环境中多残留农药复合暴露对淡水绿藻和斑马鱼的联合毒性

多残留农药复合暴露的潜在生态危害和健康风险已引起国内外普遍关注。以水环境淡水绿藻和斑马鱼为受试生物,考察毒死蜱、氯氰菊酯、多菌灵复合暴露的水生态毒性及可能机理。结果表明:2种及3种农药复合对小球藻的联合作用类型均为协同作用。单一及复合农药暴露的藻细胞通透性和ROS诱导产生量具有相似的变化趋势,3种农药复合对藻细胞通透性和ROS的影响最大。氯氰菊酯和毒死蜱复合暴露对斑马鱼的联合作用类型为协同作用。     

铜、毒死蜱单一与复合暴露对蚯蚓的毒性作用

土壤环境中重金属-农药复合污染已经对土壤生态和人类生存环境构成严重威胁.其中重金属铜和有机磷农药毒死蜱作为土壤环境中两类常见的污染物,其复合污染的环境效应值得关注.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法研究了铜-毒死蜱单一及复合暴露对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明,滤纸法和人工土壤法Cu对蚯蚓急性毒性的48h-LC50和14 d-LC50分别为2.23μg·cm-2和496.05 mg·kg-1;而毒死蜱对蚯蚓急性毒性的48 h-LC50和14 d-LC50分别为5.94μg·cm-2和186.07 mg·kg-1.滤纸法和人工土壤法铜、毒死蜱浓度单位配比1∶1时,铜、毒死蜱对蚯蚓急性毒性联合作用类型均近似表现为相加作用,而毒性单位配比1∶1的滤纸法和人工土壤法试验结果分别为协同作用和拮抗作用.回避行为试验结果表明,铜、毒死蜱对蚯蚓回避行为的联合作用类型为拮抗作用.     

富里酸存在条件下铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响

为探究富里酸存在条件下,铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响,对普通小球藻进行富里酸及铜的复合暴露,检测相关的光合作用及细胞生理指标,并与单独暴露富里酸的普通小球藻指标水平进行比较分析.结果表明,铜的加入会影响藻细胞的光合作用,增加细胞膜通透性,使藻细胞体积增大,并导致藻细胞的死亡.富里酸可以明显减弱铜的毒性,减少藻细胞的死亡.随富里酸浓度升高,藻细胞死亡率呈下降趋势;高浓度的富里酸(74.5 mg·L~(-1)和119.2 mg·L~(-1))可以明显减弱铜对藻细胞体积增大的作用,低浓度的富里酸(20 mg·L~(-1)和54 mg·L~(-1))无明显影响.富里酸单独作用能够增强普通小球藻的光合作用,增加藻细胞的细胞膜通透性,但不具有致死性.     

甲胺磷、乙草胺和铜单一与复合污染对黑土环境安全的胁迫研究

以黑土为环境介质,通过急性毒性试验法研究了东北黑土区普遍存在的2种农用化学品甲胺磷和乙草胺与重金属Cu对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)的单一与复合毒性效应.单一毒性试验结果表明,3者对蚯蚓均有毒性,顺序为甲胺磷>乙草胺>Cu.复合毒性实验结果表明,2种有机农药与重金属Cu复合毒性效应十分复杂,与不同的浓度组合及染毒历时有关,一般随时间的延长,毒性加剧.2种有机农药通过不同途径毒害蚯蚓,复合毒性效应表现为协同作用.可见,3者对土壤生态系统环境安全性和土壤健康质量存在潜在危害,同时这几种污染物的共存进一步加大了潜在危害性,且复合毒性效应与各组浓度组合及污染暴露时间密切相关.     

商品氯氰菊酯农药对蛋白核小球藻的毒性效应研究

研究了氯氰菊酯对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞内含物(可溶性蛋白、可溶性糖)及抗氧化酶类(超氧化物歧化酶,SOD)、膜脂氧化产物(丙二醛,MDA)的影响.结果表明,在氯氰菊酯暴露下,藻细胞的生长受到不同程度的抑制,且抑制程度随氯氰菊酯浓度的增大而增大,氯氰菊酯对蛋白核小球藻生长的72h半效应浓度(EC50)为4.89mg·L-1.藻细胞所有生理生化指标对氯氰菊酯响应迅速,在暴露初期较为敏感,24h后趋于平稳.其中,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等浓度组(3.2,5.6mg·L-1)上升趋势最为显著.SOD活性则呈现出低浓度(1.0,1.8mg·L-1)促进、高浓度(>3.2mg·L-1)抑制效应.氯氰菊酯可使藻体内丙二醛(MDA)含量升高,氯氰菊酯浓度越高,藻体内MDA含量越高.研究结果表明,对藻细胞SOD活性的抑制及膜脂过氧化可能是氯氰菊酯对蛋白核小球藻产生毒害作用的重要原因.     

四环素类抗生素对淡水绿藻的毒性作用

四环素类抗生素是目前世界上应用最为广泛的抗生素之一,也是我国畜禽养殖业中使用量最大的兽药和饲料添加剂.由于该类物质不易被生物体吸收且当前的污水处理设施对抗生素不能彻底去除,故大量抗生素及其代谢产物最终进入地表水环境,其对水生态系统和人体健康的潜在威胁值得关注.本研究以水生态系统初级生产者淡水绿藻为受试生物,系统考察四环素、金霉素和强力霉素对蛋白核小球藻、斜生栅藻细胞膜通透性和生长抑制作用的影响.结果表明,抗生素暴露96 h后,强力霉素在整个作用浓度范围内使供试淡水绿藻细胞膜通透性降低;而金霉素和四环素低浓度暴露可以增大藻细胞膜通透性,此后随着作用浓度的增大转为降低.3种抗生素对淡水绿藻生长抑制率大致呈现强力霉素>四环素>金霉素的顺序趋势.斜生栅藻对四环素类抗生素的毒性响应较蛋白核小球藻更为敏感.     

硼化合物对普通小球藻的急性毒性效应

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为受试生物,采用批量培养法考察了不同质量浓度的硼酸和四硼酸钠对藻细胞生物量、ρ(Chla)、ρ(蛋白质)以及MDA(丙二醛)含量的96 h急性毒性效应,初步探讨了硼化合物对普通小球藻的毒性作用. 结果表明:在2种硼化合物胁迫下藻细胞的生长受到抑制,尤其是当ρ(硼)≥40 mg/L时抑制作用极其显著(P<0.01);ρ(硼)为0~80 mg/L时,硼酸和四硼酸钠对藻细胞生长的最大抑制率分别为89.42%和86.72%,硼的抑制作用呈明显的剂量-效应关系,并且随暴露时间延长而减弱,96 h时藻细胞恢复生长. 硼酸和四硼酸钠对藻细胞的96 h-EC₅₀(半数有效浓度)分别为82.03和71.19 mg/L(以硼计);与对照组相比,二者对普通小球藻的毒性效应表现为,随着暴露时间的延长,ρ(Chla)降低、ρ(蛋白质)先减后增、MDA含量升高. 研究显示,硼化合物对普通小球藻的毒性作用,可能是由于短期内引发藻细胞产生活性氧自由基并造成膜脂质和其他生物大分子的氧化损伤所致.      

毒死蜱对斜生栅藻急、慢性毒性效应的研究

为了解有机磷农药毒死蜱污染对本土水生敏感性物种斜生栅藻的毒性效应,在实验室条件下采用静态毒性实验,研究了毒死蜱对斜生栅藻96 h急性毒性效应,并在急性试验基础上进行慢性试验,分析了不同浓度毒死蜱存在14 d后斜生栅藻叶绿素含量、可溶性蛋白以及丙二醛含量。结果表明,毒死蜱96 h EC50为8.4 mg/L;毒死蜱对斜生栅藻叶绿素a无明显毒性效应;但在前期短时间,低浓度作用下能促进可溶蛋白、MDA含量的上升,但在后期长时间胁迫作用下,总体可溶蛋白、MDA含量呈下降趋势;这说明,可溶蛋白和MDA这两个指标对毒死蜱敏感,可作为生物标志物来指示有机磷农药污染物对水生生物的影响,研究结果可为本土水生敏感性物种的保护和农药安全使用标准的制定提供理论依据。     

Rac-及S-异丙甲草胺对2种微藻毒性特征影响研究

应用急性毒性试验方法,在对映体水平上研究了除草剂Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和普通核小球藻(Chlorella vulgaris)的急性毒性特征及腐殖酸对除草剂毒性的影响.结果表明,Rac-及S-异丙甲草胺的急性毒性与浓度及暴露时间呈正相关,Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞的急性毒性存在立体选择性差异.Rac-异丙甲草胺对普通核小球藻和斜生栅藻的EC50,96 h分别是S-异丙甲草胺的2.25和1.81倍,S-异丙甲草胺对微藻细胞的生态毒性较大,而斜生栅藻对Rac-及S-异丙甲草胺的敏感性更强,且Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻和普通核小球藻的急性毒性存在一定的线性相关性.腐殖酸的加入能够改变Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞生态毒性,对S-异丙甲草胺的生态毒性的影响更为明显(P<0.05).     

纳塑料与草甘膦对铜绿微囊藻的复合毒性机制

文章以铜绿微囊藻为研究对象,探究草甘膦(Glyphosate)和氨基修饰的纳塑料(Nano-PS-NH2)联合暴露对铜绿微囊藻急性(48 h)毒性影响.分别探究了单一与复合污染物对铜绿微囊藻的毒性效应.结果表明,污染物单独暴露或者联合暴露下,铜绿微囊藻叶绿素a的含量均显著下降,细胞膜通透性、超氧化物歧化酶含量和藻毒素(...     

Toxicity assessing for chlorpyrifos-contaminated soil with three different earthworm test methods

Earthworm toxicity tests are useful tools for terrestrial risk assessment but require a hierarchy of test designs that differ in effect levels (behavior, sublethal, lethal). In this study, the toxicity of chlorpyrifos contaminated soil on earthworms was assessed. In addition to the acute and chronic tests, an avoidance response test was applied. Earthworms were exposed to sublethal and lethal concentration of chlorpyrifos, and evaluated for acute toxicity, growth, fecundity and avoidance response after a certain exposure period. The test methods covered all important ecological relevant endpoints (acute, chronic, behavioral). Concentration of 78.91 mg/kg, chlorpyrifos caused significant toxic effects in all test methods, but at lower test concentrations, only significant chronic toxic effects could be observed. In the present study, chlorpyrifos had adverse effect on growth and fecundity in earthworm exposed to 5 mg/kg chlorpyrifos after eight weeks. The avoidance response test, however, showed significant repellent effects concentration of 40 mg/kg chlorpyrifos. For chlorpyrifos, concentration affecting avoidance response was far greater than growth and fecundity, it seemed likely that earthworms were not able to escape from pesticide-contaminated soil into the clean soil in field and hence were exposed continuously to elevated concentrations of pesticides.     

氧化石墨烯对邻苯二甲酸二丁酯藻毒性的影响

以海洋微藻青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica var.tingtaoensis)为受试对象,研究了氧化石墨烯(graphene oxide,GO)与邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)单独及共同对青岛大扁藻的急性毒性效应,考察了藻细胞的生长状况,光合色素产量,细胞通透性,氧化应激指标及扫描电镜,以探讨GO的加入对DBP藻毒性的影响.结果表明,低浓度GO(0.1~10 mg·L~(-1))对青岛大扁藻的藻密度和叶绿素产量无明显影响,但藻细胞通透性随GO浓度升高显著增加(P0.05),10mg·L~(-1)时达到空白组的2.2倍.DBP对青岛大扁藻的EC50,96 h为(11.14±0.80)mg·L~(-1),其毒性远大于GO(EC50,96 h大于100mg·L~(-1)).1 mg·L~(-1)GO的加入使DBP的EC50,96 h降低到(4.93±2.14)mg·L~(-1),低浓度GO对DBP藻毒性表现出一定的增强作用.1 mg·L~(-1)的GO加入时,对低浓度DBP组(0.1~2 mg·L~(-1))的藻密度、叶绿素产量、细胞通透性水平没有显著性影响,但加剧了高浓度DBP组(4 mg·L~(-1))对藻密度、叶绿素产量的抑制,使单个藻细胞内ROS和SOD平均增加了21%和7%.扫描电镜结果发现GO对藻细胞具有覆盖,包裹及聚集作用,这些可能是DBP藻毒性增强的主要原因.该结果为揭示新型污染物碳纳米材料对海洋生物的风险提供了数据支持.     

Toxicity assessment for chlorpyrifos-contaminated soil with three di erent earthworm test methods

Earthworm toxicity tests are useful tools for terrestrial risk assessment but require a hierarchy of test designs that differ in effect levels （behavior, sublethal, lethal）. In this study, the toxicity of chlorpyrifos contaminated soil on earthworms was assessed. In addition to the acute and chronic tests, an avoidance response test was applied. Earthworms were exposed to sublethal and lethal concentration of chlorpyrifos, and evaluated for acute toxicity, growth, fecundity and avoidance response after a certain exposure period. The test methods covered all important ecological relevant endpoints （acute, chronic, behavioral）. Concentration of 78.91 mg/kg, chlorpyrifos caused significant toxic effects in all test methods, but at lower test concentrations, only significant chronic toxic effects could be observed. In present study, chlorpyrifos had adverse effect on growth and fecundity in earthworm exposed to 5 mg/kg chlorpyrifos after eight weeks. The avoidance response test, however, showed significant repellent effects at concentration of 40 mg/kg chlorpyrifos. For chlorpyrifos, concentration affecting avoidance response was far greater than growth and fecundity, it seemed likely that earthworms were not able to escape from pesticide-contaminated soil into the clean soil in field and hence were exposed continuously to elevated concentrations of pesticides.     

溶藻菌Halomona Sp.DH-e无菌滤液对东海原甲藻抗氧化系统的影响及急性毒性检验

为探究溶藻菌Halomona Sp.DH-e无菌滤液对东海原甲藻的作用机制及其发酵产物安全性,测定了在该菌作用下东海原甲藻抗氧化系统的变化,同时对发酵产物进行了生物急性毒性试验。结果表明,当东海原甲藻细胞在受到溶藻菌DH-e的无菌滤液处理后,细胞活性氧（reactive oxygen species,ROS）含量会急剧上升,随着藻细胞抗氧化系统激活,藻细胞内丙二醛（MDA）含量增加,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）活性增强;溶藻菌发酵产物在96 h内对斑马鱼的半致死浓度LC₅₀ > 100 mg/L,发酵产物最大剂量5 000 mg/kg·bw下小鼠14 d的死亡率为0,半致死剂量LD₅₀ > 5 000 mg/kg·bw,由实验结果看见溶藻菌Halomona Sp.DH-e发酵产物属低毒或无毒物质。     

Quantum dots enhance Cu2+-induced hepatic L02 cells toxicity

As a new class of xenogenous nanoparticle,quantum dots (QDs) possess the potential to co-exist with Cu2+ in human liver.The combined toxicity is thus concerned.Considering QDs and Cu2+ are known ROS (reactive oxygen species) inducer,we investigated the combined oxidative stress and corresponding protective strategy using human hepatic L02 cells.The results demonstrated that the presence of a small amount of MPA-CdTe QDs (2 μg/mL) in a Cu2+ solution (2.5-20 μg/mL) resulted in a higher toxicity with up to 8-fold cell viability decrease,which was accompanied by cell morphology changes.The combined toxicity was then confirmed as ROS associated oxidative stress with up to 300% and 35% increase of the intracellular ROS level and glutathione S-transferase (GST) activity,respectively.N-acetylcysteine (NAC) can also provide almost complete protection against the induced toxicity.Therefore,the ROS associated oxidant injury might be responsible for the QDs-Cu2+/Cu2+ induced toxicity and could be balanced through cytoprotective antioxidant enzyme GST.     

三种微生物对铀的吸附行为研究

开展了酵母菌(真菌)、枯草芽孢杆菌(细菌)、小球藻(藻类)对水体中铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究.结果表明:3种微生物对铀都具有较好的吸附效果.酵母菌,小球藻,枯草芽孢杆菌对铀的最佳吸附率分别为97.19%、97.13%、98.03%;且最大吸附量分别达到341.2、356.5、512.5mgU/g(DW).3种微生物对铀的吸附过程和机理有所不同,酵母菌和小球藻符合Langmuir模型,枯草芽孢杆菌更适合Freundlich模型,吸附至12h,酵母菌表面逐渐出现铀和磷的片状结晶及含铀沉积物堆积,小球藻和枯草芽孢杆菌与铀(50mgU/L)作用后细胞出现明显变形,菌体表面未出现铀的结晶物.     

基于沼液的培养基及产油小球藻藻种选育

将产油小球藻培养与沼液污水处理结合,为小球藻生长提供营养和水源,同时实现了沼液污水的无害化处理.本研究利用4种产油小球藻,在沼液污水与绿藻培养基体积比为1∶9、1∶3、1∶1、3∶1形成的培养基中培养,以产油率为指标,选育出获得最高产油率时的沼液污水-绿藻培养基配比和小球藻藻种.结果表明,产油率最高的培养基体积比为1∶3,小球藻藻种为BJ05,该工况下产油率达到9.20 mg·(L·d)-1,高于纯绿藻培养基中的8.66 mg·(L·d)-1.在1/4污水比例培养基基础上,考查添加绿藻培养基中不同营养组分对BJ05产油率的影响,结果发现,在同时不添加碳酸钠和柠檬酸的情况下,BJ05的产油率为9.36 mg·(L·d)-1,COD、TN(总氮)、TP(总磷)、NH+4-N去除率分别达到59%、75%、61%、100%.而其他营养成分缺失则显著降低了BJ05的生物量,进而降低了产油率,所以进一步优化培养基为绿藻培养基中不添加碳酸钠和柠檬酸的体积比为1∶3的沼液污水-绿藻培养基.     

铜对缘管浒苔（Enteromorpha linza）的毒性效应

研究了铜对缘管浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａｌｉｎｚａ）的毒性效应，试验了不同的配合剂对铜的毒性效应及累积量的影响。结果发现，铜对缘管浒苔的毒性效应阈值为０．１０ｍｇ／Ｌ；０．５０ｍｇ／ＬＣｕ￣（２＋）可使缘管浒苔迅速死亡，培养９６ｈ后光合作用强度下降为零。ＥＤＴＡ可抑制铜在藻体中的累积，缓解毒性；８－羟基喹啉则促进铜在藻体中的累积，加刷了毒性。和铜污染的培养介质短期接触（＜１ｍ后，加入足量ＥＤＴＡ，藻体生长和对照组相当，较长时间接触（＞４ｈ）后，ＥＤ－ＴＡ不能使藻恢复生长。结合ＥＤＴＡ“洗脱”实验提出，Ｃｕ￣（２＋）可能首先经离子交换机制结合于藻体表面，之后，才逐步向细胞内转移。     

江苏如东滩涂贝类养殖区表层沉积物中重金属来源分析及其潜在生物毒性

通过2010年对江苏如东滩涂贝类养殖区表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As含量的调查分析,应用地质累积指数(index of geo-accumulation,Igeo)对各重金元素的污染状况进行了评价,结果表明重金属污染可分为3类:Cu、Cd、Hg为无污染;Pb、As为中～无污染;Zn为中度污染,重金属污染程度顺序为Zn>As>Pb>Cd>Cu>Hg.根据沉积物质量基准(sediment quality guideline,SQG),表层沉积物中Cd、As的含量在各采样站位分别表现为无潜在生物毒性效应,偶尔有潜在生物毒性效应,Cu、Pb、Zn、Hg的含量则在部分采样站位偶尔有潜在生物毒性效应,其中仅有Zn在部分采样站位有频繁发生的潜在生物毒性效应.毒性单位评价(toxic unit,TU)结果表明,仅有1个采样站位具有明显的急性毒性,其余站位无急性生物毒性效应.主成分分析(principal component analysis,PCA)的结果表明,前2个主成分的贡献率分别为37.56%、33.71%,揭示了重金属污染主要有2个来源:工业点源排污和交通航运污染源.