羧酸及其衍生物急性毒性的QSAR研究

基于定量结构-活性相关性(QSAR)原理,研究了27种羧酸及其衍生化合物结构与其急性毒性LC50之间的内在定量关系。应用遗传算法从大量结构参数中优化筛选出与LC50最为密切相关的五个参数作为分子描述符,得出影响羧酸及其衍生物急性毒性的主要结构特征为分子的大小及其空间效应等。分别采用支持向量机(SVM)方法和多元线性回归(MLR)方法建立了相应的QSAR预测模型,并对所建模型分别进行了内部验证和外部验证。结果表明,两种模型均具有较高的稳定性、预测能力及泛化性能。其中,支持向量机模型对训练集和预测集样本的预测平均绝对误差分别为0.149和0.211,优于多元线性回归方法所得结果。     

未来50年鄱阳湖流域气候变化预估

据 ECHAM5/ MPI OM模式在3种排放情景（SRES高排放A2,中排放A1B,低排放B1）下所做的21世纪前50年气候变化预估试验得到的数据,研究鄱阳湖流域2001~2050年气温和降水相对于目前气候（1961~1990年）的可能变化。结果表明：①未来50年气温在3种排放情景下都将迅速增加,远远高于1990s的增加幅度和速度。A1B情景温度增加最明显,平均气温变化达到162°C。②降水量变化相对复杂,前30年主要为减少趋势,A2情景下减少幅度最大,2020s年均降水量减少了67%;后20年降水量增加,B1情景增加最显著,2030s年增加幅度达到108%。③根据预估的各季节变化结果,1~3月和 4~6月降水量增加;而降水减少主要在7~9月和10~12月,则赣江流域类似于2003~2005年的伏旱、秋旱连冬旱的情况将可能阶段性出现,并在2011~2030年加强。④降水量的空间分异非常明显,东部变化大于西部,南部变化大于北部。⑤如果2001~2050年在A2或A1B情景下,降水序列存在20a的周期振荡;在B1情景下,存在30a的周期振荡。人类排放增加可能弱化振荡强度,并使周期发生变化。     

三苯基锡对紫萍生长及酶活性的毒性作用

以紫萍作为实验生物,通过研究不同浓度的三苯基锡对紫萍（Spirodela polyrrhiza L．）根叶生长、多酚氧化酶（PPO）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）的影响,为及时发现和排除三苯基锡的污染提供理论和直观依据。结论表明：培养4d后,三苯基锡处理对紫萍叶片生长量的IC50为0．71mg／L。相同培养液条件下,PPO、CAT和POD均随着三苯基锡处理浓度的升高呈现先升高后下降的趋势。从中可以说明三苯基锡对紫萍有明显的毒性作用。     

SO_2体积分数对ZL50活性炭吸附脱硫行为的影响和动力学分析

通过动态吸附烟气脱硫实验,考察了烟气中不同SO2体积分数对ZL50脱硫脱硝活性炭脱硫行为的影响,并进行了动力学分析.随着烟气中SO2体积分数增大,脱硫率和ZL50脱硫脱硝活性炭的活性度下降;SO2吸附量和吸附速率增大.模拟结果表明,Bangham模型模拟效果最优,SO2的催化氧化反应对化学吸附有重要影响;Lagergren准一级吸附速率常数随SO2进口体积分数的增加而增大,表明SO2的催化氧化反应在吸附前期可能为速控步骤.推导和定义了Lagergren模型和Bangham模型的初始吸附速率;推导了文献上的Ho模型和Elovich模型的初始速率式。定义的Bangham初始吸附速率与初始吸附速率实验值吻合最好;建立的Bangham吸附反应动力学模型能较好地描述SO2动态吸附速率.结果表明,SO2的初始反应速率分级数为1或接近1,而O2和水蒸气的初始速率分级数分别为0.15～0.20和0.45～0.50之间的常数.     

铜和镉对珠江天然仔鱼和幼鱼的毒性效应及其潜在生态风险

以静水实验法探讨珠江流域主要金属污染物铜和镉对当地天然仔鱼和幼鱼的急性毒性效应。结果显示,铜对西江赤眼鳟和鲴仔鱼(48 h)和广东鲂幼鱼(96 h)的LC50分别为0.066、0.055和0.10 mg·L-1,对应的安全浓度分别为0.006、0.010和0.010 mg·L-1;镉对赤眼鳟和鲴仔鱼(48 h)以及广东鲂幼鱼(96 h)的LC50分别为1.29、0.83和3.20 mg·L-1,对应的安全浓度分别为0.163、0.077和0.320 mg·L-1。其中,铜对上述受试鱼的安全浓度低于或接近我国《渔业水质标准》及《地表水环境质量标准》Ⅱ类水对铜的规定,而镉对这些受试鱼的安全浓度则高于相关标准对镉的规定。研究结果表明,珠江流域铜污染可能会对当地天然仔鱼、幼鱼群体的补充构成一定程度的威胁,但镉污染暂不会对该区域主要鱼类早期群体补充带来严重的生态风险。     

Comparative effects of indole derivatives as antifouling agents on the growth of two marine diatom species

Antifouling agents, used to prevent biofouling, need to be assessed for their impacts on marine organisms and environment before the application. Diatoms are one of the main components of fouling biofilms, which play important roles in the formation of biofouling. Particularly, diatoms are also the important ingredients of primary production and present interest as ecotoxicological models in marine environment. In this study, two benthic diatoms Nitzschia closterium f. minutissima and Navicula climacospheniae, widely distributed in fouling biofilm, were used as models for screening the activities of potential antifoulants. Nine indole derivatives were tested and CuSO₄ was used as a reference. Indole derivatives showed significant anti-algal activities and the EC₅₀ values of most indole derivatives were lower than that of CuSO₄. Halogen substituent enhanced the anti-algal activities of compounds, and the most efficient compounds for N. closterium f. minutissima were gramine and 7-chloroindole with the EC₅₀ values of 1.94 and 2.1?mg/L, while for N. climacospheniae, 7-chloroindole and 6-bromoindole were the most efficient and the EC₅₀ values were 3.91 and 4.25?mg/L, respectively. In conclusion, indole derivatives would be one of the promising candidates as antifoulants and our results strengthened the need to perform antifouling activity assays and environment-friendly evaluations.     

Cardioprotective effect of Lagenaria siceraria (Mol) ameliorates isoproterenol-induced cardiac toxicity in rats by stabilizing cardiac mitochondrial and lysosomal enzymes

A study was conducted to determine the effect of the chironomid larval tube on heavy metal toxicity. Silica gel was provided as a substrate with which the chironomid larvae could construct larval tubes. A series of 96 h LC₅₀ bioassays were conducted with and without the presence of the silica gel substrate, to allow comparison between the two test conditions. From the study it was observed that a 10–15% variation in LC₅₀ value occurred. The 96 h LC₅₀ for copper at the temperatures 35, 28, 20, 15, and 10°C was observed to be 7.5, 9.5, 7.5, 4.5, 3.6, and 2.8 mg L^?1, respectively. The same test when conducted in the presence of silica gel produced LC₅₀ values of 26.50, 33.50, 15.82, 12.77, and 9.94 mg L^?1 for the same temperatures. This would demonstrate that the larval tube did, to some extent, protect the larvae from the effects of the heavy metal.     

重金属胁迫对日本对虾(Penaeus japonicas )胚胎发育的影响

以受精1 h以内的日本对虾受精卵为实验对象,采用静水试验方法,研究了Zn、Hg、Cu、Pb、As、Cd和Cr 7种重金属对日本对虾胚胎发育的影响。结果表明,在实验浓度范围内,7种重金属中Hg、Cu对日本对虾胚胎发育毒性最大,其次是Zn、As、Cd,Pb和Cr无明显影响。Hg、Cu、Cd、As、Zn对日本对虾胚胎LC₅₀值分别为：0.0177 mg·L^-1、0.1070 mg·L^-1、1.6057 mg·L^-1、3.3682 mg·L^-1、8.2644 mg·L^-1,致死效应最低可观测效用浓度（LOEC）分别为0.0037 mg·L^-1、0.0166 mg·L^-1、0.1302 mg·L^-1、1.1572 mg·L^-1、2.1522 mg·L^-1;抑制发育LOEC分别为0.0062 mg·L^-1、0.0176 mg·L^-1、0.4002 mg·L^-1、1.9497 mg·L^-1、0.0617 mg·L^-1。随着Hg、Cu浓度的升高,胚胎孵化率不断下降,无节幼体死亡率不断上升,在Hg 0.0256 mg·L^-1浓度组中,胚胎48 h死亡率达到100%。以上结果说明,Hg、Cu等重金属的存在会延缓日本对虾胚胎的发育速度,随着重金属浓度的增加,滞育现象愈加明显,在Cu 0.32 mg·L^-1浓度组中,未见无节幼体孵出。     

9种杀虫剂对中华大刀螂幼虫的毒性

螳螂是田间控制害虫种群增加的重要捕食性天敌之一。以中华大刀螂3龄幼虫(Paratenodera sinensis Saussure)为受试生物,利用9种常用杀虫剂配制成不同浓度梯度的药剂,通过喷雾法直接暴露,分别测定了LC50和死亡率来评价不同杀虫剂对中华大刀螂毒性和危害程度的影响。结果显示,9种杀虫剂对中华大刀螂幼虫的毒性(LC50值)差异很大,用药后24h的LC50在0.7182～347.7962mg·L-1之间,LC95在8.8057～1734.5650mg·L-1之间;用药后48h的LC50在0.3564～193.6887mg·L-1之间,LC95在3.8958～1548.3258mg·L-1之间;用药后72h的LC50在0.2232～115.3391mg·L-1之间,LC95在1.7730～530.6462mg·L-1之间。不同杀虫剂对中华大刀螂幼虫的毒性差异最高达到543.46倍。毒性大小依次为,高效氯氟氰菊酯﹥啶虫脒﹥联苯菊酯﹥毒死蜱﹥噻虫嗪﹥茚虫威﹥吡虫啉﹥阿维菌素﹥苏云金杆菌原粉(Bt)。根据田间推荐浓度处理的死亡率判断,毒死蜱、联苯菊酯、啶虫脒、高效氯氟氰菊酯为有害水平,Bt为中度有害水平,吡虫啉、茚虫威、噻虫嗪为微害水平,阿维菌素接近无害水平。根据LC50与田间推荐浓度的比值判断,阿维菌素、吡虫啉对螳螂种群数量不会产生太大影响;Bt、茚虫威和噻虫嗪对螳螂种群数量会产生一定危害;而毒死蜱、啶虫脒、联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯将严重影响螳螂种群数量的稳定性。在24～72h范围内,不同杀虫剂LC50和LC95随施药时间的延长而降低,说明暴露时间越长毒性越大,危害程度也越大。建议在中华大刀螂生活范围内减少高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、啶虫脒和毒死蜱的施用,推荐杀虫剂田间使用量时,除考虑对防治对象的防效,还应考虑对天敌种群的危害,提高药剂使用安全性,保护天敌种群的稳定性。     

鱼类肝脏微粒体对于硫代磷酸酯类杀虫剂活化代谢率的种间差异(Species-Related Difference of Liver Microsomes of Fish in Activation of Organothiophosphorus Insecticides)

为了弄清鱼类肝脏微粒体细胞色素P450s(CYPs)对于硫代磷酸酯类杀虫剂活化代谢率的种间差别,选用斑马鱼Brachydanio rerio、麦穗鱼Pseudorasbora parva、剑尾鱼Xiphophorus helleri、篮鳃太阳鱼Leponus macrohirus四种鱼作为受试生物,选用对硫磷、马拉硫磷、毒死蜱三种硫代磷酸酯类杀虫剂作为受试药剂,以外源乙酰胆碱酯酶(AchE)的抑制率为指标,在离体状态下间接测量了杀虫剂活化代谢物的相对生成量.离体试验表明,对于对硫磷,活化代谢物生成量的高低顺序为:斑马鱼、剑尾鱼、麦穗鱼>太阳鱼(p<0.05),最高的麦穗鱼和最低的太阳鱼之间相差10.0倍;对于马拉硫磷和毒死蜱,活化代谢物生成量的高低顺序均为:剑尾鱼>太阳鱼>斑马鱼、麦穗鱼(p<0.05),最高的剑尾鱼和最低的麦穗鱼之间的分别相差66.9和137倍.毒性测定表明,对于对硫磷、马拉硫磷和毒死蜱,四种鱼96hLC50之间的最大差别分别是45、18和77倍.对马拉硫磷而言,96hLC50的种间差异特征与活化代谢物生成量的种间差异特征比较吻合,而对于对硫磷和毒死蜱而言,两者之间的吻合度较低.研究证实了肝脏CYP在活化硫代磷酸酯杀虫剂方面具有明显的种间差异,同时也证实仅以活化代谢物的离体生成量这一指标来衡量鱼类对于硫代磷酸酯杀虫剂的敏感性,其结论可能会较大幅度地偏离生测结果.尽管如此,本研究证实在所测的鱼类当中,斑马鱼属于CYP活性较低的鱼种,而这一特性很可能是造成斑马鱼对于硫代磷酸酯杀虫剂的敏感性偏低的重要原因.