微囊藻毒素在土壤中的环境行为及污染风险

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是富营养化水体中发生蓝藻水华时所产生的一类肝毒素,在环境中大量出现时将对生态系统带来冲击并可通过食物链进入人体进而危害人类健康.关于微囊藻毒素的环境行为和污染风险近年来已成为研究热点.论文基于地表物质循环原理,分析了水体中微囊藻毒素经土壤进入人体的途径,指出了土壤在微囊藻毒素迁移转化链条中的位置,概述了微囊藻毒素在土壤中的环境化学行为、农作物的吸收特性及其生态毒理效应等方面的研究进展,提出了在微囊藻毒素迁移转化过程中土壤的净化和传递两大功能,并在此基础上展望了今后的研究方向.     

微囊藻毒素神经毒理学研究进展

微囊藻毒素(microcystins,MCs)是蓝藻产生的主要毒素,中毒人群或动物会表现出神经毒害症状,目前越来越多的研究关注其神经毒害及毒理.MCs 可能由有机阴离子转运肽(OATP)转运并穿过血脑屏障,在动物脑组织中分布与蓄积.MCs会严重影响神经发育,损害动物的神经系统功能.MCs可能通过影响脑组织中的解毒与抗氧...     

Fenton试剂氧化降解微囊藻毒素-LR

研究了Fenton试剂氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,在H2O2浓度1.5mmol·l-1,Fe2 浓度0.10 mmol·l-1,反应温度为25±1℃,pH值为4.18及反应时间为30min的条件下,浓度为0.41mg·l-1的MC-LR去除率可以达到92.4%,降解过程符合准一级反应动力学.Fenton试剂氧化体系能有效地降解MC-LR,特别是在紫外光的照射下,MC-LR的降解速率得到大幅度提高.紫外光能促进Fe3 还原为Fe2 ,所以光助Fenton试剂氧化反应中可以使用Fe3 代替Fe2 .     

微囊藻毒素对青菜生长的影响及其在生物体内的累积

蓝藻藻泥好氧堆肥腐熟后还田是其打捞后资源化利用的主要途径。堆肥后仍有一定数量的微囊藻毒素(microcystin,MC)残留,大量还田是否会对作物生长和人类健康产生安全风险尚不明确。将青菜(Brassica chinensis)暴露于不同MC含量的石英砂和菜地土壤,观测植株生长状况及体内MC含量,并观测不同含量的MC在菜地土壤中的降解速率。结果发现:砂培实验结束时,青菜成株的株高和生物量随着MC暴露浓度的增加而显著降低,而植株地上部MC的含量则显著增加。在MC浓度为0.386mg·kg-1的处理中,青菜地上部MC-LR(L为亮氨酸)和MC-RR(R为精氨酸)的浓度分别达到27.45μg·kg-1(鲜质量)和1.35μg·kg-1(鲜质量)。MC-LR和MC-RR在青菜地上部的富集系数都随着砂培基质中MC浓度的增加而显著降低,且前者显著高于后者。土培青菜生长过程中吸收和累积的MC数量显著小于砂培实验。MC在菜地土壤中降解56d后,MC-LR和MC-RR的降解率均达90%以上。按普通有机肥的一般用量(2.5kg·m-2)施用充分腐熟的蓝藻堆肥成品种植青菜,食用后每人每天摄入的MC含量远低于WHO制定的饮用水中MC的指导值。研究为评估现行蓝藻堆肥工艺中残留的MC对作物生长和生物安全风险提供了科学依据。     

微囊藻毒素生物学功能的研究进展

在全球气候变化的大背景下,藻类水华暴发愈加频繁,产生的藻毒素对人类和动物的健康造成了严峻的威胁,其中以微囊藻毒素最为突出。阐明以微囊藻毒素为代表的藻毒素产生的原因无疑对水环境治理具有长远意义,然而微囊藻毒素的生物学功能至今尚不明确。微囊藻毒素的产生和多种环境条件相关,而微囊藻中也只有部分是产毒株系。尽管该毒素的毒理学靶点主要在人类和其他哺乳动物的蛋白磷酸酶,然而结合进化生物学和地质历史的证据可知,微囊藻毒素的出现比包括哺乳动物在内的后生动物的起源要早得多,因此微囊藻毒素并非藻类为了防御后生动物摄食而进化出来的,这引发了该毒素原本生物学功能的多年广泛研讨。本文综述了近年来关于微囊藻毒素生物学功能的新进展,并侧重在地质历史及当今全球气候变化背景下讨论该领域的研究意义。     

微囊藻毒素-LR对鸡肝脏的氧化损伤影响

蓝藻虽然能产生有毒的生物毒素,但是也含有较高的蛋白质。为探索蓝藻饲料化利用的可能性,本文通过腹腔注射的方式研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)对崇仁麻鸡的半数致死剂量(LD_(50))及其对肝脏的氧化损伤。实验设计了4个剂量组(对照组、5、10和20μg·kg~(-1)MC-LR),并在1、3、12、24和48 h检测了谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化。结果表明,MC-LR对崇仁麻鸡的LD_(50)值为34.67μg·kg~(-1)体重(bw),95%的置信限为33.51～35.83μg·kg~(-1)bw。在MC-LR的作用下,鸡肝出现了氧化应激现象。3个染毒组鸡肝中GSH含量呈现先下降而后上升恢复至正常水平的趋势,GST酶活力表现为先上升而后下降至正常值的趋势,这说明GSH和GST共同参与了鸡肝中MC-LR的解毒;鸡肝中GPX酶活性在前3小时先保持不变(除了1 h的高剂量组),随即显著上升,这说明GPX和GSH共同参与了鸡肝中过量活性氧自由基(ROS)的清除,GPX可以作为监测MC-LR引起鸡毒性作用的生物标志物。CAT酶活力表现为先显著下降(P<0.05)而后快速上升至正常值的趋势,SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定,这可能与SOD酶活性较高所致。     

微囊藻毒素对几种淡水微藻的生长和光合活性的影响

微囊藻毒素(MC)是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,而MC对藻类生长效应的影响却鲜见报道.通过模拟培养实验,研究了不同质量浓度的MC-RR对淡水藻类的生长和光合效能的影响.结果显示,100 μg·L-1以下的MC-RR对产毒铜绿微囊藻Ds(Microcystis aeruginosa Ds)作用并不明显;相反,100 μg·L-1 MC-RR对铜绿微囊藻无毒株854(Microcystis aeruginosa 854)有显著的杀藻效应,表明MC可能改变浮游植物种群中产毒与非产毒微囊藻的比例.MC-RR对其它藻类的作用因种类不同而效果各异.100 μg·L-1 MC-RR可显著抑制细长聚球藻(Synechococcus elongatus)的生长,并诱使水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)发生溶藻效应;100 mg.L-1显著降低了聚球藻和束丝藻的光合活性,表明微囊藻毒素对藻类生长的抑制与其对光合活性的抑制有关.100 μg·L-1以下的 MC-RR对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)的生长没有明显影响;1 000 μg·L-1 MC-RR 则可促进这三种藻的生长,但对小球藻和鱼腥藻的光合效能没有明显影响.以上结果说明MC参与浮游植物的种间相互作用与种群调节.     

叶绿素作用下微囊藻毒素-LR的光降解

研究了蓝藻中含量最多的色素--叶绿索在微囊藻毒素-LR(MC-LR)光催化降解中的作用,考察了波长和光强等对叶绿素催化的MC-LR光降解的影响.结果表明,叶绿素能导致MC-LR在日光照射下光降解,而且MC-LR的降解与其浓度呈正相关.在叶绿素浓度为0.1mg·ml-1的条件下,日光照射30 minMC-LR的去除率即可达到95%以上,而叶绿素浓度为0.05 mg·ml-1和0.01 mg·ml-1时,照射30 min后MC-LR的去除率分别为65%和56%.日光中紫外区(200-300 nm)的光,在光催化降解MC-LR中起主要作用,与体系最大吸收光谱范围一致的240 nm的光激发效果最好,光催化降解作用也最强.光照强度是影响MC-LR降解的重要因素,光强越大,MC-LR的降解率和降解速度越大.     

微囊藻毒素在鲋鱼体内生物富集及其体内的抗氧化反应

为了解微囊藻毒索在鲋鱼Carassius auratus L.体内生物富集作用,用LC/MS监测不同时间的鲋鱼肝脏、肌肉,以及饲养用水中痕量的微囊藻毒素.结果显示,肌肉组织中MC-RR和MC-LR的含量在18 d时达到峰值,分别为7.87 ng·g~(-1)和2.18 ng·g~(-1);而肝脏组织中MC-RR和MC-LR的含量在鲋鱼暴露9天时达到最高值,分别为25.30 ng·g~(-1)和33.27ng·g~(-1).研究结果支持肝脏组织是MCs的主要靶向器官,并且表明肝脏组织对MC-LR的富集量远大于MC-RR,而肌肉组织更易于积累MC-RR.文章还研究了鲋鱼体内的抗氧化酶(SOD、CAT、GST、GR酶)的活性变化,对MCs介导的氧化胁迫进行了评估.通过分别测定暴露不同时间点(3、9、18 d)肝脏和肌肉组织中的抗氧化酶的活性,发现它们的活性与组织中MCs的含量基本呈正相关,可能对MCs介导的氧化胁迫有缓解作用.以上表明,MCs能在鱼体内积累,抗氧化系统虽可缓解,但不能完全降解.因此食用被MCs污染的鱼类存在潜在的食品安全风险.     

氯氰菊酯对唐鱼肝和鳃组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

在实验室条件下采用静水法生物测试,研究了氯氰菊酯对唐鱼(Tanichthys albonubes)的急性毒性及其对肝和鳃组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,氯氰菊酯对唐鱼24、48、72、96h半致死浓度分别为27.27、15.94、10.13、6.61μg·L-1;经1、3、5μg·L-1浓度处理6、12、24、48、72h,结果显示唐鱼SOD在低浓度氯氰菊酯的胁迫下呈现明显的浓度效应关系,将唐鱼SOD作为农药等污染物的污染指标具有重要的应用前景,为安全使用农药和防止水体污染提供有益的理论参考依据。     

唐鱼卵黄蛋白原的诱导、纯化与鉴定

为探讨利用雄性唐鱼(Tanichthys albonubes)卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vtg)作为生物标志物检测环境雌激素的可行性,采用浸浴法用50μg·L-117β-雌二醇(E2)对雄性唐鱼进行染毒,30d后将鱼体整体匀浆进行常规聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)以分析Vtg的产生;并采用Mg2+-EDTA选择性沉淀和Q Sepharose阴离子交换层析对Vtg进行分离纯化.结果表明,E2诱导下,雄性唐鱼产生了雌性特异蛋白Vtg,并且可在体内积累;利用Mg2+-EDTA选择性沉淀和Q Sepharose阴离子交换层析的两步纯化方法可分离纯化唐鱼整体匀浆Vtg;经Native-PAGE鉴定,确定唐鱼Vtg的分子量为440kDa.以上结果提示,雄性唐鱼Vtg可以作为环境雌激素监测的有效生物学标记物。     

改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附动力学研究

用不同的酸碱溶液处理竹炭,研究改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附效果,再对筛选出的竹炭颗粒进行吸附动力学试验,并用准二级动力学模型和颗粒扩散模型对试验数据进行拟合,在此基础上进一步探讨影响吸附过程的因素。试验结果表明,用0.5 mol.L-1NaOH溶液处理过的竹炭颗粒吸附效果最佳,最大吸附量可达9.96 mg.g-1。颗粒扩散模型能更好地描述吸附动力学过程。竹炭颗粒的质量增加会降低孔雀绿分子的扩散速率;孔雀绿溶液的初始浓度增加则提高孔雀绿分子的扩散速率;颗粒直径、搅拌速度以及溶液的初始pH值也会影响吸附过程。     

微囊藻毒素的环境暴露、毒性和毒性作用机制研究进展

微囊藻毒素(MCs)是富营养化淡水水体中蓝藻的爆发性繁殖产生的最常见的藻毒素,因其分布广、结构稳定、毒性大引起了科学界的广泛关注。本文系统梳理了微囊藻毒素在我国水体中的污染现状和典型毒性效应及毒性作用机制。另外,针对目前藻毒素研究的不足提出了建议,可为有效降低环境中微囊藻毒素的潜在安全风险及深入研究其生态毒性效应提供支持。     

绿色消费认知和意愿的行为学调查与分析

绿色消费是解决当前中国环境污染的重要战略组成部分,本文研究了对上海市开展的关于绿色消费1200余份调查问卷。研究结果显示:1)人们环境意识和绿色消费意愿普遍提高,98%的受访者愿意为保护环境做出自身行为的改变。2)绿色消费认知参差不齐。对绿色产品的认知渠道不多,绿色产品的标签知晓率低于30%。3)绿色消费意愿强烈但支付能力还有限,82%的消费者愿意购买绿色产品,但支付不能超过同类普通商品10%的额外费用。研究结果还表明:绿色消费与性别、年龄、职业以及学历等具有相关关系。     

孔雀石绿降解菌M3的分离鉴定及降解特性研究

从鱼塘底泥中筛选分离出1株能高效降解低含量孔雀石绿(MG)的细菌M3.经16S rDNA同源性序列分析,鉴定为泛菌属(Pantoea sp.).30 ℃静止培养条件下,该菌株对0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L-1孔雀石绿5 d的降解率分别为97.54%、97.1%、100%和77.8%.菌株M3不能以MG为唯一碳源进行生长和代谢.葡萄糖、NH4NO3、KH2PO4/K2HPO4均能影响菌株M3对MG的降解.20～30 ℃温度范围内菌株M3对MG有明显降解效果,且降解速率随温度上升而提高.     

微囊藻毒素对微生物的生态毒理学效应研究进展

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的环状肽类化合物,是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,也是蓝藻水华污染过程中产量最大、危害最严重的藻毒素种类.论文根据微囊藻毒素对微生物(包括微型浮游植物、细菌、真菌)生态毒理学效应最新的研究进展,简要综述了微囊藻毒素的产生、理化性质以及对微生物的毒性效应,并对此研究领域进行了展望.     

36种典型除草剂对绿藻的毒性研究

近年来,农药对生态系统的初级生产者——藻类的毒性及其生态毒理学研究引起了国内外学者的广泛关注。除草剂在生产中广泛应用,对藻类的毒性作用最强,其毒性效应远高于杀虫剂和杀菌剂。论文选择市场上具有典型代表性的36种除草剂原药,分析解读除草剂在国内的登记情况,以及在作物、旱田和水田的使用情况;明晰对藻类生长抑制急性毒性效应。结果表明:1)除草剂的作用方式和化学类别对绿藻毒性影响显著;对于抑制植物细胞分裂和作用于植物叶绿体的除草剂对绿藻毒性均较高,以人工合成植物生长素为代表的除草剂对绿藻毒性均较低;2)相同作用方式,不同化学类别的除草剂,对单一绿藻的毒性差异明显。在水稻上获得登记的除草剂对藻类毒性整体低于在旱田获得登记的除草剂对藻类的毒性。开展多种农药对水生生态毒性的研究,为农药的合理安全使用、农药在淡水环境中的生态效应评价以及保护淡水生态系统提供科学依据。     

微囊藻毒素在银鲫肠道中的累积及其病理学影响

银鲫(Carassius auratus),杂食性鱼类,是我国淡水主养品种之一。在富营养化湖泊中,它能以有毒微囊藻为主要食物,导致微囊藻毒素(MCs)在其组织中大量累积。为研究MCs在肠道内累积和代谢特征及其对肠道的毒性影响,分别以50和200μg MC-LReq·kg-1剂量的MCs粗提液(主要含MC-RR和MC-LR)对银鲫进行腹腔注射,并在注射后1、3、12、24、48和168 h后取样。MCs的含量用LC-MS和HPLC进行定性和定量测定,结果发现,高低两剂量组银鲫肠中MCs的含量均在注射后1 h达最大值(分别为2.8和181.4 ng·g-1DW),然后随暴露时间的延长迅速下降。相对于毒素的累积,MCs诱导的银鲫肠组织损伤具滞后性,注射后48 h内,高低两剂量组肠道的病理变化呈时间-剂量依赖性的增长,病理特征表现为肠上皮细胞排列紊乱,甚至出现坏死、溶解和脱落,杯状细胞数目显著增多,微绒毛结构破坏并伴随淋巴细胞浸润。实验结果表明,单次染毒后MCs在鲫肠道中迅速累积后降解,并造成时间-剂量依赖性组织损伤,且低剂量组的损伤是可逆的。     

不同浓度的五氯酚对斑马鱼运动行为的影响

由于突发性水源污染频发,建立一种实时的风险监测评估系统十分迫切。本研究通过在线生物监测仪实时记录斑马鱼在五氯酚(PCP)中暴露前后的3D行为响应数据,分别从运动轨迹、游动速度(中值)、浮出水面频率及熵值4个指标分析斑马鱼的行为响应。结果表明：与对照组相比,暴露于低浓度(0.25、0.5 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,其游动速度(中值)和熵值呈递减趋势,但趋势不明显,其浮出水面频率有不同程度的增加;而暴露于较高浓度(1.0、2.0 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,其游动速度(中值)、浮出水面频率、熵值约有10 min的急速升高之后降低;暴露于高浓度(4.0 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,所有指标均呈明显下降趋势。这表明斑马鱼的毒性行为响应随PCP的浓度变化而变化,所以可以通过监测鱼类的行为变化来反映水体的污染状况。因此,鱼类行为学研究在高浓度突发性水源污染的实时监测方面具有一定的应用前景。