急性毒性藻红外测试中敏感藻的确定方法

敏感藻是指在急性毒性藻红外测试中对毒物响应的温差大、时间快、种类多、剂量低的特殊藻类.自然藻中是否存在敏感藻以及如何确定,是建立藻红外测试法的关键.为此,开展了敏感藻确定方法的探索性研究.试验用8种藻,重金属、有机毒物、农药各10种进行测试分析,结果表明:短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)对重金属、羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)对有机毒物、纤细裸藻(Euglena gracilis)对除草剂和杀虫剂、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)对杀菌剂的平均绝对温差分别为0.21℃、0.27℃、0.19～0.20℃、0.20℃,分别高出各自的总均温差0.07℃、0.15℃、0.07℃、0.08℃;4种藻的平均响应时间1.5～7.0min,较好响应药品的响应率≥80%;发光细菌对部分药品的灵敏度在0.07～50.0mg·L-1,而4种藻对相同药品的灵敏度在0.01～7.0mg·L-1.根据敏感藻定义和试验结果,确定短线脆杆藻、羊角月牙藻、纤细裸藻、水华鱼腥藻分别为重金属、有机毒物、除草剂和杀虫剂、杀菌剂的敏感藻.     

急性毒性藻红外测试中联合作用评价法的重现性

为认识藻红外联合作用评价法的稳定性,用苯(C6H6)、甲苯(C6H8)、二甲苯(C8H10)、氯苯(C6H5Cl)、三氯甲烷(CHCl3)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行了重现性实验,通过测试实验藻对5种药品不同组合的响应温差,用联合偏差系数法评价联合作用类型,分析药品联合毒性的重现性及联合作用评价法的评价效果。结果表明:二元组合中,重现性50%的5组,重现性75%的5组,平均重现性62.5%;三元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的8组,重现性100%的1组,平均重现性75%;四元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的1组,重现性100%的3组,平均重现性85%;五元组合重现性100%,混合药品总平均重现性73.1%。重现性大于阈值的组合19个,占全部26个组合的73.1%。药品组合元数增减与联合作用的重现性正相关。分析可知,藻红外联合作用评价法用于联合作用分析稳定性较好。     

藻红外辐射测试环境重金属急性毒性

快速、简便、有效地检测环境中重金属毒性是环境保护的一项重要内容.敏感藻是指藻红外测试中对毒物响应的温差大、种类多、时间快、剂量低的特殊藻类,为探寻对重金属急性毒性响应的敏感藻,2006年5月至2007年10月,进行了8种藻对10种重金属的温度响应测试试验.结果表明:平均响应温差短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)最大,为0.24 ℃,高出8种藻的0.19 ℃总平均温差0.05 ℃;较好药品响应率短线脆杆藻最高,为80%;平均响应时间短线脆杆藻居中,为4.65 min,低于8种藻的总平均响应时间5.21 min;短线脆杆藻对重金属的灵敏度在0.06～7.0 mg?L-1之间,发光细菌在0.07~15.3 mg?L-1之间,表明短线脆杆藻对重金属响应的剂量低.根据敏感藻的定义和分析结果,确定短线脆杆藻为本试验的敏感藻.     

化学品急性毒性藻红外测试技术的方法改进研究

在以往藻红外测试技术的急性毒性测试中,每次每个测试杯测试1个藻温,共2个测试组,并用藻最大响应温差1个指标进行毒性评价,测试结果的可行性和稳定性不理想,针对这个问题提出了改进方法:1)每次每个测试杯连测3个藻温;2)改为3个测试组;3)将单指标法改为三指标法;4)增加测试结果的重现性分析。通过蒸馏水毒性测试实验和重金属毒性测试实验,分析改进方法的效果。结果显示,不同指标方法中,三指标法控制假结果出现率为20%,控制效果最好;在测试4元重金属共存(总浓度0.066~0.156 mg·L~(-1))的毒性时,测试3个藻温的所有指标法的平均重现率(%)/重现性(%)均为100%/100%,测试1个藻温的三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)为67%/100%,表明测试高浓度的重金属毒性时,不同指标法都有很好的评价效果;在测试一元重金属(0.001~0.1 mg·L~(-1))毒性时,只有三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)是100%/100%,远高于其他指标法,表明只有三指标法才可准确测试低浓度重金属的毒性。在测试5种不同重金属共存的毒性时,三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)平均为86.8%/100%。研究表明,改进后的技术用于化学品急性毒性测试,灵敏度高和稳定性好,结果可靠。     

急性毒性藻红外测试中联合作用的评价方法（Evaluation Method for Combined Toxicity Effects in the Measure of Alage Infrared Radiation for Acute Toxicity）

藻红外测试中联合作用的评价方法是急性毒性藻红外测试法的重要组成,为建立其评价方法,用敏感藻和重金属、有机药品、农药开展了探索性实验.首先确定联合作用系数θ的计算式和总均偏差系数f,用其构建联合偏差系数法;再用实验得到的f=0.06调整相加作用的θ理论值(θ=1),联合偏差系数θi分别在大于、等于、小于1+0.06或1-0.06时,评价联合作用类型;最后进行二元药品对敏感藻联合作用的验证实验,验证联合偏差系数法的可行性.结果发现,4种重金属6种混合对短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)的联合作用为:3次拮抗作用,2次独立作用,1次相加作用;4种有机药品6种混合对羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)的联合作用为:2次协同作用,3次独立作用,1次拮抗作用;8种农药12种混合对水华鱼腥藻、纤细裸藻的联合作用为:9次拮抗作用,3次独立作用;一组验证实验包括藻液加药、测试、计算和评价,共需要60min,而用光密度、细胞数、叶绿素含量、细胞干重作为测试指标进行藻类急性毒性实验,需要24h～96h.对验证结果分析可知,用所构建的联合偏差系数法评价二元药品对敏感藻的联合作用,具有可行、快速、简便的优势.     

利用藻红外测试技术研究多种重金属溶液对滇池铜绿微囊藻的毒性作用

为考察多种重金属同时存在的混合溶液对藻类的生物毒性,选择Cr(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)5种重金属,以按照国家饮用水卫生标准限值浓度配制的单一重金属溶液和多种重金属混合溶液为受试样品,并利用本实验室开发的藻红外测试技术,评价了低浓度下单一重金属溶液和多种重金属共存溶液对藻的生物毒性。实验结果显示:按照饮用水标准限值配制的5种单一重金属溶液均未观察到对藻有生物毒性,但在多种重金属共存的27个不同组合的混合溶液中,有73.1%的样品表现出明显的生物毒性;藻响应出现率与混合溶液中重金属的总浓度呈正相关关系(r=0.8942)。当多种重金属以二元至五元混合时,藻响应出现率分别为50%、80%、100%、100%,表明随着重金属组分的增加,混合溶液的毒性作用越来越显著。当不同混合溶液的重金属总浓度大于0.11 mg·L-1时,平均累积藻响应占比显著上升到93%,表明重金属混合溶液中藻的毒性与总浓度之间存在剂量响应关系。采用平均藻响应出现率分析,结果显示混合溶液中不同重金属的相对影响顺序为:Cr(Ⅲ)87.5%>Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)58.3%>Cd(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)54.3%,表明Cr(Ⅲ)表现出的藻毒性远高出其他重金属。现行的水质标准通常采用单一指标和限值,本研究结果表明采用单一指标不能有效规避多种污染物共存体系的环境风险。     

二元联合作用藻红外测试方法——以重金属为例

为检验二元联合作用藻红外测试方法的可行性,用Cu~(2+)、Fe3+、Mn~(2+)、Al3+、Cr3+、Hg~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)进行了二元联合作用测试实验。结果显示:联合药液的参照浓度与单药液的参照浓度比为0.5:0.25的有15组二元组合,为2.0:1.0的有10组二元组合,为1.0:0.5的有11组二元组合;在9种重金属的36组二元联合作用测试结果中出现拮抗作用、相加作用、协同作用,表明联合作用类型表现出多样性;14组拮抗作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为93%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,21组相加作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为86%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,1组协同作用重现性67%;36组联合作用测试结果的再现性为50%~100%、再现性的出现率为86%,重现性为67%~100%、重现性的出现率为100%。上述分析可知,9种重金属的36种二元联合作用测试结果具有较好的多样性、再现性、重现性,表明测试条件、藻温测试方法、三指标评价法能够保证藻响应温差和藻响应药品评价结果的质量,参照浓度分析方法、联合作用评价方法能够控制联合作用分析结果的质量;藻响应的有毒有害物都存在敏感浓度,用参照浓度分析方法可分析出藻响应有毒有害物的参照浓度。因此,藻红外测试技术可以用于测试重金属、农药、有机药品、抗生素等的二元联合作用。     

磺胺类抗生素对斜生栅藻的协同和拮抗作用研究

环境中抗生素复合污染产生的毒性效应具有潜在风险。为系统考察磺胺类抗生素(SAs)混合物的联合毒性效应,以环境中常见的磺胺吡啶(SPY)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、磺胺甲氧哒嗪(SMP)、磺胺甲恶唑(SMZ)和磺胺喹噁啉(SQ) 6种SAs及其二元混合物体系(共75条混合物射线)为研究对象,利用96孔微板测定6种SAs及其二元混合物对斜生栅藻(So)的生长抑制毒性,通过浓度加和(CA)、独立作用(IA)模型和模型偏移率(MDR)分析混合物的联合毒性及毒性相互作用。结果表明,6种SAs及其混合物射线对So在96 h呈现明显的毒性,但不同SAs的毒性大小不同,以半数效应浓度的负对数(pEC₅₀)为毒性大小指标,6种SAs的毒性大小顺序为：SQ(pEC₅₀=5.311)>SPY(pEC₅₀=3.757)≈SMZ(pEC₅₀=3.749)>SMP(pEC₅₀=3.680)>SM2(pEC₅₀=3.090)>SMR(pEC...     

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。     

淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性

溶解有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分。天然水体DON是许多微生命体包括有毒藻种的氮营养源,在供水安全以及水体富营养化等方面的生态环境效应不容忽视。文章系统地介绍了淡水水体DON含量与来源、生物有效性与估算方法,以及对有毒藻种生长的影响。DON的来源是影响水体中DON含量动态特征的关键因素。DON来源包括陆地径流,植物碎屑,土壤淋溶液,沉积物释放,大气沉降,藻类、大型植物、细菌与细胞死亡或自我分解,微型及大型浮游动物捕食和排泄、分泌物释放等。研究表明约有12%～72%的DON可迅速被生物所利用,具显著差异,究其原因可能是其来源组成、化学本质(分子质量与极性)、测试生物组成、是否有细菌作用等因素造成的。不同藻种具有不同氮源利用能力,DON对藻类生长具有直接或间接的作用,并可能影响藻类群落结构(有毒藻类成为优势种)。考虑到水环境保护与饮用水安全供水的重要性,未来研究应重视淡水水体DON生物有效性与其化学本质的揭示,尤其是对有毒藻种。     

有效微生物群(EM)中抑藻酵母及其活性物质特性

采用选择性培养基从有效微生物群(EM)中富集出酵母菌,通过向对数增长期的混合藻液中加入酵母菌、葡萄糖、酵母菌+葡萄糖、经酵母菌发酵除菌后的葡萄糖溶液分别考察了其对水华藻的抑制效应.结果表明,混合酵母菌自身对于水华藻没有抑制作用,单独添加葡萄糖的水华藻甚至出现快速增殖;而在添加葡萄糖+酵母菌或酵母菌发酵液的实验中水华藻近似被完全抑制,最大抑制率达97%.据此可知,抑制水华藻增殖的并非酵母菌自身,而是具有高热稳定性的胞外分泌物.HPLC-SEC与三维荧光光谱分析表明,酵母菌发酵液中含有明显的芳环类羧酸及蛋白质物质,但由于其在高温灭菌后仍有良好的抑藻活性,因而进一步确定其抑藻活性物质为含苯环的有机酸.此外,依据对实验中水华藻细胞形态的显微镜观察,该酸性胞外物可能是通过破坏藻细胞的叶绿体结构来达到抑藻效果的.     

光催化降解对抗生素藻类毒性效应影响研究进展

抗生素滥用带来环境中残留抗生素及其抗性基因的问题,近年来已成为全球关注的热点问题.光催化氧化技术是当前研究领域广泛采用的有效降解水环境中残留抗生素的热门方法;但光催化氧化无法使水环境中抗生素完全矿化,存在生态风险,探明光催化降解抗生素对其藻类毒理效应影响及内在机制,对研发高效、安全的光催化技术具有重要意义.本文在总结水...     

淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性

溶解有机氮（Dissolved organic nitrogen,DON）是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分。天然水体DON是许多微生命体包括有毒藻种的氮营养源,在供水安全以及水体富营养化等方面的生态环境效应不容忽视。文章系统地介绍了淡水水体DON含量与来源、生物有效性与估算方法,以及对有毒藻种生长的影响。DON的来源是影响水体中DON含量动态特征的关键因素。DON来源包括陆地径流,植物碎屑,土壤淋溶液,沉积物释放,大气沉降,藻类、大型植物、细菌与细胞死亡或自我分解,微型及大型浮游动物捕食和排泄、分泌物释放等。研究表明约有12％～72％的DON可迅速被生物所利用,具显著差异,究其原因可能是其来源组成、化学本质（分子质量与极性）、测试生物组成、是否有细菌作用等因素造成的。不同藻种具有不同氮源利用能力,DON对藻类生长具有直接或间接的作用,并可能影响藻类群落结构（有毒藻类成为优势种）。考虑到水环境保护与饮用水安全供水的重要性,未来研究应重视淡水水体DON生物有效性与其化学本质的揭示,尤其是对有毒藻种。     

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     

典型抗生素二元混合物对明亮发光杆菌的急性联合毒性

以明亮发光杆菌作为受试生物,测定了不同类型抗生素的二元混合物对明亮发光杆菌的等比急性联合毒性.结果表明,4类抗生素对明亮发光杆菌二元等比急性联合毒性主要呈加和效应及拮抗效应.本研究可为水体中抗生素的联合生态风险评价和修复提供理论依据.     

Photodegradation of chromophoric dissolved organic matters in the water of Lake Dianchi,China

Water samples were taken from Lake Dianchi, on the Yungui Plateau of southwest China, and experiments were conducted to simulate the photochemical degradation characteristic of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the lake water. Three groups of experiments under different light conditions: ultraviolet (UV) light, visible light, and dark, were done and variations of fluorescence properties, UV absorbance, and dissolved organic carbon (DOC) concentrations during the experiments were analyzed to study the photodegradation process of CDOM with time. The result showed that light irradiation led to significant photochemical degradation of CDOM, resulting in changes in florescent properties, absorbance losses, decreases in aromaticity and average molecular weight, as well as decline in DOC concentration in the water. It was also observed that UV irradiation had greater effect than visible light did. However, various fluorophores had different sensitivities to the same irradiation condition, that is, protein-like fluorophore at the low excitation wavelengths is more sensitive to UV irradiation than the other fluorophores, and is more readily to undergo photo-degradation. In addition, visible light irradiation did not have significant impact on DOC in the water, with DOC concentration decrease by 5.57% –59.9% during the experiment time. These results may provide new knowledge on the environment behavior of CDOM in the water of Lake Dianchi.     

Mechanisms for simultaneous ozonation of sulfamethoxazole and natural organic matters in secondary effluent from sewage treatment plant

• SMX was mainly degraded by hydrolysis, isoxazole oxidation and double-bond addition. • Isoxazole oxidation and bond addition products were formed by direct ozonation. • Hydroxylated products were produced by indirect oxidation. • NOM mainly affected the degradation of SMX by consuming ^•OH rather than O₃. • Inhibitory effect of NOM on SMX removal was related to the components’ aromaticity. Sulfamethoxazole (SMX) is commonly detected in wastewater and cannot be completely decomposed during conventional treatment processes. Ozone (O₃) is often used in water treatment. This study explored the influence of natural organic matters (NOM) in secondary effluent of a sewage treatment plant on the ozonation pathways of SMX. The changes in NOM components during ozonation were also analyzed. SMX was primarily degraded by hydrolysis, isoxazole-ring opening, and double-bond addition, whereas hydroxylation was not the principal route given the low maximum abundances of the hydroxylated products, with m/z of 269 and 287. The hydroxylation process occurred mainly through indirect oxidation because the maximum abundances of the products reduced by about 70% after the radical quencher was added, whereas isoxazole-ring opening and double-bond addition processes mainly depended on direct oxidation, which was unaffected by the quencher. NOM mainly affected the degradation of micropollutants by consuming ^•OH rather than O₃ molecules, resulting in the 63%–85% decrease in indirect oxidation products. The NOM in the effluent were also degraded simultaneously during ozonation, and the components with larger aromaticity were more likely degraded through direct oxidation. The dependences of the three main components of NOM in the effluent on indirect oxidation followed the sequence: humic-like substances>fluvic-like substances>protein-like substances. This study reveals the ozonation mechanism of SMX in secondary effluent and provides a theoretical basis for the control of SMX and its degradation products in actual water treatment.     

有机磷农药的残留、毒性及前景展望

有机磷农药自问世到现在已有70年的历史。因为它的高效、快速、广谱等特点，一直在农药中占有很重要的位置，对世界农业的发展起了很重要的作用。但随着它的不断使用，也暴露出了很多问题，如高残留、毒性强等，尤其在环保意识日益增强的今天，其暴露的问题引起了人们的高度重视。文章主要对有机磷农药的残留、毒性作了初步的分析，指出尽快开发替代产品是今后使用有机磷农药的方向。