代表性二级处理、三级处理和湿地生态修复技术对城镇污水人源干细胞毒性的削减

污水中的难降解污染物往往具有浓度低但毒性强的特点,可以通过多种暴露途径直接或间接对人体健康产生有害影响,因此有必要评估污水处理技术对健康效应的削减效果.本研究选择人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchy-mal stem cells,hBMSCs)体外模型,评估典型二级处理、三级处理和湿地修复技术进水、主要工艺排水的综合毒性,并与发光菌急性毒性测试结果进行比较.水样萃取物对hBMSCs的细胞毒性呈剂量依赖性关系,进水毒性单位(toxicity unit,TU)在0.03～ 0.22范围内,出水TU为0.02 ～ 0.03.二级处理技术对细胞毒性的削减率为59.8％.三级处理过程中经混凝、微滤和反渗透处理后,出水无显著细胞毒性,但经臭氧消毒后最终排水的细胞毒性较进水无显著变化.湿地修复技术对细胞毒性的削减率为49.9％.66.7％ (14/21)水样品对于hBMSCs细胞毒性的TU值高于发光菌急性毒性的TU值.在相对富集倍数(related fold enrichment,REF)20％效应浓度(EC20)下,二级处理和三级处理技术对污水hBMSCs细胞毒性的削减率低于发光菌急性毒性,但湿地修复技术对细胞毒性的削减率高于发光菌急性毒性.结果 提示污水处理厂排水中残留的难降解有机污染物对人源干细胞具有较强的有害效应,为再生水水质安全性评价以及城镇污水资源化技术研发提供参考依据和方法.     

3种大环内酯类抗生素对海洋发光菌的毒性作用

以海洋发光菌为受试生物,研究了红霉素、罗红霉素、乙酰螺旋霉素3种抗生素的单一和联合毒性作用。基于常见的3种联合作用评价方法,对混合体系的联合毒性作用进行了评价研究。结果表明,3种抗生素对发光菌单独作用的半最大效应浓度(EC₅₀)分别为:0.725 9×10^-3,1.207 8×10^-3和0.633×10^-3mol/L;二元联合体系对发光菌的毒性强弱为：红霉素+乙酰螺旋霉素>罗红霉素+红霉素>罗红霉素+乙酰螺旋霉素。3种抗生素联合体系作用类型的不同与每种抗生素不同取代基对微生物生理生化过程的影响有关。在选择的联合研究体系中,以毒性单位法获得参数的数值较大,灵敏度较高。研究大环内酯类抗生素对发光菌的毒性作用可为环境风险评价提供基础数据。     

高锰酸盐氧化-碘量法测定高锰酸盐指数

在高锰酸盐指数的测定方法中,标准碱性法具有较强的抗氯离子干扰能力,但对于高氯离子浓度水样,在酸化后的滴定过程中高锰酸盐可使氯离子氧化导致滴定终点难于辨认。采用高锰酸盐氧化－碘量法（以下简称碘量法）可以较好地解决这一问题。试验得出：碘化钾加入量为４～５ｍＬ（０．５ｍｏｌ／Ｌ）,氯离子浓度在１２０００ｍｇ／Ｌ以下对测定结果基本无影响;Ｆｅ３＋对结果有负干扰,当用氟离子掩蔽后,Ｆｅ３＋浓度对测定结果基本上无影响;碘量法的回收率在９６％～１０２％之间。     

苯砜基乙酸酯类化合物发光菌毒性效应的CoMFA研究

应用比较分子场分析方法(CoMFA)对56种苯砜基乙酸酯类化合物的发光菌急性毒性进行了研究,获得了6组分三维定量结构-活性相关模型(3D-QSAR)．模型的交叉验证相关系数(q^2)和常规相关系数(r^2)分别为0．823和0．958,说明该模型具有较高的稳定性和较好的预测能力．模型分析表明：该类化合物发光菌急性毒性效应与化合物分子的空间场和静电场具有显著相关关系．     

6种表面活性剂的生物毒性研究

石油工业在发展的中后期,大量使用表面活性剂以提高采收率,但大部分表面活性剂的生物毒性作用尚不明确。以502发光菌、重组大肠杆菌和大肠杆菌为受试微生物,综合研究了6种现役表面活性剂的急性毒性和Persoone毒性作用分级,通过体外凝胶电泳研究了表面活性剂的DNA损伤和作用机理。结果表明,6种表面活性剂均表现出较高的急性毒性,重组大肠杆菌较502发光菌和大肠杆菌更敏感,可能更适合作为生态监测测试菌;6种表面活性剂中有5种为高毒,1种为有毒,且均能引起质粒DNA损伤,可能原因为表面活性剂与DNA直接结合导致,其中2种磺酸型表面活性剂诱导DNA损伤的毒性较强,推测可能具有一定的遗传毒性。研究结果可为表面活性剂的健康、环境安全性指标和生物毒性的检测方法提供参考。     

取代芳烃对三种生物急性毒性的QSAR研究

根据成键原子的结构特征定义其生物活性点价为δiA,并在分子拓扑理论基础上由δiA 建构新的连接性指数nH =∑ (δiA·δAj·δAk… ) 0 .5,其中 ,0价指数0 H =∑ (δiA) 0 .5,1价指数1 H =∑ (δiA·δAj) 0 .5。以0 H、1 H及指示变量I为结构描述符 ,籍助多元线性回归技术 ,分别建立了取代芳烃 (含Cl、Br、CH3、OH、NH2 、NO2 等 )对发光菌、大型蚤、呆鲦鱼的QSAR模型 :以模型的估算结果均优于文献结果 ,而且计算简单 ,应用方便 ,为定量评估和预测同类型其它化合物的生物毒性提供了参考依据。     

一种利用明亮发光杆菌快速测定石油污染土壤生物毒性的方法

在美国材料与实验协会(ASTM)固相样品发光菌毒性测试方法(D 5660-96)和我国《水质-急性毒性的测定-发光细菌法》(GB/T15441-1995)的基础上,通过正交试验和单因素实验建立了一种利用明亮发光杆菌快速测定石油污染土壤生物毒性的方法。所建方法前处理条件为土壤过20目筛、泥水比为1 ∶10、室温(18℃~25℃)振荡2h、静置或离心后再过滤,土壤样品平行样测试结果的相对偏差0.5%~12.1%,比ASTM提出的前处理方法减少了14h。采用上述快速前处理方法所测不同土壤生物毒性结果与ASTM方法所测结果无显著性差异。     

15种取代酚对淡水发光菌Q67的毒性及定量构效分析

为了更加准确和便捷地预测各种取代酚类化合物的急性毒性,以淡水发光菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67)为受试生物,测定了15种典型取代酚的急性毒性;采用logD(正辛醇/水分配系数),LUMO(分子最低空轨道能)和MW(分子量)等取代酚的7种主要结构参数,利用偏最小二乘回归法建立了定量结构-活性相关(quantitative structure-activity relationships,QSAR)模型。结果表明,15种取代酚的EC_(50)在5.76×10~(-6)～1.27×10~(-3)mol·L~(-1)之间,且有很好的剂量-效应关系;QSAR模型的主成分分析显示,-logEC_(50)与logD、LUMO和MW值正相关,且logD对模型的贡献最大,即越容易与Q67菌结合的酚类化合物对其的急性毒性越大;建立的QSAR模型具有较好的预测能力(Q~2_(EXT)=0.91,RMSE=0.49)和较高的稳定性(Q~2_(CUM)=0.58),能够用于预测其他酚类化合物对Q67菌的急性毒性。     

北江上游水环境重金属污染及生态毒性的时空变化

为了解北江中上游(翁源段)翁江及横石河沿岸地区水环境中重金属污染现状及其时空变化特征,分别于2013年8月(丰水期)和2014年3月(枯水期)采集两条河流及其周边地区不同点位的地表水及地下水,分析了水体中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn 6种重金属元素的含量及变化,并结合发光菌毒性测试方法对水体的生态毒性进行了评价.结果表明,横石河受重金属污染较翁江严重,丰、枯水期重金属Cu、Zn、Cd、Pb的平均浓度分别为1029.0、11086、36.200、114.00μg·L-1和444.20、8332.2、31.300、41.200μg·L-1,分别是地表水III类水质标准值的2.96、41.1、24.8、8.31倍和1.38、33.9、21.2、3.47倍;各重金属浓度最高值均出现在S1处,且该点位的水体明显呈酸性(p H=3.23),究其原因发现大宝山矿区是横石河水体重金属的主要污染源.生态毒性测试结果显示,不同时期横石河河水及沿岸地下水体对发光菌均产生了显著的毒性效应,其中,S1处水样丰、枯水期的抑制率分别高达100%和97.3%,为剧毒;而翁江仅丰水期时S12、S14处的河水水样表现出一定的低毒性.