节球藻毒素对小鼠肝脏微结构的影响研究

作为新型生物毒素,节球藻毒素(NOD)常见于爆发水华的水体中,是泡沫节球藻分泌的具有高肝毒性的次生代谢产物.由于其毒性高、暴露途径广且不易降解而日趋受到人们的重视.为了阐明NOD的肝毒性机理,本研究以模式生物小鼠为载体,研究亚慢性NOD诱导下小鼠肝脏在形态学、病理学上的微结构变化.结果表明,10 μg·kg-1.D-NOD下暴露21 d可诱导小鼠肝脏出现“草莓状表面”的肉眼可见的形态学改变.在H&E染色下,观察到在NOD暴露21d可诱导小鼠肝脏出现微小结节、细胞嗜酸性病变、炎症细胞浸润、慢性淤胆及脂肪病变等病理学现象.当暴露时间延长到28 d时,嗜酸性病变恶化并出现嗜酸小体在TEM观察下,小鼠肝细胞在NOD的诱导下出现肝细胞核皱缩、染色质凝集或边集、线粒体嵴横纹加深及分布散乱、内质网肿胀、核糖体脱粒等现象,并且在胞质中多有观察到微泡性脂肪变性及吞噬小泡.上述变化充分说明,在亚慢性暴露条件下,NOD依然具有强烈肝毒性.引起NOD慢性肝中毒的主要原因是肝细胞嗜酸性病变及炎症的诱发,并在暴露时间延长后进一步恶化,肝板结构破坏更加严重.     

镉对黑斑蛙精巢细胞色素P450酶及谷胱甘肽转移酶活性的影响

细胞色素P450酶(CYP450)和谷胱甘肽转移酶(GST)是动物体内主要的解毒酶,在外源毒物的转化和代谢过程中具有重要作用.本文在实验条件下, 将健康性成熟黑斑蛙(Rana nigromaculata)暴露于浓度分别为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1.0 mg·L^-1的Cd溶液中30 d, 采用荧光分光光度法和紫外分光光度法测定精巢组织乙氧基异酚恶唑脱乙基酶(EROD)、红霉素N-脱甲基酶 (ERND)、氨基比林-N-脱甲基醇酶(APND)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性,探讨Cd在精巢的可能代谢过程和毒性机理.结果表明, 与对照组比较, EROD和GST酶活性在0.5和1.0 mg·L^-1 Cd处理组被显著抑制; ERND酶活性在0.01~1.0 mg·L^-1 Cd处理组均被显著抑制;而APND酶活性在各处理组响应变化不明显.结果显示, 精巢EROD、ERND和GST对Cd胁迫的敏感性高于APND, 黑斑蛙精巢中EROD、ERND和GST酶活性的响应可用来评价环境中低水平Cd的污染效应.     

维生素B12对脱氯功能蓝藻降解2,4,4’-三氯联苯的促进作用研究

多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是环境中典型的持久性氯代有机污染物.PCBs污染的生物修复问题是当前环境科学领域的热点.以维生素B12(VB12)为实验材料,应用无氯培养体系,研究了VB12对脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2脱氯降解2,4,4’-三氯联苯(PCB28)和降解过程基因表达的影响.结果表明,添加不同浓度的VB12能够促进Nostoc PD-2对PCB28的降解,添加浓度分别为10、100和1000μg·L-1的维生素B12时,与未添加VB12组相比,其7 d脱氯百分比分别提高了11.0%、19.7%和21.9%;添加10μg·L-1和100μg·L-1维生素B12条件下,PCB28的降解半衰期从5.53 d缩短至3.08 d.添加维生素B12后,细胞色素b6f复合体铁硫蛋白基因和双加氧酶基因的表达量均与PCB28的降解效果呈现显著相关性,铁硫蛋白基因表达量与PCB28降解效果的相关性更高.上述结果表明添加VB12能够有效促进脱氯功能藻种PD-2对PCB28的降解,并在基因水平上影响功能藻种的降解活性,这能够为开发高效生物降解PCBs的技术和脱氯功能藻种降解PCBs的机制提供科学依据.     

牛粪源蚓粪及其生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附特性

以牛粪源蚓粪(CV)为原料,于350℃下热解制备蚓粪生物炭(标记为CVC350)并表征其物理化学性质,进一步就CV和CVC350对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能进行了研究,结果表明:与CV相比,CVC350的比表面积增大,孔径变小,芳香性和非极性增强.CV和CVC350对Pb~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附曲线均符合Langmuir方程,两者对Pb~(2+)的最大吸附量表现为CVC350CV,而两者对Cd~(2+)的最大吸附量间差异不明显.解吸特性研究表明,CV和CVC350对Pb~(2+)的吸附率明显高于其对Cd~(2+)的吸附率,且两者的吸附态Cd~(2+)与其吸附态Pb~(2+)相比均相对更易解吸.CV和CVC350对Pb~(2+)的吸附动力学均为快速吸附过程,而CV和CVC350对Cd~(2+)的吸附动力学则均表现为快速吸附和慢速吸附两个阶段.当溶液初始pH较低时,CV和CVC350对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附量受pH影响明显,且CV和CVC350对Cd~(2+)的吸附受pH变化的影响相对更大.FTIR分析表明,CV对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附位点主要集中在脂肪醇或脂肪酸、碳酸盐和磷酸盐,而CVC350对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附位点主要为芳香醇或芳香酸和碳酸盐.     

微囊藻毒素导致鲫鱼淋巴细胞凋亡的研究

采用离体细胞培养诱导方法,以鲫鱼(Garassiusauratus)为实验材料,研究了两种微囊藻毒素microcystinLR(MCLR)和microcystinRR(MCRR)在低浓度下(1nmol·L-1,5nmol·L-1和10nmol·L-1)对鲫鱼淋巴细胞的毒性效应.结果表明,鲫鱼淋巴细胞分别经两种微囊藻毒素体外诱导2h后,出现细胞核固缩的典型细胞凋亡形态学特征;琼脂糖凝胶电泳检测到明显的细胞凋亡的生物化学特征梯状DNA(DNAladder);并且两种藻毒素诱导的细胞凋亡呈时间和剂量效应关系.该研究表明微囊藻毒素可导致鱼类淋巴细胞产生凋亡,因而可能影响鱼类免疫功能.     

氟化工废水处理系统中活性污泥的耐毒性及微生物群落结构特征分析

氟化工废水具有毒性强、有机负荷高、可生化性差及水质成分复杂等特征,采用功能微生物技术降解氟化工混合废水是当前水处理研究的热点问题.本研究以某氟化工企业污水处理厂一期工程活性污泥S1、二期工程活性污泥S2及城市污水处理厂活性污泥S3为对象,研究3种污泥对氟化工混合废水的耐毒性和微生物群落结构特征.通过Strathtox活性污泥呼吸仪测得污泥S1、S2、S3在葡萄糖模拟废水中的最佳呼吸速率分别为(174.00±1.14)、(189.20±1.11)、(134.50±2.30)mg·L~(-1)·h~(-1),表明3种污泥具有初始活性;在氟化工原始废水中平均呼吸速率分别仅为(5.60±0.70)、(8.87±0.97)、(5.83±0.25)mg·L~(-1)·h~(-1),说明氟化工原始废水存在抑制微生物正常代谢的有毒有害物质.通过固相萃取获得的氟化工有机混合废水实验表明,3种污泥最佳呼吸速率分别为(53.02±0.79)、(68.60±0.96)、(38.10±1.06)mg·L~(-1)·h~(-1),与原始废水中的呼吸状况相比,3类污泥的呼吸作用有显著增强,表明3种活性污泥对氟化工有机混合废水有较强的适应性.应用PCR-DGGE技术对3种活性污泥的微生物多样性研究表明,3种活性污泥微生物多样性较为明显,其中,污泥S1的香浓布朗指数达到1.69.通过进一步的切胶克隆测序,成功鉴定出Kineococcus gynurae等6种能够适应氟化工有机混合废水的优势菌种.验证实验证实,污泥S2对初始总有机碳浓度为250 mg·L~(-1)的氟化工有机废水降解率达到70%,表明氟化工原始废水经过脱盐和消除重金属处理后,其可生化性显著增强.上述研究结果为氟化工混合废水高效处理工艺的开发提供了重要理论依据.     

全氟辛酸诱导斑马鱼脾脏损伤及白细胞介素表达紊乱的免疫毒效应研究

全氟辛酸(PFOA)是新型持久性有机污染物,在水生生态系统多介质环境中广泛分布,其对水生生物的致毒机理备受关注.本文应用透射电镜和实时荧光定量PCR技术,研究了PFOA(0.05、0.1、0.5和1 mg·L-1)在7 d和14 d两个不同暴露时间段对斑马鱼脾脏的损伤效应及对白介素指标IL-1β、IL-4和IL-21表达的影响.结果表明,PFOA能够明显导致斑马鱼脾脏损伤,脾脏细胞呈现细胞膜皱缩和空泡化等特征.PFOA能够明显干扰斑马鱼脾脏白介素的表达.对于7 d暴露组,IL-1β和IL-4在m RNA水平的相对表达量随着暴露剂量的增加呈现出明显的先上升后下降的趋势;而IL-21的相对表达量随着暴露剂量的增加不断上升.对于14 d暴露组,IL-1β和IL-21在m RNA水平的相对表达量随着暴露剂量的增加呈现出明显的先上升后下降的趋势;而IL-4的相对表达量随着暴露剂量的增加不断上升.线性相关性分析表明,当暴露时间为7 d时,IL-1β表达量与IL-4表达量的相关系数为0.53;当暴露时间为14 d时,IL-1β表达量与IL-21表达量的相关系数为0.50,这说明PFOA诱导不同时间段后,斑马鱼脾脏IL-1β的表达量分别受IL-4和IL-21表达的影响.综上,本研究证实全氟辛酸能够通过诱导白介素表达的紊乱而导致斑马鱼免疫系统损伤,存在明显的剂量-效应特征.白介素IL-1β、IL-4和IL-21可以作为监测PFOA对水生生物健康风险评价研究的重要生物标志物.     

地钱浸提液对小球藻的生长抑制效应

研究地钱对小球藻生长的抑制效应,筛选出廉价、高效、低毒的抑藻剂,对比分析了地钱与研究较为广泛的大麦秸秆对小球藻生长抑制效果的差异.结果显示,在0.5g/L地钱浸提液中培养120h后小球藻生长的抑制率达到88.17%,而0.5g/L大麦秸秆浸提液的抑制率只有66.28%.可见,在相同浓度条件下地钱浸提液的抑藻效果优于大麦秸秆浸提液;高浓度的25g/L地钱浸提液降低了小球藻的光合活性,而低浓度的1g/L浸提液对小球藻光合活性的影响不显著;通过对比乙醇和去离子水浸提液对小球藻抑制效果,说明对小球藻的生长起抑制作用的是地钱浸提液中的有机化感组分;地钱浸提液的抑藻效果与杨梅素、芹菜素和木犀草素这3种单一黄酮类化感物质相似.     

镉暴露致黑斑蛙精巢氧化损伤与DNA损伤

在实验条件下,将健康性成熟黑斑蛙(Rana nigromaculata)暴露于0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1.0 mg·L-1浓度的镉溶液中30 d,采用慧星实验检测其精巢细胞DNA损伤,并测定精巢组织中活性氧自由基(ROS)的水平和脂质过氧化主要终产物丙二醛(MDA)含量,探讨镉暴露对黑斑蛙精巢组...     

镧负载沸石壳聚糖复合吸附剂高效除磷性能研究

本研究制备合成一种新型可高效除磷的镧负载复合吸附剂材料(La-MZ/CTS),考察了材料的表面特性以及投加量、初始溶液pH、共存阴离子等因素对除磷效果的影响.SEM、BET和EDS分析说明负载镧后,材料表面均匀覆盖了La(OH)3并且表现出较大的孔径和比表面积,分别为16.681 nm、32.342 m2·g-1材料对...