Hormetic response of cholinesterase from Daphnia magna in chronic exposure to triazophos and chlorpyrifos

In vivo activity of cholinesterase (ChE) in Daphnia magna was measured at di erent time points during 21-day exposure to triazophos and chlorpyrifos ranging from 0.05 to 2.50 g/L and 0.01 to 2.00 g/L, respectively. For exposure to triazophos, ChE was induced up to 176.5% at 1.5 g/L and day 10 when measured by acetylthiocholine (ATCh), whereas it was induced up to 174.2% at 0.5 g/L and day 10 when measured by butyrylthiocholine (BTCh). For exposure to chlorpyrifos, ChE was induced up to 134.0% and 160.5% when measured by ATCh and BTCh, respectively, with both maximal inductions detected at 0.1 g/L and day 8. Obvious induction in terms of ChE activity was also detected in daphnia removed from exposures 24 hr after their birth and kept in a recovery culture for 21 days. Results indicated that the enzyme displayed symptoms of hormesis, a characteristic featured by conversion from low-dose stimulation to high-dose inhibition. In spite of that, no promotion in terms of reproduction rate and body size was detected at any tested concentrations regardless of whether the daphnia were collected at end of the 21-day exposure or at end of a 21-day recovery culture. This suggested that induction of ChE caused by anticholinesterases had nothing to do with the prosperity of the daphnia population.     

一种离子液体——溴化1-辛基—3-甲基咪唑对大型溞摄食强度的影响

用计数法研究了一种离子液体--溴化I-辛基-3-甲基咪唑对大型溞滤水率和摄食率的影响及恢复条件下子代大型溞摄食强度的变化,以初步探讨离子液体对水生生态系统可能的影响.实验结果表明:离子液体显著降低了母代大型溞的滤水率和摄食率,最低浓度(7μg·L-1)处理组二者分别比对照下降了26.5%和20.6%,最高浓度处理组(112μg·L-1)二者下降了84%和80%;子代的滤水率和摄食率也受到抑制,且抑制程度大于母代,在离子液体浓度为112μg·L-1时子代第3胎幼潘滤水率和摄食率的下降比率高达95.5%和94.3%.将母体暴露于不同浓度离子液体的大型溞的子代第1胎和第3胎幼溞转入恢复实验,较低浓度处理组其摄食行为得到一定的恢复,但高浓度处理组仍受到较强的抑制,约比对照下降了80%.因此,离子液体严重影响了大型溞的摄食强度,对水生生态系统安全具有潜在的威胁.     

3种氯酚化合物对大型溞的联合毒性

氯酚类化合物是我国水体中广泛存在的一类优先控制污染物,以大型溞(Daphnia magna)为试验生物,测定了2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对大型溞的48 h致死的单一毒性和联合毒性.基于单一氯酚化合物的浓度-效应曲线,运用浓度加和(CA)与独立作用(IA)2个模型对2种等毒性浓度比的混合物(Mix-LC5...     

不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

虽然水生生物大多是变温动物并且温度对化合物的毒性有非常重要的作用,但生态毒理学实验一般在实验室标准温度(20℃)或者生物最适温度下进行。我们调查了适应温度(20℃、24℃和28℃)对镉暴露(0,20和40μg·L~(-1))中大型溞生理和亚细胞水平的作用,实验终点包括镉的急性毒性(48 h-EC50)、大型溞的21 d存活率、21 d累积繁殖数(21-d CR)、第一次生育时间(time to first brood,TFB)、能量储存、电子转移活性(electron transport system activity,ETS)、热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)。结果显示:适应温度升高时大型溞的镉耐性降低,20℃、24℃和28℃下的48 h-EC50分别为(40.2±9.9)μg·L~(-1)、(15.6±2.7)μg·L~(-1)和(10.7±1.9)μg·L~(-1);28℃下,大型溞21 d存活率分别比对照(20℃,0μg·L~(-1)镉暴露)降低23%(20μg·L~(-1)镉暴露)和87%(40μg·L~(-1)镉暴露)并且大型溞的21 d累积繁殖数(21-d CR)显著降低。大型溞的能量储存随适应温度的升高而降低,24℃和28℃时分别降低了46%和62%(0μg·L~(-1)镉暴露),48%和60%(20μg·L~(-1)镉暴露)、80%和91%(40μg·L~(-1)镉暴露)。而镉浓度只有达到40μg·L~(-1)时,对大型溞的能量储存有明显影响。适应温度和镉暴露对电子转移系统活性(ETS)没有显著影响。28℃的适应温度和40μg·L~(-1)的镉暴露都能诱导大型溞热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)显著上升,但适应温度(20℃~28℃)和镉暴露(0~40μg·L~(-1))的结合对hsp70先诱导后抑制,MT则一直被诱导上升。总之,生物在不同温度下对毒物的反应存在差异,将不同适应温度下的毒性数据整合到生态危险性评价能够保证生物获得更充分的保护;此外,hsp70和MT的变化是环境压力的综合反应,作为某种污染物的生物标志物时需要综合考虑环境因素。     

三甲基氯化锡对水生生物的毒性效应

研究了三甲基氯化锡(TMT)对蛋白核小球藻、大型溞和斑马鱼的急性毒性影响.结果表明,TMT在实验浓度下,对蛋白核小球藻的生长有抑制作用,浓度越高抑制作用越明显.较高浓度组(5.31,20mg/L)可致死部分蛋白核小球藻细胞,TMT对蛋白核小球藻的96h-EC50为0.46mg/L,属于极高毒物质;TMT对大型溞的48h-LC50为0.087mg/L,也属于极高毒性;TMT对斑马鱼的96h-LC50为2.45mg/L,属于高毒性.TMT对这3种水生生物的抑制率/致死率(EC50/LC50)随时间呈规律性变化.TMT的神经毒性和亲脂特性可能是其对水生生物较高毒性的主要原因.     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

壬基酚在蛋白核小球藻和大型溞体内的富集与传递

为探究壬基酚(nonylphenol,NP)在水生生物中的富集传递效应,选择以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为研究对象,开展蛋白核小球藻对NP的富集效应实验,及NP在蛋白核小球藻和大型溞体内的传递效应实验。研究结果表明,NP对蛋白核小球藻的96 h半数效应浓度(96 h-EC50)为3.13 mg·L~(-1),对蛋白核小球藻的生长和叶绿素含量的影响呈现明显的剂量-时间效应。NP对大型溞的48 h半数效应浓度(48 h-LC50)为37.41μg·L~(-1),属于高毒类化合物。蛋白核小球藻暴露于0.05 mg·L-1NP 4 h后,其生物富集系数(BCF)为5 144.93,富集量为252.2μg·g~(-1),在12 h内对NP的生物富集系数(BCF)最高达12 053.64,富集量为1 181.73μg·g~(-1)。以0.05 mg·L-1NP中暴露4 h后的蛋白核小球藻为饵料投喂大型溞7 d后,大型溞体内NP富集量最高达3.6μg·g~(-1)。0.05 mg·L~(-1)NP直接暴露组大型溞暴露10 d后,大型溞体内NP富集量最高达4.02μg·g~(-1)。蛋白核小球藻对NP具有较强的富集能力,能够通过摄食过程将NP传递到大型溞,经传递的NP能够显著抑制大型溞的生长、繁殖、摄食等生命活动。论文为评估NP在水生生态系统中的污染风险和富集传递效应提供了一定的参考依据。     

氧化石墨烯存在下铜离子对大型溞的毒性研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为一种具有独特物理化学性质的新型纳米材料被广泛应用,其进入环境后可能对传统污染物的毒性造成影响。选取大型溞为受试生物,研究了GO的存在对Cu在大型溞体内的富集、毒性和抗氧化系统的影响。结果表明,GO对Cu~(2+)具有良好的吸附效果,大幅降低了试验液中Cu~(2+)浓度。1 mg·L~(-1)和2 mg·L~(-1)GO存在下,大型溞暴露于19.2μg·L~(-1)Cu~(2+)溶液72 h后,体内的金属Cu富集量由360μg·g-1干重分别降低为308μg·g-1和215μg·g-1干重。GO的存在降低了Cu~(2+)对大型溞的毒性,Cu~(2+)对大型溞的72 h-LC50值由19.2μg·L~(-1)升高至56μg·L~(-1)。Cu~(2+)单独作用时,大型溞体内SOD活性和GSH含量表现为先诱导后抑制,而MDA含量逐渐升高;当GO存在时,大型溞体内酶活性的变化趋势与上述现象类似,但含量总体低于Cu~(2+)单独暴露时的活性和含量。研究表明GO的加入减少了大型溞体内Cu的富集量,降低了Cu~(2+)对大型溞的氧化损害,对Cu~(2+)的毒性存在一定的减轻效果。     

大型溞对水环境中抗生素抗性菌与抗性基因的摄食与去除

原后生动物是污水生物处理系统中的常见生物,了解它们是否能够摄食与去除抗生素抗性菌(ARB)和抗生素抗性基因(ARGs),对于建立藉捕食作用的ARB和ARGs去除技术具有重要意义.本研究以大型溞作为代表生物,探究了其对ARB和ARGs的摄食、去除效果与机制.使用荧光抗性菌直接观察其摄食过程,证实大型溞对ARB的摄食与富集...     

不同形态P对Cu、Zn、Cd联合生物毒性效应的影响

运用水潘趋光行为的抑制试验研究了水体中不同磷形态和重金属(Cu、Zn、Cd)共同存在时的联合生物毒性效应.结果表明,水体中重金属的生物毒性不仅取决于它们的种类和浓度,也与溶液中共存的P形态有关.重金属对水溞的生物毒性由强至弱依次为Cu2 ＞Zn2 ＞Cd2 ;当溶液中存在不同形态的P时,重金属的生物毒性发生了改变.中等P营养水平(TP为0.05mg·L-1)时,不同形态P的存在可显著降低Cu、Zn、Cd的生物毒性,在某种程度上减轻重金属对生物的伤害.不同形态P对重金属生物毒性的拮抗作用顺序为H2PO-4≈HPO24-＞PO34-.因此,重金属污染与富营养化双重胁迫水体的生物毒性,将可能因水体中P形态的不同而产生差异.