酶催化降解四溴双酚A反应引起的碳纳米管急性毒性变化

辣根过氧化物酶催化去除四溴双酚A的反应能够改变多壁碳纳米管(multiwall carbon nanotubes,MWCNTs)在水环境中的稳定性。为探究该反应对碳纳米管生态毒性效应的影响,选择大型蚤(Daphnia magna)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试生物,分别考察了反应前后MWCNTs对大型蚤的急性毒性以及对斜生栅藻的生长抑制和藻细胞色素的影响。结果表明,在1~10 mg·L-1的暴露浓度下,与原始的MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对大型蚤的急性毒性明显减弱。在10 mg·L-1的暴露剂量下,原始的MWCNTs造成大型蚤的死亡率高达65%,而反应后的MWCNTs引起大型蚤的死亡率仅为23%。此外,反应前后的MWCNTs对斜生栅藻的生长均有抑制作用。随着暴露浓度的增大,藻细胞密度、叶绿素a和b的含量逐渐降低。与原始MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对斜生栅藻的毒性明显减弱。上述研究结果为评价MWCNTs的环境风险提供了基础数据。     

培养基对大型溞(Daphnia magna)生长、繁殖和子代的影响

大型溞(Daphnia magna)急性活动抑制试验和繁殖试验是研究和评价新化学物质对水生生物危害性的重要手段之一。由于经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)测试导则推荐的Elendt M4培养基中含有的乙二胺四乙酸(EDTA)可能会影响金属离子的活性,不适合用于含有金属离子样品的毒理学测试。为选出合适的替代培养基,采用Elendt M4培养基、美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials, ASTM)推荐的ASTM培养基和国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO)推荐的ISO培养基进行大型溞繁殖试验,并收集繁殖试验中亲溞产下的非头胎幼溞进行重铬酸钾的急性活动抑制试验。结果表明,3种培养基对大型溞的生长、存活均无抑制作用,ASTM培养基和ISO培养基中大型溞的繁殖量分别为111±10和70±13,显著低于Elendt M4培养基的132±4 (P 0.05)。3种培养基中大型溞的繁殖量均能满足OECD 211-2012大型溞繁殖试验标准中繁殖量大于60的要求,但在ISO培养基中有死胎出现。重铬酸钾对Elendt M4培养基、ASTM培养基和ISO培养基中繁殖幼溞的24 h半数效应浓度(24 h-EC_(50))值分别为1.29、1.84和0.772 mg·L~(-1),均在OECD 202-2004大型溞急性活动抑制试验标准要求的0.6～2.1 mg·L~(-1)范围内,说明3种培养基中繁殖的大型溞均能用于大型溞急性活动抑制试验的标准测试中。综上所述,进行含有金属离子样品的毒理测试时,ASTM培养基和ISO培养基均可用于大型溞的短期驯养和急性活动抑制试验,ASTM培养基还可以用于长期驯养和繁殖试验。以上结果为大型溞毒性试验中试验培养基的选择提供理论依据。     

水温变化期“溞草共建”系统对沙河水库水质与底泥净化效能的中试研究

针对北京市沙河水库水体环境自净能力弱、水质较差等问题,通过构建“溞草共建”系统进行中试实验,研究水温变化期,水深对大型溞和沉水植物生长状况以及“溞草共建”系统对水库水体和底泥污染物去除的影响.结果表明,系统运行前期,大型溞生长发育正常;但是系统运行后期,水温降低,大型溞的生理活动将被抑制,并产生休眠卵甚至死亡.3种沉水植物对水深的适应能力表现为：金鱼藻>黑藻>狐尾藻;对水温的适应能力表现为：黑藻>金鱼藻>狐尾藻.系统运行前期,水体透明度、叶绿素a含量以及COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP的去除率均随着大型溞的投加和沉水植物长势渐好而逐渐增加,但系统运行后期,以上指标均随着大型溞和沉水植物的死亡而逐渐降低.系统运行前期,组合系统对底泥污染物具有较好的去除效果,底泥中有机质、TN、TP的去除率分别可以达到8.7%、6.2%和19.3%.系统运行后期,底泥有机质、总氮、总磷含量逐渐上升.本研究可为北京市再生水补给河湖水库的水生态修复及其“溞草共建”系统构建提供理论支撑和...     

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。     

三苯基锡和三丁基锡对大型蚤(Daphnia magna)的毒性作用研究

本研究测定了三苯基锡（ＴＰＴ）和三丁基锡（ＴＢＴ）对大型蚤（Ｄａｐｈｎｉａ ｍａｇｎａ）的急性毒性及慢性毒性,同时研究了环境因素（腐殖酸、硬度、酸度）对ＴＰＴ和ＴＢＴ的２４ｈ－ＥＣ５０的影响。结果表明,ＴＰＴ和ＴＢＴ对大型蚤的２４ｈ－ＥＣ５０分别为１３．３３ｕｇＳｎ．１＾－１和３．９１ｕｇＳｎ．１＾－１,慢性实验结果表明,ＴＰＴ对大型蚤的生长繁殖有一定的抑制作用。     

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...     

3种不同水蚤对焦化废水综合毒性的响应分析

为考察不同受试蚤类对典型工业废水毒性的响应差异,以标准模式生物大型蚤(Daphnia magna)、辽宁本地生物隆线蚤(Daphnia carinata)和湖北本地生物蚤状溞(Daphnia pulex)为受试生物,以单一毒物(重铬酸钾)及实际焦化废水为研究对象,考察了3种水蚤作为工业废水受试生物的可行性,以及焦化废水原水和经垂直折流多功能生化反应器(VTBR)处理后出水对不同种水蚤的综合毒性效应。结果表明,3种水蚤均可作为考察行业废水毒性的受试生物,其中蚤状溞相对其他2种水蚤对焦化废水原水及VTBR工艺处理后出水均具有较好的敏感性;模式生物大型蚤较适合作为考察暴露时间对蚤类毒性影响的受试生物。利用不同蚤类对行业废水进行毒性效应分析,不仅可以为选择敏感受试生物提供参考,也可以更准确地反映废水中各种污染物的综合毒性。     

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。     

Toxicity identification evaluation of anaerobically treated swine slurry: A comparison between Daphnia magna and Raphanus sativus

Anaerobic digestion does not efficiently reduce ionic compounds present in swine slurry, which could present a potential risk to aquatic ecosystems (surface runoff) and terrestrial ambient (irrigation). The objective of this study was to evaluate the ecotoxicological characteristics of anaerobically treated swine slurry using acute and chronic (epicotyl elongation) toxicity tests with Daphnia magna and Raphanus sativus and identification of suspected toxic compounds using the Toxicity Identification Evaluation (TIE) method. The evaluation was performed in three phases: physicochemical characterization of the slurry; acute/chronic toxicity testing with Daphnia magna and Raphanus sativus for each fraction of the TIE (cation and anion exchange columns, activated carbon, pH modification/aeration and EDTA) and identification of suspected toxic compounds. The anaerobically treated slurry contained concentrations of ammonium of 1,072 mg L^?1, chloride of 815 mg L^?1 and metals below 1 mg L^?1 with a D. magna acute toxicity (48h-LC₅₀) of 5.3% and R. sativus acute toxicity (144h-LC₅₀) of 48.1%. Epicotyl elongation of R. sativus was inhibited at concentrations above 25% (NOEC). The cation exchange reduced the toxicity and free ammonia by more than 90% for both bio-indicators. Moreover, this condition stimulated the epicotyl growth of R. sativus between 10% and 37%. In conclusion, the main compound suspected of causing acute toxicity in D. magna and acute/chronic toxicity in R. sativus is the ammonium. The findings suggest the need the ammonium treatment prior to the agricultural reuse of swine slurry given the high risk to contaminate the aquatic environment by runoff and toxicity of sensitive plants.     

Bioremediation of heavy metal contaminated medium using Lemna minor,Daphnia magna and their consortium

Single, dual and triple mixtures of totally seven different mixture combinations of the metals Al, Ba and Fe were examined in Lemna minor (L) culture, Daphnia magna (D) culture and in a consortium culture consisting of L. minor and D. magna. In this study: (a) differences in removed metal proportions at the end of 24 and 48?h, (b) differences in removed metal amounts due to cultures, (c) differences in the removed proportions of a metal in distinct mediums and (d) removal correlation of the metals due to cultures were investigated. The study results showed that among the metals Al, Ba and Fe, Al has the most toxic effect on organisms involved in this study. Although similar toxicity results of Al and Fe on test groups were observed, Ba gave different toxicity results on test groups. An overview of the bioremediation results indicates that L. minor removes the metals Al and Fe more successfully than Ba. Different mixture combinations of metals performed dissimilar removal results in the same cultures. According to the correlations analysis for the metals Ba and Fe, a high correlation was recorded between the consortium group and test groups containing only D. magna, r?=?0.88, r?=?0.91, respectively.