2种典型家用消毒剂对水生生物的急性毒性影响及生态效应阈值研究

家用消毒剂大量用于日常生活中,进入水体环境后对水生生物产生潜在危害效应,目前尚缺乏保护水生生物安全的生态效应阈值。本研究以2种典型家用消毒剂(有效成分分别为对氯间二甲苯酚和次氯酸钠,前者命名为消毒剂A、后者为消毒剂B)为研究对象,开展其对8种不同营养级淡水水生生物的急性毒性效应研究。结果表明,除底栖动物外,消毒剂B对藻类、溞类和鱼类的急性毒性均高于消毒剂A;我国本土种稀有鮈鲫对2种消毒剂的敏感性高于其他2种鱼类;2种消毒剂对藻类的毒性高低均为近头状伪蹄形藻斜生栅藻蛋白核小球藻;近头状伪蹄形藻对2种消毒剂最敏感。基于上述毒性数据构建了物种敏感分布(SSD)曲线,计算对保护95%的物种不受影响时所对应的污染物浓度(HC5),并结合评估因子法推导出2种消毒剂预测无效应浓度(PNEC)值作为急性生态效应阈值,消毒剂A和消毒剂B的PNEC值分别为13.16 mg·L~(-1)(有效成分对氯间二甲苯酚PNEC值为0.33 mg·L~(-1))和0.71 mg·L~(-1)(有效成分次氯酸钠PNEC值为0.01 mg·L~(-1)),消毒剂A对淡水生物的PNEC比消毒剂B大了一个数量级,表明相较于消毒剂B,消毒剂A对水生态环境更为友好。本研究结果可为制订典型家用消毒剂的水质基准提供科学依据。     

Cu（Ⅱ）对海洋浮游植物生长影响的初步研究

选择赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、三角褐指藻(Pheodactylum tricornutum Bohlin)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenber)、裸甲藻(Gymnodinim sp.)、亚心型扁藻(Platymonas subcordiforus)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus Cleve)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum(Greville)Cleve)、青岛大扁藻(Platymonashelgolanidica)8种浮游植物,采用一次培养实验方法,研究了重金属Cu(Ⅱ)对海洋浮游植物生长的影响,并在Logistic生长模型的基础上结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Cu(Ⅱ)浓度项,建立了Cu(Ⅱ)胁迫下海洋浮游植物生长动力学模型——Logistic-W模型,描述了Cu(Ⅱ)存在条件下海洋浮游植物的生长过程.结果表明,较高浓度Cu(Ⅱ)对8种浮游植物的生长普遍具有抑制作用,而较低浓度Cu(Ⅱ)则可促进旋链角毛藻、中肋骨条藻、青岛大扁藻的生长;Lorentz方程可以描述Cu(Ⅱ)浓度对浮游植物生长速率参数的影响,而GaussAmp方程可以描述Cu(Ⅱ)浓度对浮游植物生物量的影响;Cu(Ⅱ)胁迫下浮游植物的生长可用动力学方程Logistic-W描述,实验验证该模型合理,其拟合相关系数R2为0.817～0.993,平均为0.916.论文提出的生长模型可以预测不同浓度Cu(Ⅱ)胁迫下海洋浮游植物的生长情况,也可根据浮游植物的生长情况推测相应海区的Cu(Ⅱ)浓度.     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斜生栅藻的致毒效应研究

为了评估邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对水生生物的毒性效应,采用室内培养的方法,研究了DBP对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应.实验设置5个暴露组(5、10、20、50、100mg·L-1)和1个对照组(0mg·L-1),暴露96h后分别测定DBP对斜生栅藻生长量、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生理生化指标的影响.结果表明,各暴露组DBP对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随DBP暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,显示出明显的剂量-效应关系.DBP对斜生栅藻的24、48、72、96h的EC50值分别为3.31、15.49、1.95、2.21mg·L-1.叶绿素a、b及类胡萝卜素含量随着DBP暴露浓度的增大呈现相同的变化趋势,均为低浓度(5～10mg·L-1)上升,高浓度(10～100mg·L-1)下降.随DBP暴露浓度的增大,斜生栅藻SOD活性表现为先激活后抑制,在20mg·L-1时SOD活性达到最大值(与对照比较,p<0.05);当DBP暴露浓度≥10mg·L-1时,MDA含量随DBP浓度的增大显著增加(与对照比较,p<0.05,p<0.01).     

Cd2+胁迫对螺旋藻生长、光谱特性及藻胆蛋白质量浓度的影响

Cd2 是造成环境污染的重金属元素之一,如何治理Cd2 污染一直是一个难题。螺旋藻(Spirulina)是一种营光合自养的蓝藻,由于其突出的营养和保健价值而被誉为21世纪最优秀的食品。高浓度的某些重金属,如Cu2 ,Mn2 ,Zn2 等会抑制螺旋藻的生长并在藻细胞内富集,但有关Cd2 对螺旋藻的影响则未见相关报道。采用室内培养法,研究了不同质量浓度(0~25mg/L)Cd2 对钝顶螺旋藻突变株(SP-Dz)的生长、光谱特性及藻胆蛋白质量浓度的影响。结果表明,不同质量浓度的Cd2 处理均会抑制螺旋藻的生长,随着Cd2 质量浓度的增加,抑制作用增强。螺旋藻藻细胞有三个主要吸收峰,分别在440nm(叶绿素a在蓝紫光区的吸收峰),626nm(藻蓝蛋白的吸收峰)和676nm(别藻蓝蛋白和叶绿素a在红橙光区的吸收峰)。Cd2 处理会使藻细胞3个主要吸收峰中的两个发生红移,分别由440nm红移到448nm,676nm红移到684nm。Cd2 会使藻胆蛋白中藻蓝蛋白的吸收峰由626nm红移到630nm,而对别藻蓝蛋白在680nm的吸收峰没有明显影响。随着Cd2 质量浓度的增加,藻胆蛋白质量浓度下降。     

Ag(I)对大肠杆菌抑制作用影响因素的分析

通过测定在各种条件下Ag(I)对大肠杆菌Escherichia coli的生长的抑制作用,系统分析了各参数对Ag(I)毒性的影响.结果表明:好氧、厌氧状态下,Ag(I)对E.coli的抑制能力基本相同;在LB培养基、氨基酸基本培养基和标准基本培养基中Ag(I)开始抑制E.coli生长的浓度差异较大,分别为10、0.5、0.1μmol/L; LB组分中的酵母粉的加入完全消除了Ag(I)对E.coli的抑制作用;此外,菌体浓度越高抑制其生长所需的Ag(I)浓度也越高.因此Ag(I)对E.coli生长的抑制作用与氧化应激无关,而与培养基种类、培养基组分及菌体浓度高度相关.     

微藻对壬基酚的响应及去除能效研究

分离筛选11种微藻开展微藻对NP暴露的响应特征和去除能效研究。NP对叶绿素a含量的96 h半抑制效应浓度(EC50)介于0.60~3.33 mg·L~(-1)之间,EC50由小到大依次为:短棘盘星藻羊角月牙藻小球藻衣藻斜生栅藻肥壮蹄形藻卷曲纤维藻二尾栅藻惠氏微囊藻四尾栅藻蛋白核小球藻。除斜生栅藻、羊角月牙藻、肥壮蹄形藻、卷曲纤维藻之外,微藻的生长速率与EC50呈显著的正相关关系。EC50与细胞粒径、表面积以及体积总体上呈负相关关系,与微藻对NP的最大去除速率和半饱和常数呈正相关关系。NP的藻类去除过程符合一级反应动力学方程,且NP的半衰期与微藻起始总表面积呈显著的负相关关系。NP对微藻群落的影响与其浓度相关,其选择性干扰效应主要与微藻耐受性相关。NP耐受性高的种类多表现出高生长速率和去除能力。     

鼠尾藻提取物对亚历山大藻的化感效应

研究不同浓度的鼠尾藻组织蒸馏水及4种不同极性有机溶剂(甲醇、丙酮、乙醚、氯仿)提取物对亚历山大藻的生长抑制作用.结果表明:鼠尾藻组织甲醇提取物对亚历山大藻的生长抑制活性最强,大于3×10-8 mg kg-1浓度作用下亚历山大藻在1 d内完全死亡;鼠尾藻组织蒸馏水抽提物与对照组相比在各个浓度时均能显著抑制亚历山大藻的生长,但即使在最高浓度1.6×10-6mg kg-1下亦对其无致死效应;其他3种有机溶剂提取物对亚历山大藻的生长无明显影响.表明鼠尾藻组织中含有的对亚历山大藻具有抑制作用的活性物质具有较高的极性.对鼠尾藻甲醇提取物进行液液萃取,将其分离为石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和蒸馏水相,并对亚历山大藻进行生物活性检测.结果发现,石油醚相和乙酸乙酯相具有较强的杀藻活性,表明脂肪酸可能是鼠尾藻组织内抑制亚历山大藻生长的克生物质的重要组成成分之一.图3参36     

不同粒径和不同浓度清洁疏浚物对2种海洋微藻生长的影响

采用室内模拟试验研究了不同粒径和不同浓度悬浮清洁疏浚物对2种常见海洋微藻小球藻（Chlorella sp.）和新月菱形藻（Nitzschia closterium）生长的影响.结果表明,在8d的试验周期里,与对照组相比,不同浓度清洁疏浚物对2种海洋微藻生长的影响均达极显著水平（P＜0.01）.在相同粒径范围内,悬浮清洁疏浚物质量浓度为1～7g·L-1时,其对微藻生长的抑制作用随浓度升高而增加.随悬浮清洁疏浚物粒径的减小,2种海洋微藻的细胞密度呈下降趋势,＞88～ 125 μm粒径范围内生长的藻细胞受影响最小,0～16 μm粒径范围内生长的藻细胞受影响最大.悬浮清洁疏浚物对2种海洋微藻比生长速率的抑制作用明显,延缓了最大比生长速率出现的时间.2种海洋微藻对悬浮清洁疏浚物的敏感性存在差异,小球藻对悬浮清洁疏浚物的反应更加迅速.     

海洋赤潮藻球形棕囊藻在氮磷富营养下的细胞增殖

利用常见海洋赤潮微藻球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)为试验研究材料,以舵海洋微藻营养液为对照(1P1N:磷质量浓度为5×10-3g·L-1.氮质量浓度为75×10-3g·L-1),设置3组富磷和富氮营养处理(3P1N:磷质量浓度为15×10-3 g·L-1,氮质量浓度为75×10-3 g·L-1;1P3N:磷质量浓度为5××10-3 g·L-1,氮质量浓度为225×10-3 g·L-1;3P3N:磷质量浓度为15××10-3 g·L-1,氮质量浓度为225×10-3 g·L-1),利用细胞记数和叶绿素荧光测定等方法研究了藻细胞在不同富磷和富氮条件的增殖情况.结果显示,不同浓度磷和氮营养下的藻体荧光值变化在试验周期内均呈现"S"型曲线,表明藻细胞的生长经历缓慢期,快速期和平缓期3个阶段;同时,不同的富磷和富氮营养条件对球形棕囊藻的叶绿素荧光值有一定的影响,其中在对照1P1N下的藻体荧光值最低,在试验结束时(第10天)只有850 μg·L-1,而在3P1N,1P3N和3P3N条件下的藻体荧光值均达到900 μg·L-1以上,显著高于1P1N下的藻体荧光值,表明富磷和富氮营养可以促进藻细胞的生长增殖,但在试验设置的不同富磷和富氮营养下的藻体荧光值之间没有显著的差异.就不同磷和氮营养条件下的藻最大比生长速率而言,3P3N和3P1N条件下的最大,均达到0.77 d-1,明显高于1P1N和1P3N条件下的藻最大比生长速率(分别只有0.70 d-1和0.69 d-1).此外,试验结束时细胞密度的变化趋势与藻体荧光值相似,富磷和富氮营养条件下的细胞密度显著高于1P1N下的细胞密度,而富磷和富氮营养条件下的细胞密度间也不存在显著的差异.研究结果揭示,水体中的高磷和高氮营养浓度是导致藻细胞大量快速增殖的一个主要因素,而利用叶绿素荧光来测定藻细胞增殖是一种快速、简便,灵敏和可靠的方法,可在今后赤潮监测过程中多加利用,以能及时、准确地预测预报赤潮爆发.从而减少其对环境和经济的影响.     

鼠尾藻和鸭毛藻水提液对三角褐指藻的抑制作用

调查了鼠尾藻Sargassum thunbergii和鸭毛藻Symphyocladia latiuscula水提液对三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum 生长的抑制作用.结果表明,海藻水提液明显抑制三角褐指藻生长,并且这种抑制作用来自藻体活性物质(化感物质);鼠尾藻和鸭毛藻的化感物质既溶于水也溶于乙醇,随时间可能被三角褐指藻消耗尽或发生降解,因而抑制作用减弱以至消失,最大抑制发生在接种4 d.鼠尾藻和鸭毛藻水提液抑制三角褐指藻生长的半效应质量浓度(EC_(50,96h))分别为4.37g·L~(-1)和3.59g·L~(-1),暗示三角褐指藻对鸭毛藻水提液抑制的反应更敏感.     

溴氯海因在水环境中的降解及其对4种水生生物的急性毒性

研究了新型消毒剂溴氯海因(BCDMH)在水环境中的降解规律及其影响因素以及BCDMH对4种不同生态位水生生物(发光菌、小球藻、大型溞和斑马鱼)的急性毒性.结果表明:1)BCDMH的正辛醇/水分配系数(Kow)为3.74(25℃),在水环境中的降解符合一级动力学方程C=C0×e-k·t,其一级反应速率常数k随温度升高而增大,25℃时k值为0.3577,半衰期为1.72d.2)pH6～9时,pH值越低BCDMH降解越快,碱性条件对其降解有显著抑制;自然光照和曝气有利于BCDMH的降解.3)BCDMH对斑马鱼的96hLC50=3.68mg·L-1,属高毒;对大型溞的24hLC50=1.44mg·L-1,属高毒;对小球藻的96hEC50=4.15mg·L-1,属高毒;对发光菌的1hEC50=0.62mg·L-1,属极高毒.     

HgCl2对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生理生化特性的影响(Effects of HgCl2 on Physiological and Biochemical Characteristics of Scenedesmus obliquus)

为探讨汞对藻类的毒性效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,检测了HgCl2对藻细胞数目、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生化指标的影响.结果表明,各暴露组(0.2～1.5mg·L-1)HgCl2对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随HgCl2暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,HgCl2对斜生栅藻的48、72、96hEC50值分别为1.194、1.113、0.986mg·L-1.随着HgCl2暴露浓度的升高(0.01～1.5mg·L-1),叶绿素a、b及类胡萝卜素等光合色素含量均呈逐渐降低趋势;SOD活性表现为先激活后抑制;MDA含量则显著增加(p<0.05,p<0.01).     

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯对4种藻类生长的影响

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯~(-1)-羟基乙基)磷酸酯(敌百虫)为广谱杀虫剂,用途广泛,但对藻类的毒理学效应研究还有待完善。采用4种受试藻样,设置5个敌百虫浓度组(1、5、10、50和100 mg·L~(-1))和对照组,实验周期40 d,藻细胞的初始接种密度106cells·m L~(-1),光暗比12 h/12 h,24 h曝气,24 h磁力搅拌,实验温度25℃,p H 6.8,每隔24 h取样。结果表明:5 mg·L~(-1)、10 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)浓度的敌百虫对铜绿微囊藻和小球藻的生长有促进作用,其中以50 mg·L~(-1)浓度组的促进作用最为显著,促进作用主要表现在生长峰值的延后以及生长对数期的延长,而高剂量(100 mg·L~(-1))的敌百虫则有抑制藻生长的作用。取50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组以及铜绿微囊藻和小球藻作进一步深入研究,结果表明:50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组的叶绿素a含量峰值比对照组高30%,细胞体内的SOD、ATP含量都高于对照组。敌百虫的使用浓度通常在0.1~1.0 mg·L~(-1),低于本实验最佳浓度。本实验中1 mg·L~(-1)敌百虫对藻生长影响效果不明显。     

表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十二烷基磺酸钠（SDS）对安氏伪镖水蚤的急性毒性研究(Acute Toxicity of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate（SDBS）and Sodium Dodecyl Sulfate（SDS）to the Copepod, Pseudodiaptomus annandalei)

为探讨表面活性剂成分对海洋桡足类生物的影响,测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)对安氏伪镖水蚤(Pseudo-diaptomus annandalei Sewell)的急性毒性作用.结果表明,SDBS对安氏伪镖水蚤雌体24h、48h、72h和96h的半致死浓度LC50分别为2.40、1.67、1.59和1.58mg·L-1,而对雄体分别为1.84、1.54、1.41和1.40mg·L-1;SDS对雌体24h、48h、72h和96h的LC50分别为54.33、30.85、25.21和15.85mg·L-1,对雄体分别为18.48、13.55、10.51和8.50mg·L-1;SDBS对雌体和雄体的安全浓度分别为0.24mg·L-1和0.32mg·L-1,而SDS对雌体和雄体的分别为2.98mg·L-1和2.19mg·L-1.结果显示,对安氏伪镖水蚤而言,SDBS比SDS的毒性更强;以半致死浓度LC50为参考依据,安氏伪镖水蚤雄体均比雌体对这两种表面活性剂敏感.     

多壁碳纳米管存在环境下Pb、Zn对斑马鱼毒性的变化(The Change of the Toxicity of Pb and Zn on Zebrafish in the Case of the Existence of Multi-Walled Carbon Nanotubes)

研究了重金属铅、锌对斑马鱼的急性毒性效应及在人工碳纳米材料——多壁碳纳米管存在环境下,铅、锌对斑马鱼毒性的变化.结果显示,随着铅(Pb(NO3)2)、锌(ZnSO4)浓度的增加以及染毒时间的延长,斑马鱼死亡率逐渐增加;单一多壁碳纳米管悬液(10mg·L-1)对斑马鱼无明显毒性效应.Pb和Zn对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为5.38mg·L-1、3.99mg·L-1、3.83mg·L-1和26.37mg·L-1、21.39mg·L-1、20.62mg·L-1;在多壁碳纳米管存在条件下,二者对斑马鱼24h、48h和96h的LC50分别为2.74mg·L-1、2.26mg·L-1、2.15mg·L-1和21.85mg·L-1、17.17mg·L-1、16.77mg·L-1.多壁碳纳米管存在条件下铅、锌对斑马鱼的LC50显著降低,提示碳纳米材料可能会增加重金属对水生生物的毒性.     

两种典型持久性有机污染物对草履虫急性毒性初探

滴滴涕和苯并芘这两种典型持久性有机污染物在环境中已广泛分布,因此,本研究利用单细胞真核模式生物-草履虫来研究其急性毒性效应,结果发现其毒性效应存在显著的剂量效应关系.DDT和BaP的半数致死浓度分别为126.012 mg·L-1和180.167 mg·L-1,且这两种污染物的浓度和概率间存在很好的线性关系.不同浓度的D...     

塑料增塑剂对凡纳滨对虾存活、生长和免疫的影响(Effects of Plastic Plasticizers on Survival, Growth and Immune Factors of Litopenaeus vannamei)

研究了塑料增塑剂邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)存活、生长和免疫的影响.96h急性毒性实验表明,在助溶剂Tween20的安全浓度范围内,随着DMP、DEP、DBP和DOP水平的升高,凡纳滨对虾存活率呈下降趋势,24h、48h、72h和96h的LC50分别为40.33、35.29、25.48、19.14mg·L-1,30.52、23.45、16.96、15.38mg·L-1,7.51、6.97、6.57、6.06mg·L-1和6.85、5.87、5.01、4.47mg·L-1;DMP、DEP、DBP和DOP对凡纳滨对虾的安全浓度随塑料增塑剂碳链的增加呈下降趋势,分别为8.11、4.15、1.80和1.29mg·L-1.90d慢性毒性实验表明,凡纳滨对虾存活率、特定生长率、血清蛋白含量、血清酚氧化酶和超氧化物歧化酶活性均以对照组和0.0400mg·L-1助溶剂Tween20处理组最高,而且显著高于1/100倍DMP、DEP、DBP和DOP安全浓度处理组(p<0.05).     

Pb污染对白菜的生态毒理效应研究（Ecotoxicological Effects of Pb on Brassice rapa）

采用水培方法研究了白菜种子和幼苗对Pb的富集能力与耐受性.实验设6个处理浓度,分别为0.2mg·L-1、0.4mg·L-1、0.8mg·L-1、1.6mg·L-1、3.2mg·L-1及对照,共培养7d,然后测定种子萌发抑制率、茎生长抑制率、根的耐性指数、叶绿素与类胡萝卜素含量与铅的富集量.研究表明白菜幼苗对高浓度的Pb具有富集能力,根是主要的富集器官,根的最高富集量为75.46mg·L-1.Pb抑制白菜幼苗的营养生长,抑制白菜根的伸长.0.2mg·L-1处理浓度下,Pb促进白菜茎的生长,高浓度的Pb抑制白菜茎的生长.Pb抑制白菜体内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量.铅影响白菜幼苗的正常生长,白菜对铅具有一定耐受性.     

高锰酸钾及氯化锰对日本青鳉的急、慢性毒性(Toxic Effects of Potassium Permanganate and Manganese Chloride on the Early Life Stage of Japanese Medaka（Oryzias latipes）)

饮用水生产中投加高锰酸钾可能引起高锰酸钾及其副产物二价锰的毒性效应.利用日本青鳉的胚胎-幼鱼发育阶段评价了以高锰酸钾为预氧化剂的饮用水生产工艺安全性.结果表明,高锰酸钾对日本青鳉的LC50-96h为1.48mg·L-1.慢性暴露中,对孵化时间影响的最低可观察效应浓度(LOEC30d)为0.1mg·L-1;暴露于0.4mg·L-1的高锰酸钾对30d后日本青鳉的体长、体重、累计死亡率均有显著影响,但对孵化率率无显著影响.氯化锰(Mn2+)对日本青鳉的LC50-96h为550mg·L-1,对体重影响的LOEC30d为3.2mg·L-1.当高锰酸钾的使用浓度在0.5～1.5mg·L-1之间,其在滤后水中的高锰酸钾残余浓度低于检出限,而降解中间体产物Mn2+浓度小于0.5mg·L-1,均低于本文报道的LOECs数值.