微塑料与农药污染的联合毒性作用研究进展

近海环境中的微塑料污染问题已成为全球性的环境问题,引起了世界范围内的广泛关注。微塑料不仅能够对生物造成物理损伤,而且塑料中的添加剂如邻苯二甲酸酯、双酚A、多溴二苯醚等也会随着塑料的风化而浸出进入环境,对生物产生毒害,同时,微塑料还能吸附海洋环境中的其他污染物,从而对生物产生联合毒性作用。本文综述了微塑料与持久性有机污染物的联合作用,结果表明聚苯乙烯微塑料能够吸附海水中的持久性有机污染物如多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药滴滴涕,从而可能导致这些污染物在海洋生物组织中富集,对人类健康存在直接或间接危害。最后本文在总结前人研究的基础上,对未来微塑料与农药污染联合毒性作用的研究方向做了简要分析和展望。     

有机磷及氨基甲酸酯类农药单独和联合作用对PC_(12)细胞DNA损伤的影响

研究有机磷类农药毒死蜱和对硫磷、氨基甲酸酯类农药克百威和残杀威单独及联合染毒大鼠嗜铬细胞瘤株(PC12细胞)所致的DNA损伤情况及联合作用模式。分别以0μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)、400μmol·L~(-1)的有机磷农药毒死蜱、对硫磷与0μmol·L~(-1)、25μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)的氨基甲酸酯类农药克百威、残杀威单独及两两联合染毒PC12细胞12 h后进行彗星实验,采用彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩3个指标来衡量DNA损伤程度。结果表明:毒死蜱、克百威、对硫磷、残杀威染毒PC12细胞12 h后,细胞出现拖尾,呈现典型的彗星图像。染毒后PC12细胞彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩较对照组显著增加,差异有统计学意义(P0.01)。析因分析表明,无论低剂量联合还是高剂量联合,毒死蜱与克百威、对硫磷与残杀威均有交互作用(P0.01),作用模式为协同作用。以上结果提示,有机磷及氨基甲酸酯类农药单独及联合作用均可引起PC12细胞DNA损伤,联合作用后损伤程度要高于单独作用,且低剂量和高剂量联合时均存在交互作用,作用模式为协同作用。     

36种典型除草剂对绿藻的毒性研究

近年来,农药对生态系统的初级生产者——藻类的毒性及其生态毒理学研究引起了国内外学者的广泛关注。除草剂在生产中广泛应用,对藻类的毒性作用最强,其毒性效应远高于杀虫剂和杀菌剂。论文选择市场上具有典型代表性的36种除草剂原药,分析解读除草剂在国内的登记情况,以及在作物、旱田和水田的使用情况;明晰对藻类生长抑制急性毒性效应。结果表明:1)除草剂的作用方式和化学类别对绿藻毒性影响显著;对于抑制植物细胞分裂和作用于植物叶绿体的除草剂对绿藻毒性均较高,以人工合成植物生长素为代表的除草剂对绿藻毒性均较低;2)相同作用方式,不同化学类别的除草剂,对单一绿藻的毒性差异明显。在水稻上获得登记的除草剂对藻类毒性整体低于在旱田获得登记的除草剂对藻类的毒性。开展多种农药对水生生态毒性的研究,为农药的合理安全使用、农药在淡水环境中的生态效应评价以及保护淡水生态系统提供科学依据。     

阿维菌素对意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)的毒性影响

通过单次饲喂高浓度阿维菌素药液以及连续饲喂亚致死浓度阿维菌素药液进行意大利蜜蜂的经口染毒,从而探讨阿维菌素对意大利蜜蜂的急性及慢性毒性影响。结果表明,阿维菌素对意大利蜜蜂急性经口毒性48 h半数致死剂量(48 h-LD50)为0.00700μg a.i.·蜂-1,慢性经口毒性240 h每日半数致死剂量(240 h-LDD50)为0.000308μg a.i.·蜂-1·天-1。在亚致死效应方面,0.0233 mg a.i.·L-1和0.0467 mg a.i.·L-1处理组在168 h后摄食量出现明显的减少,说明阿维菌素中毒已经严重影响意大利蜜蜂的觅食和摄食能力。同时,由于摄食量的下降以及阿维菌素的毒性作用,造成了0.0467 mg a.i.·L-1处理组意大利蜜蜂体重的大幅度下降,试验前后的体重变化率达到-54.84%。意大利蜜蜂爬行能力的测定结果显示,各处理组的爬行通过率均低于对照组,特别是0.0117 mg a.i.·L-1处理组、0.0233 mg a.i.·L-1处理组和0.0467 mg a.i.·L-1处理组(P0.05)。综上所述,阿维菌素对意大利蜜蜂的急性经口毒性为高毒,较高剂量染毒会引起意大利蜜蜂的直接死亡;此外,长期接触较低浓度的阿维菌素,一方面会损害意大利蜜蜂的运动能力,如爬行、飞行能力的减弱;另一方面意大利蜜蜂生理方面也会遭到威胁,表现为摄食量下降、体重减轻,甚至死亡。因此,在施用该农药时应尽量避开蜜蜂栖息地,同时避免在蜜源植株花期时施用。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(S. cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同pH(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示：模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随pH的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

外源Mo降低As(III)和As(V)对水稻的毒性及As的积累

通过溶液培养试验,研究外源添加Mo对2种价态砷(As(III)和As(V))胁迫下水稻吸收积累Mo和As的影响。结果表明,这2种价态的As对水稻生长均有抑制作用,As(III)比As(V)对水稻毒害更明显,添加Mo可缓解As对水稻的毒害。As添加可影响水稻根系和茎叶对Mo的吸收积累,但是不同价态As对Mo积累量的影响不一致。同时,Mo的添加也可以显著地降低水稻根系和茎叶对2个价态As的吸收积累。在100 μmol?L^-1 As(III)处理下,添加0.1和0.5 mg?L^-1的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低38.8%和52.8%,茎叶As积累量分别降低5.1%和10.6%;当As(V)浓度为100 μmol?L^-1时,添加0.1和0.5 mg?L^-1的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低15.4%和62.4%,茎叶As积累量分别降低11.9%和23.7%。Mo的添加还能显著地降低2种价态As在水稻根系和茎叶中的富集系数。因此,通过施用适量的Mo肥可以用来防治农田As污染,降低As对人体健康的危害。     

花背蟾蜍性腺抗氧化酶对稀土尾矿库污染胁迫的响应

本研究以花背蟾蜍(Bufo Raddei)作为实验动物,以某稀土尾矿库周边受污染的水域湿地为研究样地,以相对无污染的小白河黄河湿地自然保护区为对照样地。通过检测两地花背蟾蜍精巢和卵巢的脏器系数、MDA和GSH含量、SOD、GSH-Px、GST、CAT和GR活性、T-AOC等相关指标。研究花背蟾蜍性腺抗氧化酶对该稀土尾矿库污染胁迫的响应效应。结果显示:与黄河湿地相比,稀土尾矿库湿地复合污染对花背蟾蜍精巢和卵巢脏器系数的影响差异不显著。稀土尾矿库花背蟾蜍精巢和卵巢中MDA含量、GPx、GST和CAT活性显著高于黄河湿地(P0.05),而GSH含量表现出相反的趋势。精巢中T-AOC显著高于卵巢(P0.01),但相同组织在两地间差异不显著。结果表明该稀土尾矿库复合污染对花背蟾蜍精巢和卵巢抗氧化能力有一定的毒害效应,且精巢和卵巢对污染胁迫的响应有明显的差异性。在应对稀土尾矿库湿地复合污染胁迫时,精巢更倾向于调用SOD-CAT系统的抗氧化机制,而在卵巢内GSH系统发挥作用更大。     

外源Mo降低As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对水稻的毒性及As的积累

通过溶液培养试验,研究外源添加Mo对2种价态砷(As(Ⅲ)和As(Ⅴ))胁迫下水稻吸收积累Mo和As的影响。结果表明,这2种价态的As对水稻生长均有抑制作用,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)对水稻毒害更明显,添加Mo可缓解As对水稻的毒害。As添加可影响水稻根系和茎叶对Mo的吸收积累,但是不同价态As对Mo积累量的影响不一致。同时,Mo的添加也可以显著地降低水稻根系和茎叶对2个价态As的吸收积累。在100μmol·L~(-1)As(Ⅲ)处理下,添加0.1和0.5 mg·L~(-1)的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低38.8%和52.8%,茎叶As积累量分别降低5.1%和10.6%;当As(V)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加0.1和0.5 mg·L~(-1)的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低15.4%和62.4%,茎叶As积累量分别降低11.9%和23.7%。Mo的添加还能显著地降低2种价态As在水稻根系和茎叶中的富集系数。因此,通过施用适量的Mo肥可以用来防治农田As污染,降低As对人体健康的危害。     

超声-紫外光协同催化体系降解水中菲

以纳米TiO_2为催化剂,采用超声-紫外光协同催化体系降解水中菲,并考察了菲降解率的影响因素。实验结果表明:不同类型TiO_2对菲降解率的大小顺序为锐钛矿型TiO_2P25型TiO_2金红石型TiO_2;超声-紫外光协同催化体系对菲的降解率大于单独超声体系或紫外光催化体系,且均遵从一级反应动力学规律;在超声频率为60k Hz、声强为0.233 W/cm2、TiO_2投加量为0.06 g/L、pH为4.0、H_2O_2浓度为19.59 mmol/L的条件下降解75 min后,超声-紫外光协同催化体系对初始质量浓度为0.96 mg/L的菲的降解率可达76.78%。     

The influences of recycle effect on double-pass V-corrugated solar air heaters

The study of the heat transfer enhancement for the recycling double-pass V-corrugated solar air heaters, which implement the external recycle of flowing air, was investigated experimentally and theoretically. The comparison among different designs of V-corrugated, baffled and fins attached, and flat-plate collectors was made to show the device performance improvement with various operating parameters under the same working dimensions. The recycling double-pass V-corrugated device developed here was proposed in aiming to strengthen the convective heat-transfer coefficient and enlarge the heat transfer area. The error analysis of experimental results deviate by 0.85–2.46% from the theoretical predictions with the fairly good agreement, and both results show that the device performance of the recycling double-pass V-corrugated operation is better than those of the other configurations under various recycle ratios and mass flow rates. The suitable selections were obtained for operating recycling double-pass V-corrugated devices while considering with an economic viewpoint by both the collector efficiency enhancement and the power consumption increment.