铜对背角无齿蚌幼蚌的组织损伤效应研究

为了探究铜（Cu）对背角无齿蚌（Anodonta woodiana）的组织毒性损伤效应,基于对Cu毒性较为敏感的幼蚌,根据Cu对幼蚌96 h-EC₅₀和我国渔业水质标准（GB 11607—1989）中Cu限量设定5个浓度（2.0、1.0、0.1、0.01、0.005 mg·L^-1）,并进行24、48、72、96 h的暴露及组织（鳃、消化腺、外套膜和斧足）切片观察。结果显示： 0.005 mg·L^-1的Cu对幼蚌没有产生明显的组织损伤。经过96 h暴露,鳃在0.01 mg·L^-1暴露组开始出现色素细胞显著增加、细胞空泡化的现象;在0.1 mg·L^-1暴露组鳃开始出现巨噬细胞增多、纤毛脱落;在2.0 mg·L^-1暴露组,鳃出现细胞坏死、鳃丝萎缩、结缔组织糜烂等损伤效应。斧足在0.1 mg·L^-1暴露组开始出现细胞空泡化及上皮层损伤;在2.0 mg·L^-1暴露组,斧足上皮层损伤和细胞空泡化加剧。外套膜在0.01 mg·L^-1暴露组开始出现色素细胞和巨噬细胞显著增加;2.0 mg·L^-1暴露组开始出现上皮层损伤。消化腺从0.1 mg·L^-1暴露组开始出现小管上皮细胞变形、淋巴区域扩大以及结缔组织萎缩。研究表明,背角无齿蚌幼蚌的鳃对Cu毒性的组织损伤效应最为敏感,适宜用作淡水渔业生态环境Cu污染监测和毒性评价的靶器官。     

铬(Ⅵ)和菲单一及复合暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应研究

采用人工土壤试验方法,研究了重金属铬(Ⅵ)和多环芳烃菲单一及复合暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应.单一暴露试验结果表明:铬(Ⅵ)对赤子爱胜蚓7 d和14 d的LC₅₀分别为259.98 mg·kg^-1和241.13 mg·kg^-1;菲对赤子爱胜蚓7 d和14 d的LC₅₀分别为88.01 mg·kg^-1和60.96 mg·kg^-1.铬(Ⅵ)和菲对赤子爱胜蚓都表现出明显的时间-浓度-效应关系,而且铬(Ⅵ)和菲对赤子爱胜蚓均具有一定毒性,菲的毒性大于铬(Ⅵ).采用铬(Ⅵ)和菲等毒性单位进行复合暴露试验,结果表明铬(Ⅵ)和菲混合物对蚯蚓7 d-LC₅₀中铬(Ⅵ)和菲所含浓度分别为151.73 mg·kg^-1和37.93 mg·kg^-1;14 d-LC₅₀中铬(Ⅵ)和菲所含浓度分别为 137.69 mg·kg^-1和34.42 mg·kg^-1,根据等效应线图判定其联合作用表现为相加作用.     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象,研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响,并且以实际沼液废水中NH₄⁺-N、Cu²⁺浓度为参照设置不同浓度,分别考察NH₄⁺-N、Cu²⁺对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下,栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L^-1·d^-1,白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L^-1低浓度NH₄⁺-N下栅藻生长较好,其生物产率优于BG 11培养基,分别为0.20、0.18 g·L^-1·d^-1;500、2000 mg·L^-1高浓度NH₄⁺-N下,藻细胞生长缓慢,生物产率仅为0.12、0.11 g·L^-1·d^-1。在Cu²⁺浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L^-1的培养液中,藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L^-1·d^-1。一定浓度NH₄⁺-N存在下,栅藻能耐受较高的Cu²⁺浓度。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

呋虫胺原药及两种剂型对三种甲壳纲生物的毒性与风险评价

采用静态法测定了呋虫胺原药、20%可溶性粉剂(SP)和1%颗粒剂(G)对大型溞(Daphnia magna)、老年低额溞(Simocephalus vetulus)和锯缘真剑水蚤(Eucyclops serrulatus)三种甲壳纲生物的24 h和48 h毒性。结果表明,以实测浓度计,呋虫胺原药、可溶性粉剂和颗粒剂对大型溞的48h-LC₅₀分别为1.08、22.96、0.36 mg·L^-1,对老年低额溞的48h-LC₅₀分别为1.21、10.65、0.40 mg·L^-1,对锯缘真剑水蚤的48h-LC₅₀分别为0.08、0.04、0.04 mg·L^-1。与呋虫胺原药相比,1%颗粒剂对大型溞和低额溞的急性毒性增大,可溶性粉剂对二者的毒性则降低,但两种剂型对剑水蚤的毒性均略高于原药,且二者毒性差异不显著。另采用暴露浓度估计模型(GENEEC)对呋虫胺两种使用方法(即SP喷施和G撒施)所对应的急性风险进行了初步评估。结果表明,颗粒剂对大型溞、低额溞、剑水蚤的风险熵值(RQ)分别为0.070、0.063、0.63,可溶性粉剂的分别为0.000 54、0.001 2、0.31。这说明:就物种而言,呋虫胺对剑水蚤的急性风险较高,对其他两种生物无急性风险;就剂型而言,颗粒剂剂型的急性风险较可溶性粉剂高。     

水环境中草甘膦和三价砷对大型溞的联合毒性评价

以大型溞(Daphnia magna)为试验生物,进行草甘膦和As(Ⅲ)对大型溞24、48 h的单一毒性和联合毒性评价.结果表明,草甘膦和As(Ⅲ)对大型溞24、48 h半致死浓度(LC50)分别为54.12、51.12 mg·L^-1和7.47、6.07 mg·L^-1 .基于单一草甘膦和As(Ⅲ)以及两者的等毒性混合的浓度-效应曲线,用Logistic regression模型和反应曲面模型对其单一和联合毒性的浓度-致死效应进行预测和曲面图的绘制,并用洛伊参数反应曲面模型(CARS)和反应添加剂反应面模型(RARS)预测Mix-LC₅₀的联合毒性:在等毒性比浓度条件下,草甘膦和As(Ⅲ)的联合毒性表现为拮抗作用.     

施硅对水稻幼苗吸收锌、铜的影响

目的 研究不同硅(Si)肥水平下水稻幼苗的生长状况及锌(Zn)、铜(Cu)的吸收和转运情况。方法 试验以水稻‘皖稻71号’为材料,通过水培方式,设置硅肥(以SiO₂计)水平分别为0(对照,CK)、30、60、90、120和150 mg·L^-1共6个处理,研究不同Si肥水平处理下水稻幼苗的生物量、Zn和Cu含量及积累状况。结果 施用Si肥后,水稻幼苗叶片数、株高和根长均高于对照,水稻地上部和根部生物量(鲜质量)分别增加5.44%~52.81%和4.83%~42.49%,叶片数、株高、根长和地上部生物量均在90 mg·L^-1 SiO₂处理达到最高值。施Si处理的水稻幼苗根部Zn净吸收量提高了5.79%~77.43%,Cu净吸收量提高了6.51%~44.96%。60和90 mg·L^-1 SiO₂处理的Zn转运系数较对照分别提高10.91%和38.18%,Cu转运系数较对照分别提高8.70%和26.09%。水稻地上部Zn、Cu含量随着Si肥水平的提高而增加,90 mg·L^-1 SiO₂处理达到峰值,之后随Si肥水平的增加开始出现下降的趋势。结论 综合考虑水稻生长指标、生物量和对Zn、Cu的吸收等因素,本研究中90 mg·L^-1 SiO₂处理是微量营养元素Zn、Cu吸收的最佳施用Si肥水平。     

不同浓度全氟辛烷磺酸对拟南芥叶片的代谢损伤机制

高浓度染毒水平全氟辛烷磺酸（PFOS）对植物体的毒性效应信息,不能作为低浓度环境水平毒性效应的依据,为了更好地了解不同浓度PFOS对植物体的毒性效应,本研究采用高通量非靶向代谢组学技术分析了不同浓度PFOS对拟南芥在代谢水平上的毒性效应。通过染毒组和对照组的无菌盆栽实验,以及主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、变量投影重要性（VIP）和t检验等统计学方法,筛选出差异代谢物。PCA得分图显示高浓度暴露组（5、10 mg·L^-1和20 mg·L^-1）和低浓度暴露组（0.1 mg·L^-1和1 mg·L^-1）呈现出显著的分离。低暴露组发现了11~24种差异代谢物,而高暴露组发现了23~29种差异代谢物。低暴露组中受到干扰的代谢通路为氧化应激反应中的苯丙烷代谢和能量代谢中的糖代谢,而高暴露组受到干扰的代谢通路为氨基酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成、氨酰tRNA生物合成、苯丙烷生物合成、角质、木栓碱和蜡质的生物合成、脂肪酸生物合成、芥子油甘生物合成和α-亚麻酸代谢,以及硫代谢等多种复杂代谢通路。研究发现高、低浓度PFOS对拟南芥叶片造成了不同的代谢毒性,拟南芥对不同浓度的PFOS启动了不同的代谢防御机制。     

解淀粉芽胞杆菌SJ1606产脂肽粗提物协同代森锰锌 对2种植物病菌的抑制效果

为探明微生物源脂肽粗提物、代森锰锌及二者的复配剂对黄瓜枯萎病菌和葡萄白腐病菌的抑制效果,采用菌丝生长速率法、Horsfall法和Wadley公式法检测了脂肽粗提物和代森锰锌对2种病菌的抑制率和增效比。脂肽粗提物对黄瓜枯萎病菌的EC₅₀为1.93 μL·mL^-1,对葡萄白腐病菌的EC₅₀为5.54 μL·mL^-1,代森锰锌对黄瓜枯萎病菌的EC₅₀为74.37 mg·L^-1,对葡萄白腐病菌的EC₅₀为48.45 mg·L^-1。Horsfall法得出脂肽与代森锰锌混配体积比为 8∶2对黄瓜枯萎病菌具显著的增效活性,体积比为1∶9对葡萄白腐病菌具有显著增效活性。通过Wadley公式法得出混配组合对黄瓜枯萎病菌理论EC₅₀为1 298.78 mg·L^-1,实际EC₅₀达472.48 mg·L^-1,增效比（SR）为2.75;对葡萄白腐病菌理论EC₅₀值为481.41 mg·L^-1,实际EC₅₀值187.32 mg·L^-1,增效比（SR）为2.57。结果可为2种不同病害的持续防控、化学药剂的减施增效和抗菌脂肽的合理应用提供支撑。     

克百威、镉和铜对费氏弧菌的联合毒性效应

通过费氏弧菌急性毒性实验,研究克百威、镉(Cd)和铜(Cu)三种受试样本及其混合样本(克百威-Cd和克百威-Cu的等毒性单位比为1∶1、1∶2、2∶1,克百威-Cd-Cu的等毒性单位比为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶2∶1、2∶1∶1)对费氏弧菌15 min和30 min的急性毒性效应,计算克百威、Cd和Cu的单一和混合样本的半数效应浓度(Median effective concentration,EC50)。克百威、Cd和Cu暴露15 min的EC50值分别为101.29、13.11、47.06 mg·L~(-1),暴露30 min的EC50值分别为107.88、11.17、39.73 mg·L~(-1)。利用毒性单位(Toxicity unit,TU)法、相加指数(Additive index,AI)法和混合毒性指数(Mixtures toxicity index,MTI)法对混合样本进行了定性评价,结果表明:克百威与Cu和Cd两种重金属二元和三元复合作用后主要表现为部分相加和协同作用,说明二元和三元复合毒性较单一毒性增强,且不同混合比例下,联合毒性效应具有差异。TU法与MTI法的评价结果一致,而AI法的结果略有差异。     

杀螟丹、螺虫乙酯和铜镉二元复合污染的联合毒性

针对农业活动中广泛使用的杀螟丹、螺虫乙酯和常见重金属污染物铜、镉,以费氏弧菌为受试生物研究污染物并存状态下的联合毒性。通过研究在不同暴露时间下二元复合污染对费氏弧菌的急性毒性效应,计算半数效应浓度EC_(50),并采用混合毒性指数法评价联合毒性。研究表明,铜、镉、杀螟丹、螺虫乙酯单一暴露于费氏弧菌15 min的EC_(50)分别为0.53、0.74、79.06 mg·L~(-1)和116.67 mg·L~(-1)。杀螟丹和重金属的混合体系对费氏弧菌的联合毒性主要表现为相加作用,当螺虫乙酯在混合体系中占比较低时,也表现为部分相加作用。杀螟丹和螺虫乙酯能够减缓金属离子进入细胞的速率,因此费氏弧菌急性毒性实验研究联合毒性时,暴露时间应延长至45 min以上。     

草甘膦对重金属毒性的抑制效应研究——以发光菌(Photobacterium phosphoreum T3)为例

草甘膦分子(C3H8NO5P)中含有较多配位基团如羧基、氨基、磷酸基,对重金属阳离子有很强的络合能力,可能会影响重金属的生物有效性进而影响其毒性。为了解草甘膦(GPS)和铜(Cu)、镉(Cd)交互对发光菌毒性效应,以明亮发光杆菌T3小种(Photobacterium phosphoreum T3)为例,进行了室内模拟试验研究。结果表明:Cu、Cd对发光菌有很强的毒性(EC50分别为1.28、0.89mg·L-1);没有控制p H的草甘膦能够降低溶液p H,对发光菌亦有较强的毒性(EC50为35.9 mg·L-1);但控制p H值为5.0的草甘膦对发光菌无明显毒性,并且能够显著降低Cu、Cd对发光菌的抑制,同时随着GPS/Cu、GPS/Cd摩尔比值的增大使毒性降低,直至无明显毒性。据此认为,在重金属和农药草甘膦共存的环境当中,草甘膦能够影响重金属的形态,进而影响重金属的生物有效性和毒性。     

富勒烯对大型蚤的急性毒性和慢性毒性效应

为深入理解富勒烯(Fullerene,nC_(60))的水生生态毒理效应,以模式动物大型蚤(Daphnia magna)为研究对象,研究nC_(60)对大型蚤的48 h和72 h急性毒性效应以及21 d慢性毒性效应。结果表明,急性暴露下,nC_(60)对大型蚤的48 h半抑制浓度(EC_(50))和半致死浓度(LC_(50))分别为25.3 mg·L~(-1)和28.5 mg·L~(-1),72 h的EC_(50)和LC_(50)分别为14.9 mg·L~(-1)和16.3 mg·L~(-1),且大型蚤的跳跃频率和心跳频率随着在nC_(60)中暴露时间的延长先增加后减少;慢性暴露下,1 mg·L~(-1)的nC_(60)即可对大型蚤的繁殖产生影响,21 d内总产蚤数和平均产蚤数分别为53.3个和0.3个,与对照相比明显降低。研究结果表明,无论急性还是慢性暴露下,nC_(60)均显著抑制大型蚤的生长和繁殖,其水生生态毒性不容忽视。     

不同性质土壤中钼的植物毒性及预测模型

以我国9个地区不同理化性质的土壤为研究对象,通过外源添加钼酸盐（Mo⁶⁺）评估了土壤Mo对大麦（Hordeum vulgare L.）的毒性,在此基础上分析了土壤性质因子和毒性阈值之间的相关性,并建立了一元和多元线性回归方程。结果表明,在9个地区的土壤中,Mo对大麦根伸长10%抑制率（EC₁₀）和50%抑制率（EC₅₀）的变化范围分别为262.64~3 301.70 mg·kg^-1和851.10~5142.62 mg·kg^-1;土壤阳离子交换量（CEC）是影响土壤Mo毒性阈值最重要的因子;基于CEC建立的回归方程中引入pH值和锰氧化物含量时,预测能力显著提升,可以分别解释EC₁₀和EC₅₀的82.2%和88.5%的变异（P<0.05）。利用欧洲9个地区土壤的大麦毒性数据对模型进行验证,发现基于我国土壤建立的Mo毒性预测模型并不适用于欧洲土壤,进一步分析了我国和欧洲18个地区的土壤性质和毒性阈值的相关性并建立了预测模型。研究表明,CEC对Mo的大麦毒性有显著影响,基于CEC、pH值和锰氧化物含量建立的预测模型可以准确评估我国和欧洲18个地区土壤Mo的毒性。本研究可为土壤Mo的风险评价和修复提供重要参考。     

我国20种典型土壤中锌对白符跳虫的毒性阈值及其预测模型

为了确定我国土壤中Zn对白符跳的毒性阈值并建立其预测模型,以外源添加重金属污染物(ZnCl2)的方式,研究了我国20种典型土壤中Zn对白符跳(Folsomia candida)繁殖率以及存活率的影响。结果表明:白符跳繁殖率对Zn毒害的敏感性远高于存活率,基于总量实测值推导的繁殖率的EC_(50)(半数效应浓度)范围为56～711 mg·kg~(-1),最大值约为最小值的12.5倍;基于CaCl_2提取有效态实测值推导的繁殖率的EC_(50)范围为0.5～5.2 mg·kg~(-1),最大值约为最小值的8.7倍,这表明利用CaCl2提取有效态Zn,并基于此计算不同土壤中Zn对白符跳繁殖的EC_(50)可以更好地预测土壤毒性。同时,对白符跳繁殖的EC_(50)与土壤理化性质进行相关性分析表明:EC_(50)与土壤pH、非晶质铝含量之间呈显著相关关系,相关系数分别为0.819、0.470。利用回归分析对白符跳繁殖的EC_(50)及土壤理化性质进行分析:土壤pH和土壤有机质含量这两种土壤理化性质可以很好地解释白符跳繁殖的EC_(50)值之间的差异,故对其建立毒性预测模型为lg(EC_(50))=0.255pH+0.013w(有机质)+0.673,此模型表明土壤pH和w(有机质)可以较好地预测不同土壤中Zn对白符跳繁殖的毒性阈值。     

卡马西平对小球藻生长的影响和氧化损伤

为了考察药品及个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)对水生生物及生态环境的影响,以典型的PPCPs化合物卡马西平(Carbamazepine,CBZ)为目标化合物,研究其对普通小球藻(Chlorella)的生长、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量的影响。结果表明,CBZ对小球藻的96 h半最大效应浓度(EC_(50))为154.42 mg·L~(-1),对小球藻具有一定的毒性作用,能抑制小球藻的生长。CBZ影响小球藻的叶绿素含量,低浓度(0.1 mg·L~(-1))的CBZ对小球藻的叶绿素a和b的含量有抑制作用,使其分别降低到2.16 mg·L~(-1)和0.38 mg·L~(-1),随着CBZ浓度的升高,抑制作用逐渐减弱;小球藻SOD的活性随CBZ浓度的升高表现出先激活后抑制的状态,CAT活性表现出中低浓度激活的状态;CBZ对MDA含量的影响较弱,处理组含量在2.06~2.32 nmol·g~(-1)范围之间,略高于对照组。由冗余分析(RDA)可知,CBZ对小球藻CAT、SOD活性和叶绿素a含量的影响更显著。     

镉对“标准化”背角无齿蚌的急性毒性及脂质过氧化和DNA损伤的影响

为了探究"淡水贝类观察"研究体系的专用指示生物"标准化"背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对镉(Cd~(2+))的毒性效应,研究了Cd~(2+)对钩介幼虫(24 h,平均壳长0.25 mm)、稚蚌(5 d,平均壳长0.27 mm)和幼蚌(6 months,平均壳长50 mm)的急性毒性,并针对Cd~(2+)积累的靶器官——鳃,分析了幼蚌脂质过氧化产物丙二醛(MDA)、成蚌(48 months,平均壳长85 mm)DNA损伤(OTM)对Cd~(2+)的响应特征。结果表明:Cd~(2+)对钩介幼虫24 h半效应浓度(EC50)为0.001 8 mg·L~(-1),对稚蚌和幼蚌96 h EC50分别为0.004 7、4.5 mg·L~(-1);Cd~(2+)浓度0.05 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1)暴露组MDA含量随时间延长呈降低的趋势,MDA含量变化与Cd~(2+)浓度之间不相关(P0.05);OTM随暴露时间的延长呈升高的趋势,OTM变化和Cd~(2+)浓度之间表现为显著的线性正相关(P0.05)。研究认为,钩介幼虫和稚蚌有作为Cd~(2+)的灵敏受试物种的潜力,幼蚌和成蚌适于Cd~(2+)污染的监测与评价,OTM可作为Cd~(2+)污染预警的生物标志物。