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。     

纳米水稳型C_(60)60(n_(60))促进Zn~(2+)和Cr~(6+)在大型溞体内的吸收、抗氧化性和急性毒性

富勒烯(C60)作为一种被广泛使用的纳米工程材料,其环境行为和所造成的毒效应越来越引起人们的关注,特别是其与重金属的联合毒性。文章选取模式生物大型溞研究纳米水稳型富勒烯(nC60)与Zn2+和Cr6+的联合毒性。按EPA 2024急性毒性试验结果,nC60对大型溞48 h-LC50为0.47 mg·L-1,最大无观察效应浓度(NOEC)为0.10 mg·L-1。NOEC浓度选定为nC60亚急性试验浓度,用于联合毒性试验。nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,Zn2+和Cr6+对大型溞48 h-LC50分别由2.33 mg·L-1和0.40mg·L-1降低为1.52 mg·L-1和0.33 mg·L-1;nC60增加了大型溞对Zn2+和Cr6+的摄入,暴露1440 min后体内Zn2+和Cr6+累积量分别由6.52μg·g-1湿重和1.52μg·g-1湿重增加到9.98μg·g-1湿重和3.01μg·g-1湿重;nC60和Zn2+和Cr6+联合作用于大型溞后,大型溞SOD酶活性均呈现出增强的诱导现象,联合作用时诱导作用强于两种物质单独作用。此研究表明:在亚急性浓度下,nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,提高了大型溞体内Zn2+和Cr6+的积累,并提高大型溞体内自由基活性。     

纳米水稳型C60（nC60）促进Zn2+和Cr6+ 在大型溞体内的吸收、抗氧化性和急性毒性

富勒烯(C60)作为一种被广泛使用的纳米工程材料,其环境行为和所造成的毒效应越来越引起人们的关注,特别是其与重金属的联合毒性.文章选取模式生物大型溞研究纳米水稳型富勒烯(nC60)与Zn+和Cr6+的联合毒性.按EPA 2024急性毒性试验结果,nC60对大型溞48 h-LC50为0.47 mg·L-1,最大无观察效应浓度(NOEC)为0.10 mg·L-1.NOEC浓度选定为nC60亚急性试验浓度,用于联合毒性试验.nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,Zn2和Cr6+对大型溞48 h-LC50分别由2.33mg·L-1和0.40mg·L-1降低为1.52 mg·L-1和033 mg·L-1;nC60增加了大型溞对Zn2+和Cr6+的摄入,暴露1440 min后体内Zn2+和Cr6+累积量分别由6.52 μg·g-1湿重和1.52 μg·g-1湿重增加到9.98 μg ·g-1湿重和3.01 μg·g-1湿重;nC60和Zn2+和Cr6+联合作用于大型潘后,大型溞SOD酶活性均呈现出增强的诱导现象,联合作用时诱导作用强于两种物质单独作用.此研究表明:在亚急性浓度下,nC60增强了Zn2+和Cr6+对大型溞的毒性,提高了大型潘体内Zn2+和Cr6+的积累,并提高大型溞体内自由基活性.     

壬基酚聚氧乙烯醚对大型溞的急性和慢性毒性效应

通过急性毒性实验和21 d慢性毒性实验,研究壬基酚聚氧乙烯醚(NP40EO)对大型溞(Daphnia magna)的致死性和生长繁殖指标的影响,建立毒物剂量-反应关系,并寻找其中的敏感生物学指标。急性毒性试验结果表明:NP40EO对大型溞的48 h半抑制浓度(EC50)为14.23 mg·L-1。慢性毒性试验结果表明,NP40EO对大型溞的平均蜕壳次数、首次产幼溞时间、平均产幼溞数量、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长都有显著影响。其中,0.445 mg·L-1暴露浓度可以显著减少大型溞的蜕壳次数、平均产幼溞数、平均产幼溞胎数和存活个体的平均体长。因此,综合考虑各项指标,NP40EO对大型溞21 d的最低观测效应浓度(LOEC)值为0.445 mg·L-1,无观测效应浓度(NOEC)值为0.11 mg·L-1。此外,还发现当NP40EO暴露浓度为1.78 mg·L-1时,大型溞的首次蜕壳时间和首次产幼溞时间受到显著影响。由此可见,NP40EO在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应。     

氧化石墨烯对大型溞的生物毒性效应研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)因其优良的电性能、机械性能,而成为新兴的碳纳米应用材料,但是其制造或应用后排放进入环境水体的潜在生态风险缺少足够的研究,尤其是关于GO生态毒性的基础数据。研究以水生甲壳类动物大型溞(Daphnia magna,D.magna)为受试生物,从急性毒性和慢性毒性两方面考察了GO的生物毒性效应,并结合溞类的光学显微镜观察和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力以及丙二醛(MDA)含量的测定对GO对大型溞的致毒机理进行了初步探究。研究结果表明GO对大型溞急性毒性的48 h半数致死浓度(48 h-LC50)为84.2 mg·L-1;慢性毒性的21 d半数致死浓度(21 d-LC50)为3.3 mg·L-1。关于GO对大型溞的繁殖毒性,当GO浓度达到1 mg·L-1时能够显著推迟母溞的头胎出生时间,抑制母溞头胎幼溞数、单胎最高产溞数和总产溞数。关于GO对大型溞的致毒机理,研究结果表明消化道堵塞和氧化损伤可能是GO对大型溞的主要致毒途径。上述研究结果为GO在水环境中的毒性效应研究奠定了基础,为GO的工业化应用前景提供了基础的生态毒性数据。     

氧化石墨烯存在下铜离子对大型溞的毒性研究

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为一种具有独特物理化学性质的新型纳米材料被广泛应用,其进入环境后可能对传统污染物的毒性造成影响。选取大型溞为受试生物,研究了GO的存在对Cu在大型溞体内的富集、毒性和抗氧化系统的影响。结果表明,GO对Cu~(2+)具有良好的吸附效果,大幅降低了试验液中Cu~(2+)浓度。1 mg·L~(-1)和2 mg·L~(-1)GO存在下,大型溞暴露于19.2μg·L~(-1)Cu~(2+)溶液72 h后,体内的金属Cu富集量由360μg·g-1干重分别降低为308μg·g-1和215μg·g-1干重。GO的存在降低了Cu~(2+)对大型溞的毒性,Cu~(2+)对大型溞的72 h-LC50值由19.2μg·L~(-1)升高至56μg·L~(-1)。Cu~(2+)单独作用时,大型溞体内SOD活性和GSH含量表现为先诱导后抑制,而MDA含量逐渐升高;当GO存在时,大型溞体内酶活性的变化趋势与上述现象类似,但含量总体低于Cu~(2+)单独暴露时的活性和含量。研究表明GO的加入减少了大型溞体内Cu的富集量,降低了Cu~(2+)对大型溞的氧化损害,对Cu~(2+)的毒性存在一定的减轻效果。     

防污漆活性物质敌草隆和辣椒素对大型溞的急性和慢性毒性效应

敌草隆是一种典型的常用防污漆活性物质,辣椒素是一种新型的天然防污漆活性物质。为比较两者对水生甲壳动物的急性和慢性毒性,以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性毒性实验和慢性毒性实验,研究敌草隆和辣椒素对大型溞的致死性和对其初次生殖时间、总生殖胎数、体长和产幼溞数量等生物学指标的影响,建立浓度-效应关系,筛选最敏感的生物学指标。急性毒性实验结果表明,敌草隆对大型溞活动抑制的48 h半数效应浓度(EC50)为17.1 mg·L-1,辣椒素对大型溞的48 h-EC50为12.4 mg·L-1。慢性毒性实验结果表明,所有被观察的生物学指标均呈现显著的毒性响应,大型溞各项生物学指标对敌草隆的敏感性依次为幼溞数量初次生殖时间体长总生殖胎数,大型溞各项生物学指标对辣椒素敏感性依次为幼溞数量体长总生殖胎数初次生殖时间。计算敌草隆对大型溞繁殖抑制的21 d-EC10为0.830 mg·L-1,辣椒素对大型溞繁殖抑制的21 d-EC10为1.63 mg·L-1。辣椒素具有快速生物降解性,对大型溞繁殖抑制的EC101 mg·L-1,根据《化学品分类和标签规范第28部分:对水生环境的危害》(GB 30000.28—2013)分类要求,可认为辣椒素没有长期水生危害,体现了较好的环境友好性潜力。     

氯霉素对大型溞的急性和慢性毒性效应研究

氯霉素是一种具有广谱杀菌作用的抗生素,曾在水产养殖中广泛使用,虽然目前已被列入我国渔药禁用清单,但在水环境中仍被大量检出。为探究氯霉素对水生生物的毒性作用,选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,研究氯霉素对其急性毒性和慢性毒性效应,同时建立了氯霉素的高效液相色谱(HPLC)分析方法,通过实测浓度分析确保实验过程中氯霉素浓度保持在可接受范围内。结果表明:氯霉素对大型溞的48 h半数抑制浓度(EC50)为129.5 mg·L~(-1),95%置信区间为124.4!150.9mg·L~(-1),对溞类的急性毒性为低毒;长期暴露能抑制大型溞的产溞数量,以繁殖量为毒性指标,21 d无可观察效应浓度(NOEC)为1.25 mg·L~(-1),最低可观测效应浓度(LOEC)为2.50 mg·L~(-1);各暴露组实测浓度范围在配制浓度的80%～110%,保证了实验的有效性。同时,利用实验获得的急慢性毒性数据,计算氯霉素对大型溞的急慢性毒性比(ACR),发现利用慢性毒性求得的ACR值比利用急性毒性EC10求得的ACR值更接近推荐值。研究表明氯霉素对大型溞的急性毒性低,但具有慢性毒性效应,其环境风险不容忽视。     

三唑酮对大型溞代际影响的转录组学分析

三唑酮是一种普遍使用的唑类杀菌剂,其对水生生物的危害已经引起广泛关注。为探讨三唑酮对无脊椎动物的毒性效应和致毒机理,以大型溞为模式生物,开展多代试验,评估不同浓度(5、12.5、25、50、100和200μg·L^(-1))的三唑酮对大型溞生长和繁殖以及每代时间间隔的影响。结果表明,暴露21 d后,200μg·L(-1))的三唑酮对大型溞生长和繁殖以及每代时间间隔的影响。结果表明,暴露21 d后,200μg·L^(-1)的三唑酮显著降低了大型溞的体长和繁殖能力。转录组分析发现,三唑酮暴露后,F1代和F2代的处理组与对照组的差异表达基因分别为376个和422个,而两代间的差异表达基因共2 604个。通过对差异表达基因的功能富集发现,三唑酮对大型溞F1代影响的主要通路有蛋白质吸收消化、视黄醇新陈代谢、氧化应激和甾类激素生物合成等,对F2代影响的主要通路有抗原处理和呈递、类固醇生物合成和谷胱甘肽代谢等。三唑酮对大型溞可能的毒性作用有氧化应激、内分泌干扰效应、神经毒性和免疫毒性,且可能会存在传代效应。     

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)在水体及各种水生生物(鱼类、海洋哺乳动物以及水生无脊椎动物)中被广泛检出,但BDE-47对水生无脊椎动物毒性效应的研究还处于起步阶段。以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性(48h)和慢性(21d)毒性暴露实验,考察了BDE-47对大型溞活动抑制率、心率、产仔情况和酶活性等指标的影响。结果显示,BDE-47对大型溞活动抑制率的48h-EC50为112.5μg.L-1;高浓度(>100μg.L-1)BDE-47显著诱导提高大型溞的心率。21d慢性暴露实验中,8μg.L-1处理组中大型溞全部死亡;其他各浓度处理组(0.5、1、2、4μg.L-1)中,母溞第1胎产仔时间延后,第1胎子代数量减少,总产仔数量大幅减少,这表明大型溞的繁殖能力受到抑制。BDE-47在一定程度上抑制了母溞胆碱酯酶(ChE)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,大型溞体内的代谢机制没有被诱导,神经活性虽被抑制,但抑制率不高。BDE-47大幅诱导过氧化氢酶(CAT)的活性,并呈现一定的剂量效应关系,相对于ChE和GST,CAT对BDE-47暴露更为敏感,可作为BDE-47对大型溞慢性暴露毒性效应的潜在生物标志物。     

水环境中氯丙嗪污染对鲫鱼和大型蚤的急性毒性效应

氯丙嗪作为一种镇静类兽药被广泛使用,已成为水环境中的一种新型污染物.为检验氯丙嗪对水生生物的生态毒性效应,采用实验室模拟的方法,研究了工业原料药盐酸氯丙嗪对鲫鱼(Carassius auratus)和大型蚤(Daphnia magna)的急性毒性效应.结果表明:氯丙嗪对两种水生生物的毒性效应(致死率、抑制率概率单位)均与其浓度呈显著线性正相关关系(p<0.05),且毒性强度随作用时间的延长而增加;氯丙嗪对鲫鱼的24、48和96h的半致死浓度(LC50)值分别为1.11、0.43和0.32mg·L-1,通过计算求得氯丙嗪对鲫鱼的安全浓度为19.5μg·L-1;氯丙嗪对大型蚤的24h LC50值为0.65mg·L-1,24h EC50值(使50%受试大型蚤活动受抑浓度)为0.57mg·L-1;48h LC50值为0.36mg·L-1,48h EC50值为0.28mg·L-1;对鲫鱼和大型蚤而言,氯丙嗪属极高毒性物质,大型蚤对氯丙嗪的敏感性大于鲫鱼。     

三种双酰胺类杀虫剂制剂对大型溞生长发育和繁殖的影响

为探索双酰胺类杀虫剂对大型溞的慢性毒性,本文采用氟虫双酰胺、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺3种双酰胺类杀虫剂制剂,测定其对大型溞生长发育和繁殖的影响,明确其对大型溞的慢性毒性以及大型溞对该类杀虫剂敏感的端点指标。结果表明,氟虫双酰胺、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺3种制剂对大型溞的寿命、体长、蜕皮数、首胎时长、产胎数、单雌产溞数等端点指标具有不同程度的影响。3种杀虫剂显著减少大型溞蜕皮数的最低浓度分别为1.00×10-2mg·L~(-1)、1.00×10-4mg·L~(-1)、1.25×10-3mg·L~(-1);显著缩短寿命的最低浓度分别为5.00×10-3mg·L~(-1)、1.00×10~(-4)mg·L~(-1)和1.25×10-3mg·L~(-1);显著缩短体长的最低浓度分别为5.00×10-3mg·L~(-1)、8.00×10-4mg·L~(-1)和1.00×10~(-2)mg·L~(-1);显著减少产胎数的最低浓度分别为1.00×10-2mg·L~(-1)、4.00×10-4mg·L~(-1)和1.00×10-2mg·L~(-1);显著减少单雌产溞数的最低浓度分别为1.00×10~(-2)mg·L~(-1)、8.00×10-4mg·L~(-1)和5.00×10-3mg·L~(-1);但是,除溴氰虫酰胺外,其他2种杀虫剂制剂对首胎时长却没有显著影响。端点指标中对氟虫双酰胺的敏感性为寿命和体长蜕皮数、产胎数和单雌产溞数首胎时长;对氯虫苯甲酰胺为蜕皮数和寿命产胎数体长和单雌产溞数首胎时长;对溴氰虫酰胺为蜕皮数和寿命单雌产溞数体长、首胎时长和产胎数。研究结果说明,3种双酰胺类杀虫剂对大型溞的生长发育和繁殖具有不同程度的抑制作用,寿命是评价该类杀虫剂制剂对大型溞慢性毒性的最敏感端点指标。     

己烯雌酚与四溴双酚A对小球藻生长效应的影响（Effects of Diethylstilbestrol and Tetrabromobisphenol A on Growth of Chlorella pyrenoidosa）

采用化学品对藻类毒性测试的标准试验方法,分别研究了己烯雌酚和四溴双酚A单组分对小球藻生长及光合色素含量的影响,并用相加指数法评价了己烯雌酚和四溴双酚A双组分对小球藻的联合毒性效应.结果表明,藻细胞密度和光合色素含量随己烯雌酚和四溴双酚A浓度增加而明显下降,且均表现出较好的浓度-效应关系,其对小球藻的96h-EC50值分别为0.0248mg·L-1和0.0455mg·L-1;两者对小球藻96h的联合毒性效应为拮抗作用.     

诺氟沙星(Norfloxacin)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长及抗氧化酶活性的影响

以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为实验材料,研究了喹诺酮类药物诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对小球藻生长及抗氧化酶活性的影响.结果表明,NFLX对小球藻的96hEC50为30.78mg·L-1,属于低毒.NFLX暴露对小球藻谷胱甘肽硫转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)具有显著影响,当NFLX浓度高于30mg·L-1时,小球藻GST活性受到显著诱导,并随NFLX浓度增加而显著升高,而小球藻CAT活性随NFLX暴露浓度的升高表现出先诱导后抑制现象.NFLX对谷胱甘肽(GSH)和7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响较弱.在低浓度NFLX暴露下,GST和CAT可作为NFLX暴露的生物标记物.     

2种类型多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的毒理研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。多壁碳纳米管(P-MWCNTs)和羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为纳米材料的典型代表,应用非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。为此,本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验,研究了P-MWCNTs和MWCNTs-OH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明：1)当P-MWCNTs浓度≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH≤20 mg·L-1浓度时对蛋白核小球藻生长未造成影响;2)暴露96 h后,当P-MWCNTs≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≤20 mg·L-1时,蛋白核小球藻细胞可溶性蛋白质含量增加,当P-MWCNTs浓度≥20 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≥40 mg·L-1时,2种类型MWCNTs均对蛋白核小球藻造成毒性效应;3)随着2种类型MWCNTs浓度的增加,蛋白核小球藻细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,蛋白核小球藻细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤;4)MWCNTs-OH比P-MWCNTs具有更好的生物相容性。     

溴氯海因在水环境中的降解及其对4种水生生物的急性毒性

研究了新型消毒剂溴氯海因(BCDMH)在水环境中的降解规律及其影响因素以及BCDMH对4种不同生态位水生生物(发光菌、小球藻、大型溞和斑马鱼)的急性毒性.结果表明:1)BCDMH的正辛醇/水分配系数(Kow)为3.74(25℃),在水环境中的降解符合一级动力学方程C=C0×e-k·t,其一级反应速率常数k随温度升高而增大,25℃时k值为0.3577,半衰期为1.72d.2)pH6～9时,pH值越低BCDMH降解越快,碱性条件对其降解有显著抑制;自然光照和曝气有利于BCDMH的降解.3)BCDMH对斑马鱼的96hLC50=3.68mg·L-1,属高毒;对大型溞的24hLC50=1.44mg·L-1,属高毒;对小球藻的96hEC50=4.15mg·L-1,属高毒;对发光菌的1hEC50=0.62mg·L-1,属极高毒.     

对硝基酚对大型蚤和斑马鱼胚胎的毒性

采用静态生物毒性试验方法,研究了对硝基酚对大型蚤的急性毒性和斑马鱼胚胎发育影响.结果表明,大型蚤幼蚤接触不同浓度的对硝基酚后,活动会受到不同程度的抑制,甚至死亡,48hEC50值为2.55mg·L-1.对硝基酚对斑马鱼胚胎有蓄积致毒作用,最敏感性指标为83h未孵化、83h卵凝结;实验还发现对硝基酚具有低浓度促进斑马鱼胚胎发育和孵化,高浓度抑制发育并延缓孵化的作用.对硝基酚对大型蚤的毒性与对斑马鱼胚胎的发育影响相比,大型蚤对对硝基酚反应更为敏感.     

水体沉积物结合态镉对大型溞（Daphnia magna）的生物毒性研究

选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,以大型溞体内金属积累量、金属硫蛋白含量和死亡率作为测试指标,考察了上覆水体系与水柱-沉积物共存体系中金属镉(Cd)的毒性状况,探讨了水体沉积物中重金属的生物毒性作用机制.结果表明:暴露于水柱-沉积物共存体系和上覆水体系中的大型溞体内的生物积累量均随沉积物Cd含量的升高而升高,且前者显著高于后者,说明沉积物中的Cd可通过食物吸收等途径对生物体致毒、致害;暴露于两种体系中的大型溞体内的MT含量在低浓度条件下随沉积物中Cd含量的升高而升高,当Cd含量高于800μg·g-1时MT含量大幅度下降,并且两体系之间无显著差别;暴露于两种体系中的大型溞幼溞死亡率无显著差别.上覆水中溶解态Cd和沉积物中可交换态Cd是对水生生物重要的毒性影响形态.