藻类水体Cd2+毒性快速监测新方法研究

采用藻类生长抑制试验和光合活性抑制试验两种方法对蛋白核小球藻受不同浓度Cd2+胁迫作用下叶绿素浓度及藻活性荧光参数进行测量,依据Sigmoidal曲线拟合及单因素方差分析(one-way ANOVA)的方法对Cd2+不同胁迫时间下藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率的相关性进行研究.结果表明,48、53、72、77和96 h的藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率间具有较好的S函数关系(R2>0.95),因此可采用藻活性抑制率48 h-EC10和53 h-EC10来代替96 h的藻类半数比生长率抑制率EC50进行Cd2+藻类毒性实验评价.进一步分析了蛋白核小球藻受Cd2+胁迫48 h和53 h藻活性抑制率和Cd2+毒性当量的剂量-效应关系.该方法为实验室内单一Cd2+毒性的监测提供了一种快速有效的新方法,为水环境综合毒性预警提供了一种切实可行的方法依据.     

3种氯酚对噬热四膜虫的毒性效应

以原生动物噬热四膜虫作为受试生物,研究了3种氯酚的急性毒性和遗传毒性及环境因子对污染物的生物效应,探讨了水体硬度对3种氯酚生物毒性的影响.结果表明,3种氯酚毒性大小依次为五氯酚(PCP)>2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)>2,4-二氯酚(2,4-DCP),表明随着氯原子数目的增加,生物毒性增强.硬度实验结果显示随水体硬度升高,3种氯酚对四膜虫的急性毒性先降低后增加,但不同的水体硬度下2,4-DCP对四膜虫的24、48、72和96 h EC50值分别为3.69、3.54、3.02和2.34 mg·L-1;2,4,6-TCP分别为3.23、2.83、2.56和1.97 mg·L-1;PCP分别为0.63、0.45、0.34和0.28 mg·L-1,3种氯酚的EC50值分别在同一数量级上,表明对四膜虫的毒性影响不大.采用单细胞凝胶电泳技术(SCEG)研究了3种氯酚对四膜虫核DNA的损伤作用,结果显示氯酚类化合物具有细胞毒性,彗星实验可以较好地指示氯酚类化合物的遗传毒性.     

CdSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫胚胎发育的影响及其氧化应激作用

本研究以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为对象,研究了不同浓度CdSe/ZnS量子点(QDs)暴露下,稀有鮈鲫胚胎发育过程中自主运动频率、内心率和体长的变化,以及利用体内超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)作为毒性指标,反映CdSe/ZnS QDs暴露对稀有鮈鲫胚胎发育的氧化应激作用.结果显示:CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致死浓度(LC50)为319.629 nmol·L-1,96 hpf的半致畸浓度(EC50)为203.312 nmol·L-1.CdSe/ZnS QDs暴露不仅影响稀有鮈鲫胚胎死亡率、畸形率、自主运动频率、孵化时间和孵化率,而且使其内心率减缓、体长缩短,导致胚胎卵凝结,心包囊肿,出现脊椎弯曲等多种毒性现象.同时发现,CdSe/ZnS QDs暴露导致稀有鮈鲫体内MDA含量增加以及SOD活力的降低.这表明CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎发育具有致畸、致死作用,而氧化应激可能是引起其胚胎致畸、致死的重要机制之一.     

黄连根茎浸提物对绿藻的毒理作用

黄连根茎和制剂具有抗菌等作用,广泛用于水产养殖,所造成水生态风险需要评估.试验设置总生物碱为0(CK),0.088(T1)、0.44(T2)和1.76 mg·L-1(T3)的黄连根茎浸提液(CRE)4种处理,研究了对斜生栅藻和蛋白核小球藻的毒理作用.结果表明,T1抑制绿藻生长,T2和T3使绿藻生长和繁殖停止;它们均显著降低绿藻叶绿素和蛋白质含量,说明CRE抑制光合作用和蛋白质合成是绿藻生长繁殖速率降低和死亡的直接原因.CRE使氢离子和胞内物质外流,导致藻液p H值显著降低和电导率提高.在T1和T2处理中,绿藻细胞SOD活性先升后降;在T3处理中,SOD活性显著降低.说明在CRE暴露初期,低中浓度的CRE诱导绿藻细胞产生抗性,随暴露时间增长或直接暴露在高浓度的CRE下,抗氧化酶系统被破坏.同样,随着CRE浓度增大,丙二醛含量增加,意味着绿藻细胞膜结构破坏,透性增加.CRE总体上对蛋白核小球藻的危害作用大于斜生栅藻.在水产养殖中,滥用黄连根茎或制剂,以及大规模集约化种植黄连对水体初级生产力具有潜在的生态风险.     

溴酸盐对普通小球藻的生长以及生理特性的影响

在静态暴露的条件下,利用流式细胞术等检测技术,考察了不同浓度的溴酸盐对普通小球藻的生长以及生理特性的影响,并对溴酸盐的毒性作用机制进行了初步的探索.结果表明,当溴酸盐浓度达到8 mmol·L~(-1),持续暴露96 h时,能够引起普通小球藻比生长率显著降低、细胞膜完整性显著降低、酯酶活性显著升高、线粒体膜电位显著升高、活性氧水平显著增加.扫描电镜可直观表明细胞膜受到损伤.由此说明,由于溴酸盐毒性的持续作用,使得活性氧在藻细胞内积累,普通小球藻自身的调节功能不能及时消除过多的活性氧,从而引起细胞膜完整性、酯酶活性和线粒体膜电位出现异常情况,藻细胞生理功能出现紊乱,藻细胞结构遭到破坏,最终导致普通小球藻生长受到抑制或死亡.     

电化学还原-氧化工艺降解4-氯酚的毒性研究

采用紫外光还原法制备了Pd-Fe/石墨烯催化阴极,并以Ti/IrO_2/RuO_2为阳极,构成三电极体系(双阴极)和两电极体系(单阴极)的电化学还原-氧化降解工艺,分别对4-氯酚进行降解.采用离子色谱、高效液相色谱、TOC仪对4-氯酚降解过程中中间产物及其浓度进行测定.根据公式计算降解过程中理论计算毒性值,应用发光细菌法测定降解过程中的实际毒性值,对理论计算毒性值与实际毒性值进行比较,分析不同体系下降解过程中毒性的变化规律.结果表明,两种工艺体系在最佳降解条件下,阴极室毒性均呈下降的趋势,由于降解过程中在阳极室生成高毒性的苯醌,阳极室毒性均先升高后降低.通过相关性分析得到,两种体系理论计算毒性与实际毒性在P=0.01水平下,相关性系数均为1,显著相关,表明降解过程中实际毒性的测定结果真实可靠.降解至120 min时,三电极体系毒性小于两电极体系,表明三电极体系优于两电极体系.据此提出实际毒性测定方法在电化学还原-氧化工艺降解氯酚类有机废水毒性测试的工业应用中有着广泛的前景.     

林丹短期暴露下的斑马鱼(Brachydanio rerio)组织学变化

以斑马鱼(Brachydaniorerio)为受试生物,初步探讨了林丹对斑马鱼的急性毒性以及不同浓度(0.01μg·L-1、1.0μg·L-1、100.0μg·L-1)的林丹暴露36d后对斑马鱼鳃和肝组织结构变化的影响.结果表明,林丹对斑马鱼96h-LC50为97.98μg·L-1,95%可信限为94.38￣101.72μg·L-1.当林丹浓度为0.01μg·L-1时,斑马鱼的鳃和肝组织结构未发生明显变化,而暴露在1.0μg·L-1和100.0μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼的鳃和肝组织结构变化显著.斑马鱼鳃组织变化为:上皮细胞残损、脱落,鳃小片上皮细胞水肿,柱细胞变形.斑马鱼肝组织变化为:部分肝细胞肿大,细胞核萎缩变形或偏离细胞中心,胞质疏松,空泡明显增加,细胞质中可见脂沉积.与1.0μg·L-1林丹暴露相比,暴露在100μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼鳃和肝组织结构受到的损害更为严重.     

拟除虫菊酯杀虫剂对水生态系统的毒性作用

拟除虫菊酯杀虫剂主要用于防治棉田、菜地、果树和茶叶上的农业害虫以及卫生害虫,也用于渔业生产上杀灭寄生虫。近几年来其使用量越来越大,是传统有机磷农药的替代品。它具有高效广谱、低残留的特点,对光稳定,在哺乳动物体内代谢、排泄迅速,但是对水生态系统危害较大。报道了拟除虫菊酯杀虫剂对水生生物的急、慢性毒性和中毒机理的研究进展,阐述了有待研究的方向。     

Isolation, characterization and phylogenetic analysis of a bacterial strain capable of degrading acetamiprid

An aerobic bacterium, capable of degrading the new chloronicotine pesticide acetamiprid, was isolated from the sludge of pesticide factory after successive enrichment cultures and named strain FH2 which is a Gram-negative, rod-shaped, obligate aerobic org     

In situ formation of bimetallic FeNi nanoparticles on sand through green technology: Application for tetracycline removal

• In situ preparation of FeNi nanoparticles on the sand via green synthesis approach. • Removal of tetracycline using GS-FeNi in batch and column study. • Both reductive degradation and sorption played crucial role the process. • Reusability of GS-FeNi showed about 77.39±4.3% removal on 4th cycle. • TC by-products after interaction showed less toxic as compared with TC. In this study, FeNi nanoparticles were green synthesized using Punica granatum (pomegranate) peel extract, and these nanoparticles were also formed in situ over quartz sand (GS-FeNi) for removal of tetracycline (TC). Under the optimized operating conditions, (GS-FeNi concentration: 1.5% w/v; concentration of TC: 20 mg/L; interaction period: 180 min), 99±0.2% TC removal was achieved in the batch reactor. The removal capacity was 181±1 mg/g. A detailed characterization of the sorbent and the solution before and after the interaction revealed that the removal mechanism(s) involved both the sorption and degradation of TC. The reusability of reactant was assessed for four cycles of operation, and 77±4% of TC removal was obtained in the cycle. To judge the environmental sustainability of the process, residual toxicity assay of the interacted TC solution was performed with indicator bacteria (Bacillus and Pseudomonas) and algae (Chlorella sp.), which confirmed a substantial decrease in the toxicity. The continuous column studies were undertaken in the packed bed reactors using GS-FeNi. Employing the optimized conditions, quite high removal efficiency (978±5 mg/g) was obtained in the columns. The application of GS-FeNi for antibiotic removal was further evaluated in lake water, tap water, and ground water spiked with TC, and the removal capacity achieved was found to be 781±5, 712±5, and 687±3 mg/g, respectively. This work can pave the way for treatment of antibiotics and other pollutants in the reactors using novel green composites prepared from fruit wastes.