投喂NP暴露后的微藻,大型溞摄食率呈显著降低的趋势,且第3d天出现死亡现象.大型溞体内NP含量最大值为0.07mg/g,NP经蛋白核小球藻传递到大型溞的生物富集系数仅为0.097.NP的低食物链传递可能与大型溞对NP的转化、大型溞生长过程中的蜕壳以及摄食后的消化和排泄过程有关.     

壬基酚对浮游生物的毒性效应及其食物链传递研究

以蛋白核小球藻及5种枝角类(微型裸腹溞、多刺裸腹溞、盔型溞、蚤状溞、大型溞)浮游动物为研究对象,开展壬基酚(NP)对浮游生物的毒性效应,及NP在"水-蛋白核小球藻-大型溞"食物链的生物富集和生物传递能效研究.结果表明:NP对微藻的半抑制效应浓度为3.33mg/L;对5种枝角类浮游动物的48h半致死效应浓度范围介于8.67~131.79μg/L,裸腹溞属耐受性显著高于溞属.1和5μg/LNP连续暴露下,大型溞存活率显著降低,且首次繁殖时间延迟,前者仅在第8d有子代产出,而后者未观察到子代个体.微藻对培养液中0.1mg/LNP的生物富集系数(BCF)在3h时达到最大值7393.投喂NP暴露后的微藻,大型溞摄食率呈显著降低的趋势,且第3d天出现死亡现象.大型溞体内NP含量最大值为0.07mg/g,NP经蛋白核小球藻传递到大型溞的生物富集系数仅为0.097.NP的低食物链传递可能与大型溞对NP的转化、大型溞生长过程中的蜕壳以及摄食后的消化和排泄过程有关.     

三唑酮对青鳉鱼和大型溞不同测试终点的毒性效应评价

以青鳉鱼和大型溞为代表性水生生物,研究三唑酮对其不同测试终点的慢性毒性效应.结果显示,以生存、生长、繁殖为测试终点,青鳉鱼的NOEC分别为76,60,5μg/L,基于大型溞蜕皮次数、生长和繁殖的NOEC分别为25,100,200μg/L.由此可见,青鳉鱼比大型溞对三唑酮的毒性更敏感.比较不同测试终点,青鳉鱼的繁殖类指标最敏感,其次是生长、生存;相比大型溞的繁殖以及幼溞的生长,其幼溞的蜕皮次数指标更为敏感.因此,低剂量长期暴露下三唑酮会对水生生物的繁殖能力造成一定的损伤,评价其水生态安全应全面考虑不同生物种群的不同测试终点,尤其是鱼类繁殖毒性效应.     

润滑油对蒙古裸腹溞的急慢性毒性效应

为了解石油烃污染对水生生物生长、繁殖和发育的影响,采用实验生态学方法研究了润滑油对蒙古裸腹溞Moina mongolica的急性毒性和慢性毒性。结果表明:润滑油对蒙古裸腹溞的24 h LC₅₀、48 h LC₅₀、72 h LC₅₀和96 h LC₅₀分别为7.98 mg/L、5.81 mg/L、4.99 mg/L和3.04 mg/L,安全浓度为0.92 mg/L。润滑油浓度18 mg/L时,蒙古裸腹溞的存活时间最短、存活率最低,但在其他试验浓度下没有明显的变化规律,其种群增长参数也没有体现出明显的变化规律,说明润滑油对蒙古裸腹溞毒性相对较弱。     

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%.     

双酚AF对大型溞生殖、生长等生态行为的影响

为了明确双酚AF（BPAF）对水生生物行为的影响,考察了BPAF对大型溞的急性毒性和慢性毒性（生殖、生长、发育、生理等）影响.结果显示,BPAF对大型溞的24h和48h半致死浓度（LC₅₀）分别为9.70mg/L和5.02mg/L.根据化学品分类和标签规范,BPAF属于毒性Ⅱ级.BPAF对大型溞生殖、生长、发育和生理的毒性影响结果表明,高浓度BPAF（100 μg/L）导致大型溞性成熟时间明显延迟,并显著降低了大型溞产卵频次、产卵总数等生殖行为,且对大型溞的生长、发育产生显著抑制现象,同时造成种群繁衍能力显著受损.本文旨在为BPAF对水生生物的生态行为影响提供理论依据.     

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.     

十溴联苯醚对大型蚤和发光菌的毒性研究

利用发光菌和大型蚤2种不同层级的水生生物研究十溴联苯醚(BDE-209)对其的毒性,为多溴联苯醚的生态风险控制提供基础数据和技术参数。大型蚤毒性试验结果表明:BDE-209在24 h和48 h内不足以引起大型蚤死亡,48-EC50>10 mg/L,属于低毒;BDE-209暴露浓度为1 mg/L时,对大型蚤的生长和繁殖没有显著影响。但BDE-209暴露浓度≥10 mg/L时对大型蚤的生存和繁殖会产生较大影响,这是由于BDE-209在慢性试验过程中降解成了多种毒性更强的低溴联苯醚。发光菌急性毒性试验表明,BDE-209对发光菌的剂量-效应曲线为非线性,且急性毒性较小,浓度越高,抑制率越高,高浓度下对发光菌的抑制率变化很小。     

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。     

化纤废水中污染物对大型溞(Daphnia magna)繁殖的影响

为研究化纤工业对水域生态的长期效应, 首次在实验室研究了化纤工业废水中主要污染物乙醛、对苯二甲酸、乙二醇对大型(Daphnia magna)生殖周期和繁殖数量的影响.实验结果表明, 乙醛浓度低于6 mg/L 时, 对大型溞首次和第二次生殖周期无影响.7～10 mg/L时, 使首次生殖周期推迟1～2d, 使第二次生殖周期提前1～2d.对苯二甲酸浓度32 mg/L以下时, 对首次和第二次生殖周期基本无影响; 64～256 mg/L时, 使首次生殖周期均推迟1～2d, 第二次生殖周期均缩短1～2d.乙二醇浓度在1000 mg/L以下时, 对首次生殖周期无影响; 2000～4000 mg/L时, 推迟首次生殖周期1d; 浓度低于4000 mg/L时, 对第二次生殖周期无影响.乙醛浓度在5 mg/L以下时, 对首次和第二次繁殖数量无显著影响, 浓度在6～10 mg/L时, 显著降低其繁殖数量, 分别降低38.3%～74.1%和12.8%～65.3%.对苯二甲酸浓度低于32 mg/L时, 对首次繁殖数量无显著影响, 浓度在64 ～256 mg/L时, 降低首次繁殖数量62.9%～75.3%; 浓度低于16 mg/L时, 对第二次繁殖数量无显著影响, 浓度在32～256 mg/L时, 使第二次繁殖数量降低37.8%～78.1%.乙二醇浓度在500 mg/L以下时, 对首次和第二次繁殖数量均无显著影响, 浓度在1000 ～4000 mg/L时, 显著降低首次和第二次繁殖数量, 分别降低32.3%～77.8%和42.2%～60.9%.     

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.     

三甲基氯化锡对水生生物的毒性效应

研究了三甲基氯化锡(TMT)对蛋白核小球藻、大型溞和斑马鱼的急性毒性影响.结果表明,TMT在实验浓度下,对蛋白核小球藻的生长有抑制作用,浓度越高抑制作用越明显.较高浓度组(5.31,20mg/L)可致死部分蛋白核小球藻细胞,TMT对蛋白核小球藻的96h-EC50为0.46mg/L,属于极高毒物质;TMT对大型溞的48h-LC50为0.087mg/L,也属于极高毒性;TMT对斑马鱼的96h-LC50为2.45mg/L,属于高毒性.TMT对这3种水生生物的抑制率/致死率(EC50/LC50)随时间呈规律性变化.TMT的神经毒性和亲脂特性可能是其对水生生物较高毒性的主要原因.     

聚乙烯微塑料对大型溞的摄食抑制

该研究以32μm粒径聚乙烯颗粒模拟微塑料污染环境,探究其对典型淡水水体初级消费者大型溞摄食行为的影响。首先确认了其对大型溞存在急性毒性,24 h急性毒性LC₅₀当量浓度为309.6 mg/L,证明在自然水体中微塑料污染的峰值暴露可能对浮游动物产生较严重的影响。然后进行了大型溞摄食实验和摄食恢复实验,在实验观测的染毒范围内,大型溞表现出了明显的摄食抑制。3 d蚤龄的较10 d蚤龄更为敏感,3 d蚤龄的8 h摄食抑制的EC₅₀当量浓度为97.0 mg/L。恢复实验显示,微塑料染毒后,大型溞如脱离污染环境,其摄食抑制将逐渐减轻,2 h后即达到恢复稳定,但高浓度染毒组的大型溞无法恢复至正常水平。     

四溴联苯醚对3种典型水生生物的急性毒性

文章采用半静态水质接触急性试验法,研究了2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻、大型溞、斑马鱼的急性毒性。结果表明,2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻的96 h-EC_(50)为3.97μg/L,对大型溞的48 h-LC_(50)和96 h-LC_(50)分为1.09 mg/L和0.84 mg/L,对斑马鱼的96 hLC_(50)56.2 mg/L。按照毒性评价的分级标准,2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻、大型溞、斑马鱼分别为极高毒、高毒、中低毒化学品,其对水生生物的毒性表现为:藻类蚤类鱼类。2,2',4,4'-四溴联苯醚易导致小球藻急性中毒死亡。但由于2,2',4,4'-四溴联苯醚在水中的溶解度极低(15μg/L),因此在自然环境中其不会导致大型溞和斑马鱼的急性中毒死亡。     

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.     

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。     

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.     

利用水溞的趋光行为监测水质

以隆线溞(Daphniacarinata)单克隆Dc42为生物监测器,利用趋光指数变化监测水质.在不同水质样品中,水溞趋光指数随污染程度的提高而降低,根据趋光指数计算得到的污染指数能较好地反映水样的污染程度.在重铬酸钾标准毒物溶液中,趋光指数(Ip)与Cr⁶⁺的浓度呈极显著负相关,Cr⁶⁺浓度的检测下限为0.056mg/L,平均精度达到15.30%.     

利用隆线溞趋光行为检测水体中五氯酚钠和镉的研究

采用自主选育的隆线溞单克隆体作为试验生物,研究了五氯酚钠(PCP-Na)和镉对隆线溞趋光指数的影响,并与急性毒性试验方法进行了比较.结果表明,在试验浓度范围内,水溞的趋光指数分别随五氯酚钠和镉浓度的升高而降低,呈极显著线性关系,说明隆线溞趋光指数的变化可以指示水体中这2种毒物的生物有效浓度.PCP-Na使隆线溞趋光指数(3h)发生显著改变的下限浓度为0.18 mg·L～,远低于LC50(96 h)(0.59 mg·L-1),上限浓度大于3.20 mg·L-1,也远高于LC50(24h)(0.73 mg·L-1),表明隆线溞趋光指数法比急性毒性试验法的灵敏度高,检测范围大,耗时短.在试验溶液范围内,五氯酚钠和镉之间不存在明确的相互作用关系.     

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.