急性毒性藻红外测试中联合作用评价法的重现性

为认识藻红外联合作用评价法的稳定性,用苯(C6H6)、甲苯(C6H8)、二甲苯(C8H10)、氯苯(C6H5Cl)、三氯甲烷(CHCl3)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行了重现性实验,通过测试实验藻对5种药品不同组合的响应温差,用联合偏差系数法评价联合作用类型,分析药品联合毒性的重现性及联合作用评价法的评价效果。结果表明:二元组合中,重现性50%的5组,重现性75%的5组,平均重现性62.5%;三元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的8组,重现性100%的1组,平均重现性75%;四元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的1组,重现性100%的3组,平均重现性85%;五元组合重现性100%,混合药品总平均重现性73.1%。重现性大于阈值的组合19个,占全部26个组合的73.1%。药品组合元数增减与联合作用的重现性正相关。分析可知,藻红外联合作用评价法用于联合作用分析稳定性较好。     

急性毒性藻红外测试中联合作用的评价方法（Evaluation Method for Combined Toxicity Effects in the Measure of Alage Infrared Radiation for Acute Toxicity）

藻红外测试中联合作用的评价方法是急性毒性藻红外测试法的重要组成,为建立其评价方法,用敏感藻和重金属、有机药品、农药开展了探索性实验.首先确定联合作用系数θ的计算式和总均偏差系数f,用其构建联合偏差系数法;再用实验得到的f=0.06调整相加作用的θ理论值(θ=1),联合偏差系数θi分别在大于、等于、小于1+0.06或1-0.06时,评价联合作用类型;最后进行二元药品对敏感藻联合作用的验证实验,验证联合偏差系数法的可行性.结果发现,4种重金属6种混合对短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)的联合作用为:3次拮抗作用,2次独立作用,1次相加作用;4种有机药品6种混合对羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)的联合作用为:2次协同作用,3次独立作用,1次拮抗作用;8种农药12种混合对水华鱼腥藻、纤细裸藻的联合作用为:9次拮抗作用,3次独立作用;一组验证实验包括藻液加药、测试、计算和评价,共需要60min,而用光密度、细胞数、叶绿素含量、细胞干重作为测试指标进行藻类急性毒性实验,需要24h～96h.对验证结果分析可知,用所构建的联合偏差系数法评价二元药品对敏感藻的联合作用,具有可行、快速、简便的优势.     

利用藻红外测试技术研究多种重金属溶液对滇池铜绿微囊藻的毒性作用

为考察多种重金属同时存在的混合溶液对藻类的生物毒性,选择Cr(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)5种重金属,以按照国家饮用水卫生标准限值浓度配制的单一重金属溶液和多种重金属混合溶液为受试样品,并利用本实验室开发的藻红外测试技术,评价了低浓度下单一重金属溶液和多种重金属共存溶液对藻的生物毒性。实验结果显示:按照饮用水标准限值配制的5种单一重金属溶液均未观察到对藻有生物毒性,但在多种重金属共存的27个不同组合的混合溶液中,有73.1%的样品表现出明显的生物毒性;藻响应出现率与混合溶液中重金属的总浓度呈正相关关系(r=0.8942)。当多种重金属以二元至五元混合时,藻响应出现率分别为50%、80%、100%、100%,表明随着重金属组分的增加,混合溶液的毒性作用越来越显著。当不同混合溶液的重金属总浓度大于0.11 mg·L-1时,平均累积藻响应占比显著上升到93%,表明重金属混合溶液中藻的毒性与总浓度之间存在剂量响应关系。采用平均藻响应出现率分析,结果显示混合溶液中不同重金属的相对影响顺序为:Cr(Ⅲ)87.5%>Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)58.3%>Cd(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)54.3%,表明Cr(Ⅲ)表现出的藻毒性远高出其他重金属。现行的水质标准通常采用单一指标和限值,本研究结果表明采用单一指标不能有效规避多种污染物共存体系的环境风险。     

急性毒性藻红外测试中敏感藻的确定方法

敏感藻是指在急性毒性藻红外测试中对毒物响应的温差大、时间快、种类多、剂量低的特殊藻类.自然藻中是否存在敏感藻以及如何确定,是建立藻红外测试法的关键.为此,开展了敏感藻确定方法的探索性研究.试验用8种藻,重金属、有机毒物、农药各10种进行测试分析,结果表明:短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)对重金属、羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)对有机毒物、纤细裸藻(Euglena gracilis)对除草剂和杀虫剂、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)对杀菌剂的平均绝对温差分别为0.21℃、0.27℃、0.19～0.20℃、0.20℃,分别高出各自的总均温差0.07℃、0.15℃、0.07℃、0.08℃;4种藻的平均响应时间1.5～7.0min,较好响应药品的响应率≥80%;发光细菌对部分药品的灵敏度在0.07～50.0mg·L-1,而4种藻对相同药品的灵敏度在0.01～7.0mg·L-1.根据敏感藻定义和试验结果,确定短线脆杆藻、羊角月牙藻、纤细裸藻、水华鱼腥藻分别为重金属、有机毒物、除草剂和杀虫剂、杀菌剂的敏感藻.     

藻红外辐射测试环境重金属急性毒性

快速、简便、有效地检测环境中重金属毒性是环境保护的一项重要内容.敏感藻是指藻红外测试中对毒物响应的温差大、种类多、时间快、剂量低的特殊藻类,为探寻对重金属急性毒性响应的敏感藻,2006年5月至2007年10月,进行了8种藻对10种重金属的温度响应测试试验.结果表明:平均响应温差短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)最大,为0.24 ℃,高出8种藻的0.19 ℃总平均温差0.05 ℃;较好药品响应率短线脆杆藻最高,为80%;平均响应时间短线脆杆藻居中,为4.65 min,低于8种藻的总平均响应时间5.21 min;短线脆杆藻对重金属的灵敏度在0.06～7.0 mg?L-1之间,发光细菌在0.07~15.3 mg?L-1之间,表明短线脆杆藻对重金属响应的剂量低.根据敏感藻的定义和分析结果,确定短线脆杆藻为本试验的敏感藻.     

藻红外测试多元有机毒物急性毒性的初步分析

藻红外测试法是利用毒物引起敏感藻红外辐射变化可被测试的一种急性毒性分析方法。敏感藻是指急性毒性藻红外测试中对毒害物质响应温差大、时间快、药品多、剂量低的特殊藻种。在藻红外测试多元有机毒物时,由于毒物毒性的联合作用将直接影响敏感藻的敏感性,因此敏感藻对多元有机毒物浓度的敏感性在联合毒性测试分析时需要首先认知。实验通过测试敏感藻对5种有机毒物不同组合的响应,为联合毒性测试分析时敏感藻敏感性不变提供了多元有机毒物浓度设计依据。实验用羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）作敏感藻,苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、二甲苯（C8H10）、氯苯（C6H5Cl）、三氯甲烷（CHCl3）为实验药品。结果表明：有机毒物混合后确实产生了温差的变化,的确有联合作用存在。5种有机毒物的一元、二元、三元、四元、五元组合,其藻液中多元有机毒物质量浓度为100~500 mg.L-1时,敏感藻均有温度响应且可被测试出,表明该质量浓度范围内敏感藻具有敏感性,可作有机毒物联合毒性分析的参照质量浓度,但100~200 mg.L-1为宜。     

化学品急性毒性藻红外测试技术的方法改进研究

在以往藻红外测试技术的急性毒性测试中,每次每个测试杯测试1个藻温,共2个测试组,并用藻最大响应温差1个指标进行毒性评价,测试结果的可行性和稳定性不理想,针对这个问题提出了改进方法:1)每次每个测试杯连测3个藻温;2)改为3个测试组;3)将单指标法改为三指标法;4)增加测试结果的重现性分析。通过蒸馏水毒性测试实验和重金属毒性测试实验,分析改进方法的效果。结果显示,不同指标方法中,三指标法控制假结果出现率为20%,控制效果最好;在测试4元重金属共存(总浓度0.066~0.156 mg·L~(-1))的毒性时,测试3个藻温的所有指标法的平均重现率(%)/重现性(%)均为100%/100%,测试1个藻温的三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)为67%/100%,表明测试高浓度的重金属毒性时,不同指标法都有很好的评价效果;在测试一元重金属(0.001~0.1 mg·L~(-1))毒性时,只有三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)是100%/100%,远高于其他指标法,表明只有三指标法才可准确测试低浓度重金属的毒性。在测试5种不同重金属共存的毒性时,三指标法的平均重现率(%)/重现性(%)平均为86.8%/100%。研究表明,改进后的技术用于化学品急性毒性测试,灵敏度高和稳定性好,结果可靠。     

藻细胞膜电信号对重金属的快速反应研究

为探讨藻细胞膜电信号对重金属离子的响应特征,运用细胞外表面技术和电化学方法研究了淡水藻——大型轮藻(Nitellaflexilis)藻细胞膜电位和膜电阻对汞、镉、铅的快速反应.结果表明,细胞膜电位和膜电阻对汞、镉响应灵敏且快速,30min内即对1μmol·L-1Hg2+、Cd2+表现出超极化和膜电阻增大反应,而5、10μmol·L-1Hg2+、Cd2+则在15min内引起细胞去极化、膜电阻减小,且剂量效应显著.细胞膜电信号对Pb2+的响应浓度为100μmol·L-1,30min内细胞先去极化后超极化,膜电阻持续增大.重金属作用前后相比,高浓度Hg2+、Cd2+(5、10μmol·L-1)导致藻细胞不可逆损伤,而其低浓度所致的损伤可恢复.Pb2+致藻细胞不可逆损伤的最低浓度为500μmol·L-1.对比膜电信号对3种离子的响应特点,发现藻细胞膜电位和膜电阻对Hg2+和Cd2+的响应灵敏度大于Pb2+.     

重金属-纳米颗粒联合毒性评价模型研究进展

基于单一污染物的毒性研究无法准确评估真实环境中多污染物共存的生态与健康风险,因此大量研究开始关注混合物联合毒性这一更具挑战性和现实性的课题.本文围绕当前毒理学领域的主要研究对象——重金属、纳米材料,综述了重金属混合物、纳米颗粒混合物、以及两者混合物的联合作用评价方法,包括基于重金属间无相互作用或相互作用可忽略的浓度加和(concentrationaddition,CA)模型、独立作用(independent action,IA)模型及其改进模型,基于生物生理过程的生物配体模型(biotic ligand model,BLM)、毒代-毒效动力学模型(toxicokinetictoxicodynamic,TK-TD)、动态能量平衡(dynamic energy budget,DEB)理论,基于颗粒物结构性质的定量纳米结构-活性关系(quantitative nano structure-activity relationships,QNAR,或nano-QSAR)模型等,介绍了各类模型的基本原理、适用条件和应用情况.最后对重金属-纳米颗粒联合毒性的未来研究方向进行了展望.     

观赏性植物对土壤重金属的修复效果及其环境效应分析——以开封市菊花为例

为了解观赏性植物对土壤重金属污染的修复效果,以开封市5种菊花(金皇后、墨菊、孔雀草、粉旭桃、玛格丽特菊)为研究对象,分析菊花以及土壤样品中镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)等5种重金属元素的含量,分析菊花对土壤重金属的富集、转移能力.采用单因子指数法、内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并采用模糊综合评价法进一步分析菊花带来的环境效益.结果表明,土壤中5种重金属的含量由大到小为:Zn Pb Cu Cr Cd,土壤重金属为轻度污染,且Cd对综合指数贡献最大;富集能力方面,所选菊花对5种重金属均能够富集;转移能力方面,金皇后的能力最强,其由强到弱的排序为Cr Cd Pb Zn Cu;环境效益分析,以开封菊花为例,2016—2018年开封菊花日滞尘量、日释氧量、日固碳量随着菊花的增多而增强.     

纳米碳黑与重金属对BEAS-2B细胞的联合毒性作用模式评价

通过研究空气颗粒物的代表性组分纳米碳黑(nano particle carbon black,NPCB)与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒对BEAS-2B细胞存活率和LDH漏出率的影响,旨在阐明NPCB与重金属对细胞毒性的联合作用模式。检测NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒24 h后BEAS-2B细胞存活率(CCK-8法)和LDH漏出率(LDH活性比色法)的变化,采用析因方差分析判断其是否存在联合毒性作用及联合作用模式。NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒在细胞存活率和LDH漏出方面存在联合作用;与对照组和单独染毒组相比,低剂量Pb(125μmol·L-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率无交互作用,对LDH漏出表现为拮抗作用;高剂量Pb(1 000μmol·L-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率表现为协同作用,对LDH漏出无交互作用;Cr和Cd与NPCB联合染毒在细胞存活率方面均表现为协同作用;低剂量Cr和Cd与NPCB联合染毒在LDH漏出方面无交互作用,高剂量时表现为协同作用。NPCB与重金属存在联合作用,金属不同、剂量不同以及评价指标不同,其联合作用模式不尽相同。     

海洋酸化与重金属、有机污染物和人工纳米颗粒的联合毒性效应研究进展

由于大量人类活动的影响,大气CO_2浓度持续增加,其中约1/3被海洋吸收,导致表层海水pH值降低和碳酸盐平衡体系波动,即"海洋酸化"现象。污染物的海洋环境效应一直是全球环境科学领域研究的热点。在实际环境中,海洋酸化往往与污染物共同存在并作用于海洋生态系统,且海洋酸化极有可能改变污染物的海洋环境行为从而影响其毒性效应。但现有研究大多针对海洋酸化或者污染物单独作用下的毒性效应展开,对海洋酸化与污染物的联合毒性效应的研究不足、亟待加强。为此,综述了近年来海洋酸化与典型污染物(重金属、有机污染物)及新型污染物(人工纳米颗粒)的相关文献,重点阐述了海洋酸化对污染物环境行为的影响和海洋酸化与污染物对海洋生物的联合毒性效应,指出当前的研究不足,并对未来的研究方向进行了展望。     

二氧化钛纳米颗粒与重金属联合毒性研究进展

二氧化钛纳米颗粒(Ti O2-NPs)在广泛使用的同时也带来了潜在的环境污染、生态和健康风险。随着Ti O2-NPs的废弃量逐年上升,其与环境中重金属的联合毒性特别是对生态环境的影响逐渐引起国内外研究者重视。结合近几年国内外对二者相互作用的研究,重点综述Ti O2-NPs与铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)之间的联合毒性,并对存在的问题和今后的关注重点进行探讨。     

重金属对水生生物的生态毒理效应及生物耐受机制研究进展

近年来,随着国民经济的快速发展,重金属以其特有的性质而被大量的应用于生产生活当中,同时也由于各种原因造成了水体重金属污染现象。水体重金属污染不仅对水生生物的生长和繁殖造成了严重的威胁,同时也威胁到人类的健康。因此,重金属污染具有潜在的生态与健康风险。本文主要概括介绍了重金属对水生植物、动物、微生物的生态毒理效应以及水生生物对重金属的各种耐受机制,展望了重金属对水生生物生态毒理效应的未来研究重点和方向。