聚苯乙烯纳米塑料对中肋骨条藻的毒性效应

为研究纳米塑料对海洋微藻的毒性效应,本文选取粒径为0.1μm的聚苯乙烯（polystyrene,PS）纳米塑料作为目标污染物,探讨其不同浓度（0.1 mg/L、1 mg/L和10 mg/L）对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）的毒性效应。结果发现,在PS纳米塑料处理下,中肋骨条藻细胞生长受到显著抑制,细胞内活性氧（ROS）水平升高;当PS纳米塑料浓度为10 mg/L时,中肋骨条藻细胞的丙二醛（MDA）含量增加;浓度为0.1 mg/L和1 mg/L的PS纳米塑料会导致中肋骨条藻细胞内超氧化物歧化酶（SOD）活性增高,浓度为10 mg/L的PS纳米塑料则导致藻细胞内SOD活性先升高后降低;细胞内过氧化氢酶（CAT）活性和细胞凋亡率均随着藻细胞培养时间的延长而增加。本研究可为科学评估PS纳米塑料污染对海洋中肋骨条藻的毒性作用提供重要参考。     

纳米ZnO对嗜热四膜虫的生态毒性研究

为评价纳米ZnO的生态安全性,研究了其对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)的水生生态毒性. 显微成像表明,嗜热四膜虫食物泡是摄取纳米ZnO的主要部位. 低ρ(纳米ZnO)对嗜热四膜虫的增殖具有促进作用(即“兴奋反应"),其中100 mg/L时促进作用最明显,随着ρ(纳米ZnO)的进一步增加,其对嗜热四膜虫增殖的促进作用逐渐减弱. 随着时间的延长,“兴奋反应"逐渐减弱. 纳米ZnO能降低嗜热四膜虫的超氧化物歧化酶活性,且ρ(纳米ZnO)越高,抑制效应越强. 纳米ZnO使嗜热四膜虫自由基清除能力下降,可能是其产生毒害作用的主要原因之一.      

六氯苯对原生动物四膜虫的生物毒性实验室研究

以原生动物嗜热四膜虫(TetrahymenathermophilaBF5)为靶生物,在PPYS培养基和无机盐培养基中,研究了生长稳定期间的四膜虫暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/LHCB的中短期生物毒性。研究结果表明,PPYS培养基中50μg/L的HCB对四膜虫的生长表现为促进作用,在试验时间内,四膜虫数量增加5%～15%。250μg/L和1000μg/L的HCB发生抑制作用。在250μg/L和1000μg/L的HCB中培养96h,四膜虫的数量分别降低到在同一时间无HCB存在情况下数量的63%和35%,168h时分别为42%和24%。在无机盐培养基中,3种浓度的HCB均对四膜虫的生长产生抑制作用,而且表现为急性和短期毒性。暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/L的HCB中96h,四膜虫的数量分别减少到同一时刻无HCB存在情况下数量的34%、24%和10%。可见,培养体系中营养物质的存在,可以降低和缓解HCB对四膜虫的生物毒性。     

氧化石墨烯对淡水微藻生长及生物活性物质的影响

为掌握氧化石墨烯（GO）的水环境风险,以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）和湖泊微拟球藻（Nannochloropsis limnetica）为研究对象,探究了GO对淡水微藻生长及其生物活性物质（碳水化合物、总蛋白质、总脂）的影响.结果表明,GO对2种微藻具有中等毒性,72h EC₅₀值分别为25.63和48.44mg/L.透射电镜（TEM）观察发现,GO纳米片层既能附着于藻细胞表面也能进入藻细胞内部,造成藻细胞超微结构明显变化,包括：质壁分离;叶绿体收缩;淀粉粒数量减少甚至消失.较低浓度（10mg/L）GO会促进微藻中光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）合成;而较高浓度（100mg/L）GO暴露下,2种微藻的类胡萝卜素和斜生栅藻叶绿素a的含量显著降低.2种浓度的GO总体上刺激了藻细胞内生物活性物质的合成,这是污染胁迫下的一种主动防御机制;而较高浓度GO造成碳水化合物含量显著降低,可能原因是细胞中储能物质由淀粉向中性脂转化.     

不同填埋时间、不同季节的垃圾渗滤液生物毒性

以武汉市7个城市生活垃圾填埋场渗滤液作为研究对象,探讨不同填埋时间、不同季节渗滤液的生物毒性变化以及理化指标与生物毒性效应的相关性.毒性实验采用嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)作为试验生物,进行了渗滤液对受试生物的24 h半数致死浓度LC50和生长抑制测定.结果表明,不同填埋时间的渗滤液LC50在0.84%~12.15%之间;随着填埋时间延长,渗滤液LC50有增大的趋势,急性毒性逐渐减小,但渗滤液对嗜热四膜虫种群的生长抑制没有减少的趋势.不同季节渗滤液的LC50没有明显的规律性,夏季的渗滤液LC50较小,急性毒性较强;不同季节的渗滤液对嗜热四膜虫的生长抑制情况不同,春季渗滤液的生长抑制作用最小.渗滤液理化指标与LC50无显著相关性,而渗滤液对嗜热四膜虫种群的生长抑制作用随着COD、BOD5、NH4+-N和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)的增加而增强.     

正常肝细胞和肝癌细胞对镉暴露毒性响应差异分析

正常肝细胞和肝癌细胞存在诸多生理特征差异,为探讨两种不同类型的肝细胞对镉（Cd）暴露毒性响应的差异,该研究分析了正常肝细胞系（HL-7702）和肝癌细胞系（HepG2）Cd暴露后在细胞活力、形态、凋亡及凋亡相关基因表达等方面的响应差异.结果表明:当Cd浓度为1 mg/L时,HL-7702细胞活力降至65%,而HepG2细胞活力未受到明显影响,且HL-7702细胞和HepG2细胞对Cd暴露的半数致死浓度(LC₅₀)分别为1.9和2.4 mg/L,说明正常肝细胞较肝癌细胞在细胞活力方面更为敏感. Cd暴露均会诱发两种细胞凋亡,但在0.25 mg/L的Cd暴露下,HepG2细胞凋亡率显著高于HL-7702细胞,说明正常肝细胞抗凋亡能力显著高于肝癌细胞.不同细胞中Cd诱发凋亡的分子途径不同,在HL-7702细胞中镉主要通过上调Caspase-3和下调Bcl-2基因的表达来诱导细胞凋亡,而在HepG2细胞中则主要通过上调Caspase-3基因来诱导细胞凋亡.研究显示,正常肝细胞和肝癌细胞对Cd暴露的毒性响应差异较大,采用人正常肝细胞比肝癌细胞更能准确评估重金属的肝毒性.     

正常肝细胞和肝癌细胞对镉暴露毒性响应差异分析

正常肝细胞和肝癌细胞存在诸多生理特征差异,为探讨两种不同类型的肝细胞对镉（Cd）暴露毒性响应的差异,该研究分析了正常肝细胞系（HL-7702）和肝癌细胞系（HepG2）Cd暴露后在细胞活力、形态、凋亡及凋亡相关基因表达等方面的响应差异.结果表明:当Cd浓度为1 mg/L时,HL-7702细胞活力降至65%,而HepG2细胞活力未受到明显影响,且HL-7702细胞和HepG2细胞对Cd暴露的半数致死浓度(LC₅₀)分别为1.9和2.4 mg/L,说明正常肝细胞较肝癌细胞在细胞活力方面更为敏感. Cd暴露均会诱发两种细胞凋亡,但在0.25 mg/L的Cd暴露下,HepG2细胞凋亡率显著高于HL-7702细胞,说明正常肝细胞抗凋亡能力显著高于肝癌细胞.不同细胞中Cd诱发凋亡的分子途径不同,在HL-7702细胞中镉主要通过上调Caspase-3和下调Bcl-2基因的表达来诱导细胞凋亡,而在HepG2细胞中则主要通过上调Caspase-3基因来诱导细胞凋亡.研究显示,正常肝细胞和肝癌细胞对Cd暴露的毒性响应差异较大,采用人正常肝细胞比肝癌细胞更能准确评估重金属的肝毒性.     

二氯乙腈对大肠杆菌基因表达的影响

为探究二氯乙腈（DCAN）对大肠杆菌（E.coli）基因表达的影响及相应的毒性作用,采用自组织映射（SOM）聚类及剂量效应关系分析方法考察了E.coli在不同剂量DCAN暴露120min过程中其基因表达状况.结果表明：随时间及浓度改变E.coli基因表达具有动态性;在DCAN浓度为1.429×10^-3mg/L时,多个参与应急反应（SOS response）调节、氧化还原应激及普通应激的基因启动子活性发生改变,导致DNA损伤、氧化应激加剧,细胞生物化学和物理稳态可能受到干扰;此外,毒性终点结果表明DNA损伤是DCAN主要的毒性作用模式.     

纳米银对反硝化无色杆菌的毒性作用

为研究纳米银(AgNPs)对反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)的毒性作用,选择室内培养方式,探究纳米银对Achromobacter denitrificans的生长抑制、氨化作用、同化吸收NH₄+-N、细胞膜表面结构和活性氧生成的影响。研究发现,纳米银可抑制细菌生长,抑制效果与浓度和暴露时间呈正相关。添加10 mg/LAgNPs在硝化培养基中,Achromobacter denitrificans生长抑制率12h后达38.2%,而添加1 mg/LAgNPs时生长抑制率仅为11.5%。不同AgNPs暴露浓度条件下,4~6 h后生长抑制率均趋于稳定。暴露培养后的细菌生化活性降低,AgNPs投加浓度从1 mg/L提高到10 mg/L时,NH+₄-N生成速率从2.77 mg/(L·h)降低至2.07 mg/(L·h),降低了25.3%;NH₄+-N同化速率从5.52 mg/(L·h)降低至1.71 mg/(L·h),降低了69.1%。pH是影响毒性作用的重要因素,弱酸(pH 5.0)与弱碱(pH 9.0)均不利于细菌生存。通过毒性作用机理分析可知,纳米银可导致细胞膜表面凹陷破裂,膜内物质泄漏流出,细胞内发生活性氧的累积。     

汞和农药安绿宝对四膜虫的毒性

采用梨形四膜虫为实验生物评价了汞离子和安绿宝农药的毒性。结果表明,随着H~(2+)和安绿宝浓度的增高,梨形四膜虫细胞的增长繁殖明显降低。24b最低影响浓度Hg~(2+)为0.001mg/L,安绿宝为0.01mg/L,48h最低影响浓度同24h。在高浓度下,四膜虫的毒性效应为细胞变形,缩小和运动异常,甚至仑部致死。用个体计数法和透光度法判断Hg~(2+)和女绿宝的毒性结果一致。梨形四膜虫是一种非常好的实验生物。     

微塑料对微藻生长及其释放三卤代甲烷的影响

研究了聚苯乙烯微塑料（PS,0.5μm,10~100mg/L）在120h内对三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）的生长及其释放三卤代甲烷的影响.结果表明,PS显著抑制三角褐指藻的生长.高浓度的PS （100mg/L）条件下,三角褐指藻的细胞生长,叶绿素a含量及光合效率的最大抑制率分别达31.75%,10.38%和8.82%.PS诱导微藻细胞内产生氧化应激,增加细胞内活性氧的含量.培养前期（0~48h）,PS引起微藻细胞发生氧化应激,促进三角褐指藻释放3种三卤代甲烷;培养后期（72~120h）,PS抑制细胞的生理状态及3种三卤代甲烷的释放.这些结果表明微塑料在一定浓度下会影响藻类细胞生长代谢,三卤甲烷的生产释放是一种通过细胞代谢来抵抗氧化应激的保护机制.     

吐纳麝香对东海原甲藻的毒性作用机制

为研究吐纳麝香(AHTN)对海洋微藻的毒性作用机制,以东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为受试对象,测定5种浓度的AHTN(1,10,50,200和400μg/L)对微藻的生长、光合色素含量、细胞形态结构、细胞膜通透性、抗氧化系统和光合系统的影响.结果表明,AHTN显著抑制东海原甲藻的生长,...     

亚硝态氮胁迫对日本蟳消化酶活力及同工酶表达的影响

亚硝态氮是养殖水体中常见的胁迫因子.为探讨亚硝态氮对养殖蟹类的毒性作用,采用生物酶测定及聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法,研究了水体中不同浓度(0.15,0.3,2,5,10,20mg/L)亚硝态氮胁迫下日本蟳肝胰腺消化酶活力的变化,以及高浓度(20mg/L)亚硝态氮胁迫对日本蟳同工酶表达的影响.结果表明:低浓度(0.15,0.3mg/L)的亚硝态氮胁迫对碱性蛋白酶,酸性蛋白酶,脂肪酶和淀粉酶活力均产生一定的诱导效应,且在处理7d时,除淀粉酶活力略低于对照组外,其他3种消化酶活力仍保持在较高的水平.较高浓度(2,5,10mg/L)亚硝态氮的短期胁迫(0.5~1d)会诱导酸性蛋白酶,碱性蛋白酶和脂肪酶活力的迅速升高,但随即快速下降.高浓度(20mg/L)的亚硝态氮胁迫对蛋白酶和淀粉酶活力表现出明显的抑制效应.处理7d时,胁迫浓度2mg/L及以上的实验组各消化酶活力与剂量浓度间均呈显著负相关关系.20mg/L亚硝态氮胁迫下,除肌肉中新增两条酶带(MDH-2和MDH-4)外,日本蟳鳃,肝胰腺,胃,心脏,卵,精子等组织中的α-淀粉酶(α-AMY)同工酶,乳酸脱氢酶(LDH)同工酶,苹果酸脱氢酶(MDH)同工酶和过氧化物酶(POD)同工酶均出现活性减弱或酶带数量减少现象.结果显示高浓度亚硝态氮胁迫对日本蟳消化酶活力和同工酶表达均表现出明显的抑制作用.     

喜旱莲子草对Pb、Cd胁迫响应的研究

采用营养液培养法,以喜旱莲子草为对象,选择重金属Pb在浓度梯度0,0.1,10,50,100和200 mg/L条件下,Cd在浓度梯度0,0.01,1,10,20和40 mg/L条件下,研究了不同浓度Pb、Cd单一及复合胁迫对喜旱莲子草生长的影响。结果表明,在试验条件下,对单一Pb及Cd对喜旱莲子草生长及生理影响而言,与对照相比,当Pb处理浓度为0.1 mg/L时,植物最高株高和最长根长分别增加了3.8%和15%。随着Pb处理浓度增加到200 mg/L时,植物生长受到明显抑制,茎叶株高呈显著下降。当Cd处理浓度为1 mg/L时,与对照相比,植物最高株高和最长根长分别增加了9.0%和10.0%,随着Cd处理浓度增加(20~40 mg/L),植物生长受到明显抑制,茎叶株高呈显著下降。随Pb和Cd处理浓度增加,喜旱莲子草叶绿素含量呈下降趋势,POD活性先升后降,MDA含量呈上升趋势,植株体内Pb、Cd积累量呈上升趋势。在研究Pb、Cd对喜旱莲子草生长及生理胁迫的基础上,选择Pb、Cd不同配比浓度,探讨其对喜旱莲子草的复合胁迫作用,研究植物对重金属Pb、Cd富集特性,结果表明,低浓度Pb、Cd处理表现出相互促进吸收富集,高浓度处理表现出相互抑制吸收富集的特性。     

武汉东湖沉积物好氧氨氧化微生物时空分布

采用实时荧光定量PCR （qPCR）技术,测定了武汉东湖沉积物中氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）氨单加氧酶基因（amoA）的丰度,并结合沉积物水体环境中各形态氮素的含量,分析氮素含量对AOA和AOB的时空分布的影响.结果显示,AOA amoA基因丰度大于AOB amoA基因丰度,表明AOA对氨氧化过程的贡献较大.同时,AOA和AOB amoA基因丰度都随深度增加而降低.此外,间隙水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮浓度分别为6.28~33.56、2.71~22.7、0.12~0.98、0.01~0.13mg/L;上覆水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.68,0.79,0.16,0.04mg/L;表层水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.34,0.62,0.11,0.03mg/L,表明东湖东湖沉积物相对于水体呈营养盐可释放状态.相关性分析表明：AOA amoA基因丰度与间隙水氨氮和亚硝酸盐氮浓度呈显著正相关（P<0.05）,AOB amoA基因丰度与间隙水亚硝酸盐氮（NO₂^--N）浓度呈显著正相关（P<0.05）.     

纳米氧化镍对3种绿藻的毒性效应

通过配制不同浓度(0,60,120,180,240,300mg/L)纳米氧化镍(nNiO)悬浊液,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行连续胁迫10d的毒性试验,测定nNiO对3种绿藻生长状况、叶绿素a、蛋白质、脂质过氧化物丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响.结果表明,nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的生长均有一定抑制作用,在同一时间段内,总体呈明显剂量效应;nNiO低浓度(60~120mg/L)胁迫对供试藻的影响表现为“抑制—促进—抑制”,在一定时间内对供试藻有促进生长的作用;nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的毒性效应表现为叶绿素a和蛋白质含量减少,MDA含量升高,抗氧化活性降低;羊角月牙藻对nNiO的耐受性较强,四尾栅藻和普通小球藻较敏感.     

不同浓度NH4＋对黄菖蒲抗氧化酶系统的影响

通过追踪测定黄菖蒲叶绿素a、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性,研究了不同浓度NH4＋对黄菖蒲抗氧化酶系统的影响。结果表明,NH4＋质量浓度为0.5和1 mg/L时,黄菖蒲各理化指标变化平缓,0.5～1 mg/L是黄菖蒲生长的适宜的NH4＋质量浓度;而在ρ（NH4＋）≥3 mg/L时,NH4＋对黄菖蒲产生了明显的胁迫作用,表现为在培养过程中,黄菖蒲叶绿素a含量逐渐降低,SOD及POD活性呈现先增加后逐渐降低的趋势,MDA含量逐渐增加,表明高浓度NH4＋在经过一段时间的胁迫后,能够显著抑制黄菖蒲SOD及POD的活性,引起细胞的氧化损伤,并能促进叶绿素的分解,从而影响黄菖蒲的生长。     

钝化剂与肥料对油菜和孔雀草间作体系的影响

通过盆栽实验,采用镉（Cd）低积累油菜单作和低积累油菜-超富集植物孔雀草间作两种种植模式,设置施用巯基坡缕石和硫酸钾以及叶面喷施硫酸锰的调控处理,研究不同处理对单作和间作模式下植物生长与Cd累积以及土壤Cd形态的影响.结果表明：施用巯基坡缕石可显著降低油菜和孔雀草地上部Cd含量、油菜Cd累积量、Cd提取率以及土壤有效态Cd含量.施用0.4g/kg的硫酸钾显著增加孔雀草Cd累积量,降低间作油菜地上部Cd含量,使间作油菜根际土壤可交换态Cd比例减少,残渣态Cd比例增加.喷施0.6g/L的硫酸锰使单作油菜地上部Cd含量、Cd累积量以及Cd提取率显著降低.从降低油菜地上部Cd含量保障安全生产,同时不影响Cd植物提取修复角度综合考虑,在间作模式下,施用0.4g/kg的硫酸钾处理调控效果最佳.