绿麦隆、阿特拉津单一与复合污染对蚯蚓的毒性效应研究

以赤子爱胜蚓为研究对象,采用滤纸急性毒性实验研究了农药绿麦隆、阿特拉津对蚯蚓的单一和复合毒性效应。单一毒性实验表明,绿麦隆与阿特拉津单独存在时,均对赤子爱胜蚓产生毒性。阿特拉津对蚯蚓的毒性大于绿麦隆,绿麦隆和阿特拉津48h的半致死质量浓度分别为189.64和43.33mg·L-1。复合毒性实验表明,绿麦隆与30mg·L-1和40mg·L-1的阿特拉津复合,其48h的半致死量分别为116.03和48.14mg·L-1。绿麦隆和阿特拉津的复合污染对蚯蚓具有明显的协同作用,而这种协同作用与污染物的质量浓度有关。     

皇竹草对土壤阿特拉津的修复作用

通过盆栽试验探讨了种植皇竹草（Pennisetum hydridum）对阿特拉津污染土壤的修复效果,阿特拉津对皇竹草生长的影响,以及皇竹草对土壤微生物数量的影响,以期为阿特拉津污染土壤的植物修复提供参考。结果表明：在≤200 mg.kg-1质量分数范围以内,种植皇竹草对土壤阿特拉津的初期降解效率比对照明显提高,最大提高了29.64%,达到显著或极显著差异;阿特拉津质量分数在≤200 mg.kg-1范围内对皇竹草株高没有影响,≤50 mg.kg-1质量分数范围内对生物量没有影响,根冠比变化不明显;随阿特拉津质量分数的增加皇竹草根际和非根际土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均呈先增加后减少的趋势,在质量分数为100 mg.kg-1时达到最大,根际土壤中细菌和放线菌数量明显高于非根际土壤,真菌数量在根际与非根际土壤中变化不明显。说明种植皇竹草有助于阿特拉津降解效率的提高,且与种植皇竹草后改变了土壤微生物数量及皇竹草的生长状况有关。     

皇竹草对土壤阿特拉津的降解特性

为了探明种植皇竹草(Pennisetum hydridum)对土壤阿特拉津降解的促进作用,通过盆栽试验研究了皇竹草对土壤阿特拉津的降解动态、转移特征以及土壤阿特拉津残留浓度与土壤相关酶活性的关系。结果表明:与未种植皇竹草相比,种植皇竹草土壤阿特拉津降解率明显提高,皇竹草对未灭菌和灭菌土壤阿特拉津的降解率分别提高52.84和42.38百分点;与未种植皇竹草处理相比,灭菌和未灭菌条件下种植皇竹草处理阿特拉津在土壤中的半衰期可分别缩短64.35和53.21 d;土壤中阿特拉津被皇竹草吸收后逐步由地下部分向地上部分转移,随着培养时间的延长,转移系数变大;土壤中阿特拉津残留浓度与土壤过氧化氢酶、过氧化物酶、转化酶和多酚氧化酶活性呈显著负相关(P0.05或P0.01)。认为种植皇竹草有助于阿特拉津的降解。     

低浓度阿特拉津长期暴露对鲫鱼DNA的影响

运用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术在分子生物学水平上评价了低浓度阿特拉津长期暴露对鲫鱼DNA的影响.结果表明:0.006mg·L-1以上浓度(试验浓度系列为0.006、0.023、0.094、0.375、1.5、3mg·L-1)的阿特拉津持续暴露60d均会对鲫鱼的DNA产生影响;经筛选,确定有34条引物能够扩增出鲫鱼基因组DNA,其中有8条引物能检测出阿特拉津对鲫鱼基因组DNA影响的差异:各浓度组鲫鱼DNA的RAPD扩增产物条带均出现不同程度缺失;在较低浓度长期暴露下阿特拉津对鲫鱼基因组DNA的损伤无明显的剂量-效应关系,阿特拉津毒性在0.375mg·L-1时突然增强,但这一趋势并未向更高浓度组延续(1.5mg·L-1组表现出的毒性弱于0.375mg·L-1组和3mg·L-1组).     

气液混合放电对水中阿特拉津的降解

采用气液混合放电降解水溶液中的阿特拉津,考察了放电输出功率、溶液pH值和Fe2 浓度对阿特拉津降解的影响,并初步探讨了其降解动力学.结果表明,提高放电输出功率、降低溶液pH值均能提高阿特拉津的降解率.相同实验条件下,添加Fe2 显著提高了阿特拉津的降解率,在Fe2 添加量分别为0.2,0.6,2.0 mmol·1-1时,随着Fe2 浓度的升高阿特拉津的降解率也不断提高.阿特拉津在气液混合放电反应器中的降解符合一级反应动力学.阿特拉津降解过程中的中间产物主要通过以下4种途径产生:脱烷基作用、烷基氧化作用、脱氯羟化作用和脱氯羟化-氧化作用.     

阿特拉津对家蚕生殖发育的影响

为探讨环境激素(EH)对鳞翅目昆虫的性激素作用,用添加阿特拉津(AT)的人工饲料饲养家蚕,调查AT对家蚕生殖发育的影响.结果显示:1)染毒72、96、120h的半数致死浓度LC50分别为0.348、0.326、0.234mmol·kg-1(即75.1、70.3、50.5mg·kg-1),属中等毒性.2)AT染毒可导致雄性家蚕5龄幼虫生殖腺指数显著升高,成虫(蛾)生殖腺指数显著降低.从整个世代看,0.05mmol·kg-1的AT对家蚕精巢的生长即表现出不良影响.AT染毒对雄蚕5龄幼虫、蛹前期精细胞的形成有促进作用,而对蛹后期和成虫(蛾)的精子形成有限制作用,可能AT染毒阻碍了精细胞向精子的发育.3)雌性家蚕幼虫期AT染毒后,5龄幼虫和蛹的卵细胞数量显著少于对照组(p<0.05).从不同发育时期的影响程度看,AT对卵细胞发育的抑制作用具有显著的时间效应(p<0.05).实验浓度下,AT对雌蚕造卵数和产卵数影响不显著,然而随着AT浓度的增加,不受精卵越来越多,AT染毒对雌蚕受精率具有显著抑制作用.AT通过抑制家蚕生殖腺的生长和生殖细胞的发育表现出雌激素效应.     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。     

沉水植物对阿特拉津胁迫的毒理响应

为揭示在阿特拉津胁迫下沉水植物生长及其与谷胱甘肽代谢途径的关系,通过培养实验研究了沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对0、0.5、1.0和2.0 mg·kg~(-1)阿特拉津的吸收特性,并对不同培养时期沉水植物的鲜重、总谷胱甘肽含量(T-GSH,即还原型谷胱甘肽GSH和氧化型谷胱甘肽GSSG之和)、GSH/GSSG比值及其形态变化、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性进行了测定。结果表明:沉积物阿特拉津初始浓度越高,植物体内阿特拉津浓度也越高。在培养60 d内,添加的阿特拉津对2种沉水植物的生长均产生显著抑制作用(P0.05)。在阿特拉津胁迫60 d后,各处理植物体内GSH/GSSG比值有所回升,其GR和GST活性均高于空白对照组。处理组植物体内GR和GST活性在30 d时达到最高值。与此同时,GSH脱去谷氨酸后能与阿特拉津形成共轭物。以上结果提示,≤2 mg·kg~(-1)阿特拉津在培养前60 d内会对植物生长产生抑制,但在90 d时植物会从伤害中恢复过来。沉水植物体内的谷胱甘肽在GR和GST作用下,对阿特拉津及其产生的活性氧具有一定去除作用,并通过控制酶活使植物体保持一定的GSH含量;另一方面,GSH可以与阿特拉津结合形成新的共轭物,以此缓解阿特拉津对沉水植物的毒害。     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5％秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5％秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0-12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12-96 h内增加较...     

碳纳米管吸附阿特拉津对其生物可利用性的影响

采用批量实验研究阿特拉津在3种多壁碳纳米管(MWNT、MWNT-COOH、MWNT-OH)上的吸附解吸行为,并对吸附态阿特拉津生物可利用性进行研究.研究结果表明,3种碳管对阿特拉津的吸附能力依次为:MWNT-COOH>MWNT-OH>MWNT,比表面积是决定吸附的主要因素,含氧官能团也是影响吸附的重要因素之一.阿特拉津可从3种碳管上完全解吸,无解吸滞后现象.体系中99.5%以上的阿特拉津能够被微生物(高效降解菌AD2)利用,但也存在微量残余且阿特拉津在MWNT上的微量残留最大,这与其孔隙吸附机制有关.碳管的存在影响微生物对阿特拉津的脱氯降解,脱氯产物仅达到54.26%—82.49%;具有高含量含氧官能团的MWNT-OH影响尤为显著,可能机制是碳管对微生物降解性能及中间产物的影响使得降解彻底性降低.     

水土环境介质中阿特拉津修复过程研究进展

除草剂阿特拉津农用后的残留物会随地表径流或地下渗漏作用进入江河湖泊等自然水体,由于阿特拉津的环境内分泌干扰作用,其会造成水资源污染和水生态失衡。根据阿特拉津的生产和使用状况,将阿特拉津的污染对象分为土壤、市政污水、河流湖泊等地表水和地下水系统模块,分别阐述了这几种环境介质中阿特拉津的物理、化学和生物修复技术以及阿特拉津在修复过程中的变化特点,介绍了土壤在淋溶过程中阿特拉津的固定手段和今后污染水体中阿特拉津修复的研究重点。     

纳米银的植物毒性研究进展

纳米银因其具备良好的催化、超导性能及杀菌消毒活性,广泛应用于食品加工业及医药等领域,是目前市场上最为常见的金属纳米材料。纳米银的大量生产和应用大大增加了其向环境释放的机会,同时也增加了其对环境及人类健康的潜在风险。植物是生态系统中重要组成部分,纳米银可通过植物积累进入食物链,因此对纳米银的植物毒理学研究尤为重要。纳米银的植物毒性与其被植物体吸收、迁移及转化有关。它可影响植物种子的萌发、苗期的生理生化过程和细胞结构等营养生长,也影响植物的开花、结实等生殖过程,并影响DNA的稳定性。但目前纳米银的毒性是否由银离子引起尚未确定。     

石墨烯对高等植物幼苗的毒性及机理探究

随着石墨烯产品的广泛应用和潜在的环境释放,其对生态环境的影响已引起广泛关注。为探讨石墨烯对高等植物生长的影响,探究了其对黄瓜幼苗和玉米幼苗生长的影响及其致毒机理。结果表明,水培条件下,不同浓度的石墨烯(10、50、100、500、1 000和2 000 mg·L~(-1))处理植物幼苗15 d后,对植物幼苗的生长具有抑制作用。且随着处理时间和石墨烯浓度的增加,植物幼苗生长的所有指标,包括根/地上部鲜重和干重、根长、根尖数、株高和叶面积均相应降低。另外,黄瓜幼苗比玉米幼苗对石墨烯更加的敏感。进一步研究发现,石墨烯与黄瓜幼苗根部直接接触导致的物理损伤、氧化损伤,以及营养耗竭是其致毒机理。而石墨烯对玉米幼苗的致毒机理包括物理损伤和营养耗竭。本研究为石墨烯的环境风险评价提供了基础数据。     

镉对不同基因型水稻生长毒害影响的比较研究

利用水培分期添加镉试验，研究了杂交水稻和常规水稻在不同生育时期对环境镉毒害的反应。结果表明，在水稻幼穗分化之前，镉主要降低光合生产力，影响植株生长；幼穗分化至抽穗期，主要抑制生殖器官分化，造成颖花败育；抽穗期之后，镉主要干扰体内营养物质的迁移和再分配。就对产量影响而言，幼穗分化至抽穗期是水稻对镉反应最敏感时期，杂交稻比常规稻对镉污染毒害敏感。     

Phytotoxicity and persistence of metribuzin residues in black soil

A bioassay procedure based on the root and shoot growth of cucumber and sorghum were used to study the phytotoxicity, as affected by varying the concentration of metribuzin, and persistence of metribuzin residues in soil. Sorghum and cucumber were found to be very susceptible test plant species to metribuzin. It was found that the persistence and phytotoxicity increased with increasing rate of application of metribuzin, and the relationship between herbicide concentration and phytotoxicity was best described by a quadratic equation. Sorghum and cucumber plants emerged as very sensitive new bioassay plants for metribuzin and could detect residues even at 0.010 and 0.046?ppm in the post harvest soil of potato crop.     

土壤中铜和镍的植物毒性预测模型的种间外推验证

在基于物种敏感性分布法推导土壤金属生态阈值过程中,利用毒性预测模型对来源于不同土壤的毒理学数据进行归一化处理可消除土壤性质差异的影响,但目前建立的毒性预测模型仅限于少数物种。本研究通过比较土壤中小白菜、西红柿和大麦的铜和镍的毒性预测模型应用于其他高等植物的预测效果,以及归一化前后各物种毒性阈值的种内变异程度,考察了土壤中铜和镍的植物毒性预测模型种间外推的可行性和适用范围,解决了铜和镍土壤生态阈值导出过程中的方法学问题。土壤中镍对小白菜的毒性预测模型能较好地预测芥菜和青椒的镍毒性阈值,利用该模型对芥菜和青椒在不同土壤中的镍毒性阈值进行归一化后亦能显著降低其种内变异,其种内变异系数分别从1.18和1.25降至0.31和0.06;但将镍对小白菜、西红柿和大麦的毒性预测模型应用于莴笋和莴苣的毒性阈值预测时,在pH<6.0的酸性土壤中其预测值均小于实测值,其实测值与预测值的比值在3.2到6.8之间。对小麦、黄瓜和青椒的铜毒性阈值而言,小白菜模型预测效果优于西红柿和大麦模型。利用西红柿模型归一化黄瓜铜毒性阈值,其毒性阈值的种内变异系数从0.83降至0.14。大麦的铜毒性预测模型能较准确地预测水稻、洋葱、芥菜、包菜和萝卜的毒性阈值,且这5个物种的铜毒性阈值经大麦模型归一化后其种内变异均显著降低。本研究结果可为土壤中铜和镍的植物毒性预测模型的种间外推提供科学依据。     

Phytotoxicity of fuel to crop plants: influence of soil properties,fuel type,and plant tolerance

The aim of the present study was to determine the effect of fuel-contaminated soils on the germination, survival, and early growth of six crop plants, viz. Brassica oleracea, Trifolium repens, Lactuca sativa, Avena sativa, Pisum sativum, and Zea mays, grown on Cambisol A and B horizons contaminated with gasoline and diesel (0%, 1.25%, 2.5%, 5%, and 10%, w/w). Fuel toxicity was more evident in the B horizon than in the A horizon, and diesel was more toxic than gasoline, probably due to the higher evaporation rate of the latter. Fuels affected the germination and survival of small-seeded plants to a higher extent, reflecting the importance of the seed coat and nutrient reserves for successful plant development in fuel-contaminated soils. In general, root growth was more strongly affected than shoot growth, and plant biomass was more strongly affected than elongation, leading to a less plant branching in the presence of fuel. The findings of this study can be useful for selecting the least fuel-tolerant species as soil contamination bioindicator and for determining the risks of fuel contamination. Due to the low residence time of gasoline components in soil, this phytotoxicity test resulted in an unsuitable bioassay to assess gasoline toxicity.