铅胁迫对节杆菌(Arthrobacter sp.)和芽孢杆菌(Bacillus sp.)生理生化特性的影响

将节杆菌和芽孢杆菌分别暴露于不同浓度的铅溶液中,并进行不同暴露时间的急性毒性试验。结果表明,500 mg/kg的Pb(II)处理会使节杆菌中的细胞膜脂质过氧化产物——硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)浓度显著降低(p0.05),而Pb(II)质量比变化对其他指标无显著影响(p0.05);铅处理会使芽孢杆菌中可溶性蛋白质量浓度、GSH质量浓度和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,而过氧化氢酶(CAT)活性显著降低(p0.05)。节杆菌的可溶性糖质量浓度、GSH质量浓度、SOD活性和TBARS浓度随暴露时间延长而显著增加;芽孢杆菌的可溶性糖质量浓度、GSH质量浓度和SOD活性随暴露时间延长而显著增加,TBARS浓度随暴露时间延长呈先增后减的变化趋势,CAT活性也表现出先增后降的变化趋势。铅处理对节杆菌和芽孢杆菌具有一定的胁迫作用,两种菌通过启动不同的抗性系统来抵抗外界胁迫。     

镉胁迫对节杆菌(Arthrobacter sp.)和芽孢杆菌(Bacillus sp.)生理生化特性的影响

将节杆菌和芽孢杆菌分别暴露于不同质量比的镉溶液中,进行不同暴露时间的急性毒性试验.结果表明,20 mg/kg的Cd(Ⅱ)处理会使节杆菌中还原型谷胱甘肽(GSH)质量浓度显著降低,细胞膜脂质过氧化产物——硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)浓度显著升高;0.2mg/kg的Cd(Ⅱ)处理会使芽孢杆菌中GSH质量浓度、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低.节杆菌的可溶性蛋白、可溶性糖质量浓度随暴露时间延长而减少,GSH质量浓度、CAT和超氧化物歧化酶(SOD)活性随暴露时间延长而增加,TBARS浓度呈先减后增的变化趋势;芽孢杆菌的可溶性蛋白质量浓度、CAT活性和TBARS浓度呈先增后减的变化趋势,可溶性糖、GSH质量浓度和SOD活性呈先减后增的变化趋势.镉处理对节杆菌和芽孢杆菌具有一定的胁迫作用,两种菌通过启动不同的抗性系统来抵抗外界胁迫.     

镉对鲫鱼鳃和肝脏超氧化物歧化酶活性的影响

使用浸浴法以 0 mg/ L、0 .73 mg/ L、1 .46 mg/ L、2 .95 mg/ L 4个镉 (Cd Cl2 · 2 .5H2 O)浓度为丰产鲫 (Carassiusauratus of Penze(♀ )× Cyprinusacutidorsalis(♂ ) )幼鱼染毒 ,测定了 1 4 4 h内鳃及肝组织中超氧化物歧化酶 (SOD)活性的变化。结果表明 ,低浓度组Cd曝露时 ,鲫鱼鳃和肝组织中 SOD活性的变化短时间内不明显 ,但随着处理时间的延长 ,Cd提高了鳃和肝组织中 SOD的活性 ,导致“毒物兴奋效应”。高浓度组 Cd曝露时均抑制了肝和鳃中的 SOD活性 ,其作用随着曝露时间的延长和浓度的升高而增强 ,SOD酶活性降低所造成的活性氧伤害是引起鲫幼鱼死亡的重要原因。肝组织中的 SOD酶活性和敏感性高于鳃 ,这与其执行的生理功能有关     

Cd2+胁迫对文蛤鳃组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响

为了解不同质量浓度的Cd2+对水生动物的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脂质过氧化的影响,以文蛤为研究材料,采用室内模拟试验的方法,依据Cd2+对文蛤96h半致死质量浓度(LC50),设置4个Cd2+胁迫组,胁迫质量浓度分别为0.41 mg/L( 1/32LC50)、0.82 mg/L(1/16 LC50)、1.65 mg/L(1/8 LC50)、3.30 mg/L( 1/4LC50),并设置对照组,每组3个平行.研究不同质量浓度的Cd2+对文蛤鳃组织SOD、CAT活性和MDA含量的影响.结果表明:文蛤鳃组织SOD活性在0.41 mg/L和0.82 mg/L胁迫下,试验前期(0～48 h)呈现诱导效应,试验后期(48～96 h)呈现抑制效应,其余胁迫质量浓度在试验过程中均对文蛤鳃组织SOD活性呈现抑制效应;CAT活性在低质量浓度(0.41 mg/L)胁迫下出现阶段性抑制效应,接着呈现诱导-抑制过程,中高质量浓度在整个过程呈现诱导-抑制的过程;经过96h的胁迫试验,各胁迫组文蛤鳃组织中MDA含量显著上升(p＜0.05),Cd2+对MDA的诱导作用显著且存在剂量-效应关系.     

羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭对水中Cd2+的动态吸附研究

以羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中重金属镉进行了吸附实验。研究了pH值、Cd~(2+)质量浓度、吸附剂质量、动态流速等对穿透曲线的影响。结果表明,穿透时间随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而缩短。Thomas模型常数(K_(TH))随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而减小,由Thomas模型拟合计算获得其对Cd~(2+)的饱和吸附量为43.15 mg/g。Adams-Bohart模型常数(K_(AB))随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速增加而减小,随着pH值、吸附剂量增加而增大。     

镉对食蚊鱼(Gambusia affinis)的急性毒性效应

以食蚊鱼(Gambusia affinis)为受试生物,采用半静水式急性毒性试验和亚急性毒性试验,分别测定Cd2+对食蚊鱼的半致死质量浓度(LC50)和超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽转硫酶(GST)活性及组织结构变化,检测镉对食蚊鱼的毒性作用,以探讨Cd2+在水环境中的毒性及食蚊鱼在环境科学研究中的应用.结果表明,Cd2+对食蚊鱼96 h的LC50为22.55 mg/L,属于高毒物质.相同Cd2+暴露质量浓度下,随暴露时间延长,SOD和CAT活性总体表现为先升高后降低的趋势,GST活性则总体表现为先升高后降低、且趋于稳定的趋势.Cd2+暴露后食蚊鱼肝和鳃组织会出现不同程度损伤.研究表明,Cd2+对食蚊鱼属于高毒物质,验证了食蚊鱼对化学品Cd2+的敏感性.     

Cd对新型后置反硝化系统脱氮除磷的影响

针对重金属Cd~(2+)对新型后置反硝化脱氮除磷性能影响不明确的现状,本研究建立序批式反应器并探究了不同剂量的Cd~(2+)对后置反硝化生物脱氮除磷的影响。结果表明,低质量浓度Cd~(2+)(0.1和0.5mg/L)对生物脱氮除磷影响不明显,然而当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L,生物脱氮除磷效率分别为78.6%和79.5%,显著低于空白组。机理研究表明高质量浓度Cd~(2+)对NH+4-N的氧化影响不明显,然而反硝化过程却受到严重的抑制作用。此外Cd~(2+)的存在对厌氧释磷和好氧吸磷均有不同程度的抑制,当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L时,厌氧最大释磷量为47 mg/L,聚羟基烷酸酯(PHA)的最大合成量为4.35 mmol/g,显著低于空白组。PHA的厌氧合成受阻从而导致好氧分解产能低,好氧吸磷不充分。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

河流沉积物对镉和铊的竞争吸附-解吸特性

探讨了不同粒径的表层沉积物对镉(Cd~(2+))和铊(Tl~+)的单一、竞争吸附-解吸特性,并通过对吸附前后沉积物颗粒进行红外光谱和X-光电子能谱分析,探讨了其吸附机理。结果表明,重金属吸附量均随溶液初始质量浓度增加而增大,且随沉积物粒径增大而减小;吸附率随初始质量浓度增加而减小。沉积物对Cd~(2+)的吸附量高于Tl~+,且Cd~(2+)和Tl~+的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich吸附模型。重金属解吸量随吸附量增加而呈指数增加趋势。当重金属Cd~(2+)和Tl~+共存时,各吸附量均有不同程度的下降,而解吸率略高于单一环境。红外光谱分析表明,沉积物中羟基与羧基均参与了Cd~(2+)和Tl~+的吸附;X-射线光电子能谱分析表明,沉积物吸附Cd~(2+)和Tl~+后,金属价态不发生改变。     

抗生素药物环丙沙星对锦鲤抗氧化系统的毒性作用

采用暴露试验方法,研究了抗生素药物环丙沙星(Ciprofloxacin,CPFX)的急性毒性和对锦鲤肝脏抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:CPFX对锦鲤不产生急性毒性;SOD活性在暴露前中期(3~9 d)受到不同程度的诱导,后期(12~15d)受到显著抑制(p0.05);MDA含量在暴露前中期显著增加(p0.05);GSH含量与GST活性变化趋势相似,0.05 mg/L、0.5 mg/L处理组表现出持续性诱导状态,5 mg/L、50 mg/L处理组表现出先上升后下降的变化规律,且在中期(9 d)达到顶峰,GST与GSH在诱导程度上表现出一定的剂量-时间效应关系。研究表明,CPFX暴露对锦鲤造成的氧化损伤是可逆的,机体抗氧化系统并未遭受破坏;GSH和GST响应敏感,适合作为CPFX暴露的生物标记物。     

金针菇废弃物对Pb~(2+)的生物吸附研究

从震荡时间、pH值、重金属初始质量浓度、共存离子对Pb~(2+)吸附影响等方面探讨了金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:金针菇对Pb~(2+)的平衡吸附时间为60 min,最佳pH值吸附范围是5~7。在低初始质量浓度范围内(10~60 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着初始Pb~(2+)质量浓度增加而降低;在高质量浓度范围内(60~100 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着Pb~(2+)初始质量浓度的增加反而增加;Cd~(2+)的存在显著促进了Pb~(2+)的吸附,而Cu~(2+)的存在对Pb~(2+)的吸附无显著影响。动力学实验表明:金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附符合伪二级动力学方程,相关系数R2为0.957 8。Langmuir方程能够很好地描述金针菇对Pb~(2+)的吸附热力学过程(R2=0.966 1),理论吸附容量为13.61 mg/g。扫描电镜显示,金针菇吸附Pb~(2+)后细胞壁增厚,且有少量结晶出现。     

苯并[a]芘诱导阿部鲻虾虎鱼细胞色素P4501A1表达的研究

为了解苯并[a]芘(BaP)对鱼类细胞色素P4501A1(CYP1A1)表达的影响,以阿部鲻虾虎鱼(Mugilogobius abei)为试验材料,研究BaP诱导前后鱼体各组织CYP1A1表达情况和质量浓度为0.005 mg/L、0.025 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、2mg/L BaP暴露后肝脏CYP1A1表达情况。结果表明:CYP1A1基因在正常鱼体的鳃、肌肉、肝脏、脾脏、心脏组织中均有表达,其中肝脏中表达量最高;BaP诱导后,在鳃、肝脏、心脏中表达量分别升高到诱导前的1.3倍、21.6倍和1.3倍;肝脏CYP1A1基因表达量在5 h、12 h、24h分别为诱导前的1.8倍、4.9倍和21.6倍;不同质量浓度BaP暴露24 h后,肝脏CYP1A1基因和蛋白表达量比对照组均有显著性升高(p0.05),0.1 mg/L暴露组表达量均最高。研究表明,BaP对CYP1A1具有较强的诱导作用,阿部鲻虾虎鱼CYP1A1变化适于作为BaP暴露的敏感生物标志物,可以用来显示暴露于多环芳烃有机污染物鱼类的生活状态。     

大豆种子萌发对镉与模拟酸雨胁迫的响应

为了解土壤中镉(Cd)与酸雨对作物种子萌发的环境生物学效应,采用种子常规萌发试验研究了不同浓度的Cd~(2+)溶液与模拟酸雨复合污染对大豆种子萌发过程中发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数变化的影响.结果表明,Cd~(2+)对大豆种子萌发的毒害作用比酸雨明显,是构成复合污染的主要因素.Cd~(2+)和酸雨复合污染对大豆种子发芽率和发芽势有显著的正交互作用效应,即存在协同作用.Cd~(2+)与酸雨复合污染对大豆种子发芽指数和活力指数都有影响,但不表现出显著的交互作用效应,表明复合污染对这两项指标是两种污染物单因素效应的简单叠加.综合考虑,Cd~(2+)与酸雨复合污染对大豆种子萌发表现出明显的协同作用.     

改性膨润土的制备及对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的去除效果研究

本研究采用两种提纯方法并以Mg-Al、Fe-Al(1)、Fe-Al(2)聚合羟基物为改性剂对膨润土进行提纯和改性。通过对膨润土改性过程中的悬浮液浓度、柱撑温度、老化温度、老化时间等影响因素的考察,系统研究了不同制备条件对改性膨润土去除Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的效果,并通过XRD分析了提纯和改性方法对膨润土结构的影响。实验结果表明,利用六偏磷酸钠提纯后制得的Mg-Al改性膨润土对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的去除效果较原土分别提高了24.94%、40.37%和6.80%,其主要影响因素分别为:老化时间和柱撑温度。     

硒对汞致剑尾鱼肝氧化损伤的拮抗作用

在实验条件下,应用浸浴法研究了汞(Mercury,Hg)对剑尾鱼(Xiphophorus helleri Heckel)肝组织的抗氧化功能的影响以及硒(Selenium,Se)对汞损伤的保护作用.结果表明:在低质量浓度Hg组和中等质量浓度Hg组的前期,肝组织的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)的活性都受到不同程度的诱导,在中等质量浓度暴露第3天上述指标诱导值达到高峰,与对照组比较差异显著(P ＜0.05);而高质量浓度Hg组使这两种酶活性显著下降,其中,SOD和GSH-Px的活性在最低时分别为对照组的68%和38.2%,差异极显著(P ＜0.01).丙二醛(melonedialdehyde,MDA)含量在整个染毒过程中一直升高,与对照组相比,差异显著(P＜0.05).Hg加Se组与Hg组相比,SOD和GSH-Px活性都有很大程度提高,MDA含量也有所下降,表明Se对Hg致剑尾鱼肝氧化性损伤有明显保护作用;但相对高Se组其保护性不明显,说明其对机体的保护作用受用量的严格限制.实验结果还表明,GSH-Px可以考虑作为Hg致鱼类肝功能损伤的生物指标.     

颜料红23对锦鲤的毒性及对部分组织中磷酸酶活性的影响

为了研究偶氮染料颜料红23对水生生物的毒性作用,将锦鲤(Cyprinus carpio)分别暴露于5个质量浓度的颜料红23溶液中,设1个对照组,进行96 h-LC_(50)急性毒性试验,测得其半致死质量浓度(96h-LC_(50))为255.38 mg/L。测定了颜料红23对锦鲤鳃、肝脏及肌肉组织中碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)活性的影响。结果表明:颜料红23对锦鲤鳃中AKP和ACP活性的影响趋势相反,AKP活性表现为诱导—抑制—诱导效应,ACP则表现为抑制—诱导—抑制效应;颜料红23对锦鲤肝脏组织中AKP、ACP活性的影响趋势相同,均表现为抑制效应;在锦鲤肌肉组织中,AKP活性表现为诱导—抑制效应,ACP表现为抑制—诱导—抑制效应。AKP和ACP在鱼体抵御偶氮染料毒性方面有着重要作用。     

抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应

为明确抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应,采用鱼类毒性试验方法,研究了诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对锦鲤的急性毒性和亚急性毒性效应.结果表明,当NFLX暴露质量浓度达到1 000 mg/L时,NFLX对锦鲤无急性毒性.NFLK暴露15 d,在1 mg/L、5 mg/L、25mg/L和125 mg/L 4个组中,5 mg/L组锦鲤肝脏SOD活性在6d时达到最大(p＜0.01);125 mg./L组MDA含量在15 d时达到最大值(p＜0.01);25 mg/L、125 mg/L组锦鲤肝脏中MDA含量与暴露时间呈正相关,相关系数分别为0.938 1、0.953 5.各组GST活性和GSH质量比均受到不同程度的诱导,1 mg/L组NFLX可使鱼肝GST与GSH产生适应性反应;5 mg/L组诱导GST与GSH效应最为显著,呈现“钟形”变化趋势,5 mg/L很可能是NFLX对GST活性和GSH质量比影响的一个阈值或转折点.鱼肝GPT与GOT活性变化表现出一定的相似性,均呈现先升高后降低的变化规律,其中5 mg/L组被诱导效应最为显著(p＜0.01).5 mg/L很可能是锦鲤适应NFLX暴露和机体中生物酶发挥作用的一个转折点.比较上述抗氧化和转氨酶指标的敏感性和稳定性发现,在NFLX作用下,锦鲤肝脏中GST、GSH两个指标对NFLX的反应比SOD、MDA、GPT、GOT灵敏,变化规律稳定,更适合评价水环境中NFLX暴露的毒性效应.     

食物废弃物基吸附剂对水中重金属的吸附

研究用食物废弃物制得的吸附剂(FRA)对水中多种重金属的吸附,并研究酒石酸钾钠对FRA吸附重金属的影响,探讨影响的机理。结果表明,两种重金属离子共存体系中重金属离子的竞争吸附系数相当,均在0.46~0.54之间。增加共存重金属种类减弱FRA对重金属的吸附效果。初始浓度较低时,竞争吸附对FRA吸附量的影响较小。较低p H值时酒石酸钾钠的浓度对重金属Cu~(2+),Zn~(2+)及Cd~(2+)的吸附去除效果影响更大。FRA对Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温式。     

离体条件下十溴联苯醚暴露对鲫鱼肝脏线粒体的氧化损伤

以鲫鱼(Carassius auratus)为试验材料,研究了在离体条件下经不同质量浓度的十溴联苯醚(PBDE-209)暴露后,鲫鱼肝脏线粒体中总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量、黄嘌呤氧化酶(XOD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的动态变化.结果表明,采用质量浓度为5.6～100.0 mg/L的PBDE-209处理鲫鱼肝脏线粒体30 min,5.6 mg/L组鲫鱼肝脏线粒体中T-AOC、MDA含量、XOD和SOD活性与对照组相比无显著差异(p>0.05); 其余各组的XOD活性和MDA含量随PBDE-209质量浓度增加逐渐上升,而T-AOC和SOD活性逐渐下降,均与PBDE-209质量浓度呈明显的相关关系(p<0.01).这说明PBDE-209对鲫鱼肝脏产生了氧化损伤,具有生化毒性.离体条件下鲫鱼肝脏线粒体中的T-AOC、MDA、XOD和SOD可作为生物标志物来评价多溴联苯醚的生化毒性.     

铜、镉对(鱼免)鱼幼鱼鳃丝Na+-K+-ATPase和肝脏SOD酶活性的影响

以(鱼免)鱼(Miichthys miiuy)幼鱼为研究对象,研究了Cu2 和Cd2 对(鱼免)鱼幼鱼鳃丝Na -K -ATPase和肝脏SOD酶活性的影响.以6个Cu2 浓度(0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L和0.8 mg/L)和6个Cd2 浓度(0.005 mg/L、0.025 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L)对(鱼免)鱼幼鱼进行8 d染毒.结果表明,Cu2 和Cd2 各处理组(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力随取样时间的变化显著(P＜0.05),且呈峰值变化,在1 d时达到最大值,然后缓慢下降,最后各处理组酶活力趋于稳定.两种重金属离子对(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力的影响在同一取样时间各处理组间的差异也显著(P＜0.05),其影响程度与重金属的浓度呈负相关,且Cd2 浓度为0.4 mg/L时,在第8天酶活力与对照组的差异不显著(P＞0.05).Cu2 和Cd2 在1～8 d对(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力的诱导率表现为Cu2 ＞Cd2 .低浓度组Cu2 和Cd2 曝露时,(鱼免)鱼肝组织中SOD活性变化在短时间内不明显(P＞0.05),但随着时间的延长,SOD活性提高,与对照组差异显著(P＜0.05),导致"毒物兴奋效应".高浓度Cu2 和Cd2 曝露时,随着时间的延长和浓度的增强,肝组织SOD的活力抑制越明显(P＜0.05).