生态毒理学报


综述

  • 有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

    张家敏;彭颖;方文迪;史薇;谢玉为;于红霞;张效伟;

    水体复合污染包含低浓度、种类复杂的毒害化学污染物,威胁人类健康和生态安全。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway,AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。

    2017年01期 v.12 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
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  • DNA宏条形码(metabarcoding)技术在浮游植物群落监测研究中的应用

    张宛宛;谢玉为;杨江华;杨雅楠;李娣;张咏;于红霞;张效伟;

    保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因的DNA序列来鉴别生物物种,目前已被广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往难以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在浮游植物种类鉴别中有很大潜力。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术(DNA metabarcoding)在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。

    2017年01期 v.12 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
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  • 环境污染物导致氧化应激的关键信号通路及其检测方法

    袁圣武;黄超;季晓亚;马梅;

    环境污染物能够以多种途径进入生物体内,在体内产生含氧自由基等活性氧物质,并通过多种信号通路及酶反应引起氧化应激,造成生物体内的脂质过氧化、蛋白质损伤、DNA表达改变、酶失活等,从而引发心血管疾病、风湿类疾病、感染及癌症等的发生。本文对环境污染物致氧化应激产生的原因、涉及的信号通路及酶反应、造成的危害,以及常见的基于细胞模型的氧化应激检测方法进行了综述,期望为评价环境污染物和检测氧化损伤提供参考。

    2017年01期 v.12 25-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K]
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  • 环境雌激素生物效应的作用机制研究进展

    季晓亚;李娜;袁圣武;黄超;饶凯锋;马梅;王子健;

    环境雌激素(environmental estrogens,EEs)种类繁多,来源多样且分布广泛,大量工业添加剂、食品添加剂和农药类物质已被证实具有雌激素活性。EEs对人体生殖、神经、免疫等系统的生物毒性已经引起了公众的普遍关注。近年来的研究表明,EEs不仅结合雌激素核受体(nuclear estrogen receptor,n ER),还可以活化雌激素膜受体(membrane estrogen receptor,m ER),干扰正常的雌激素信号通路。本文总结了EEs通过n ER、m ER介导的多种雌激素基因组和非基因组信号途径及其产生的生物学效应,综述了在其毒理学作用机理基础上发展的环境样品的雌激素活性评估和EEs混合物的联合作用研究,以期为该类污染物的筛查、风险评估和进一步的机制研究提供参考。

    2017年01期 v.12 38-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
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  • 多溴联苯醚暴露的神经行为效应及其毒理机制

    赵静;徐挺;白建峰;

    溴代阻燃剂多溴联苯醚(PBDEs)是一类在各类环境介质、生物体和人体中均能检出的普遍存在的环境污染物。我国的主要污染源之一集中于东南部地区的电子废弃物回收场地。由于PBDEs具有结构稳定性、亲脂性和生物累积性,电子废弃物拆解回收活动对当地生态系统和居民健康存在着巨大的潜在风险。PBDEs的发育神经毒性受到研究者的极大关注,但其神经行为毒性效应和机制仍需深入研究。行为学效应既是内在神经毒性机制的外在反映,也是推测环境污染物在高级别生物学水平(如种群、群落)影响的最有力试验手段。近年来,基于视频追踪系统技术的商业行为学分析设备迅速发展,使行为学效应测试在环境毒理学领域具备极大的潜力。本文结合近年来国内外环境毒理学研究进展,回顾了PBDEs的神经行为毒性效应,包括运动行为、掠食行为和认知行为,并分析了其可能的毒理机制,最后总结了当前研究存在的问题和未来研究需要关注的重点方向。

    2017年01期 v.12 52-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
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  • 拟柱孢藻毒素生态毒性的研究进展和展望

    苏小妹;薛庆举;操庆;谢丽强;

    随着全球变暖的加剧,拉氏拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)表现出从热带和亚热带地区向温带地区迁移和扩张的趋势。拟柱孢藻过度繁殖引发的主要生态环境问题是其有毒次级代谢产物——拟柱孢藻毒素(cylindrospermopsin,CYN)的大量产生。这种蓝藻毒素水溶性很高,可长时间停留在水体中,对动植物和人类健康造成威胁。近年来,国际上对CYN的研究越来越多,研究范围也日趋广泛,而国内的相关研究却很少。本文根据现有的研究结果,介绍了CYN的分子结构和理化特性;总结了CYN可能对水生生物、土壤作物和人类健康造成的影响和危害,并对相应的致毒机理进行了归纳总结;最后对未来的研究内容和方向进行了展望。

    2017年01期 v.12 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 树皮在大气有机氯农药监测中应用的研究进展

    牛丽丽;徐超;刘维屏;

    有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)曾在全世界被大量使用,即使禁用多年,仍能在各种环境介质中被广泛检出,对生态环境和人体健康存在着潜在的威胁。因此OCPs的环境迁移和归趋一直是该领域的研究热点。树皮是一种天然的被动采样器,能够很好的反映出大气有机物长期的污染程度。本文简要论述了树皮作为被动采样器在大气污染物监测研究中应用的优势,并对OCPs在树皮中的残留浓度、特征及影响其富集的因素进行了探讨,最后特别针对具有手性的OCPs在树皮中的对映体选择性特征进行了评述。

    2017年01期 v.12 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

    陈洁;张积仁;

    大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。

    2017年01期 v.12 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 146K]
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  • 食物中重金属的生物可给性和生物有效性的研究方法和应用进展

    徐笠;陆安祥;王纪华;刘洋;

    食品安全问题是直接关系到人民健康的重大民生问题。随着民众生活质量的不断提升,人们对食物质量的关注度越来越高。目前,重金属污染问题是食品安全的一个重要议题。而且,食物中重金属的生物可给性和生物有效性的测定结果已逐渐代替重金属的全量结果进行评价。因此,本文系统介绍了生物可给性和生物有效性的定义及相关关系,综述了生物可给性和生物有效性的多种研究方法的适用性及优缺点,着重总结了饮食习惯和肠道微生物对重金属生物可给性和生物有效性的影响,指出研究者应根据自己的研究目的选择不同的体外消化方法,饮食习惯和肠道微生物均极大地影响着食物中重金属的生物可给性和生物有效性,并在此基础上对食物中重金属的生物可给性和生物有效性研究今后的发展方向进行了展望。

    2017年01期 v.12 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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  • 农药内分泌干扰效应研究进展

    方琪;马彦博;张思远;焦必宁;

    农药作为农业生产过程中的一类重要生产资料,主要用作杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。由于农药的大量使用,目前在各类农产品及各种环境介质中都能被检测到,对饮食健康和环境安全带来潜在危害。研究发现,许多农药为内分泌干扰物,其能够干扰人类和其他生物体的内分泌系统正常功能。本文在总结国内外相关研究的基础上,对农药内分泌干扰效应的作用机理及筛选模型进行总结,对有机氯、有机磷和拟除虫菊酯等各类农药的内分泌干扰效应研究进展进行综述,并提出深入探究农药致毒作用机制和低剂量下多种农药联合毒性是本领域的重要研究方向。

    2017年01期 v.12 98-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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专论

  • 北京水源地鱼体全氟化合物的暴露水平及其健康风险

    柳思帆;王铁宇;薛科社;王佩;孙雅君;

    全氟化合物(PFASs)作为一类新型的有机污染物,因具有持久性、可长距离传输、生物蓄积性和生物毒性等POPs特性,近年来得到全世界的广泛关注。本文以北京市水源地(密云水库和官厅水库)为研究区域,采用固相萃取(SPE)前处理与高效液相色谱串联质谱联用(HPLC-MS/MS)相结合的方法,分析测定了鱼样品中包括全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)等在内的12种PFASs的含量。利用同位素法确定了不同种类鱼的营养级关系,研究不同营养级中的PFASs浓度及生物放大效应,重点对全氟辛烷磺酸(PFOS)与全氟辛酸(PFOA)的生态风险以及对人体的健康风险进行评价。结果表明:北京市水源地的鱼体中的PFASs存在不同程度的检出,其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA)的检出率均达到100%,PFASs总量浓度达1.70~14.32 ng·g~(-1) wet weight(w.w.),PFOS和长链全氟羧酸PFCAs是鱼体中的主要污染物。同位素鉴定水库鱼的营养级层次范围在2.11~4.10,且肉食性鱼类营养级大多高于杂食性鱼类,PFOS沿着食物链生物放大的过程与稳定碳氮同位素富集过程基本同步。此外,采用人均日摄入量法(average daily intake,ADI)评估得到PFOS与PFOA的风险值分别为1.16 ng·kg~(-1)·d~(-1)和0.31ng·kg~(-1)·d~(-1),整体低于人均每天可承受摄入量(tolerable daily intake,TDI),结果表明,北京水源地鱼体中PFOS和PFOA含量未达到对生态系统和人体健康具有风险的水平。

    2017年01期 v.12 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
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  • 双酚AF暴露降低斑马鱼学习记忆能力并影响神经系统相关基因表达

    朱小乔;唐天乐;彭翔;唐文浩;

    双酚AF(4,4'-六氟-2-二酚,BPAF)应用渐为广泛,对生态环境具有潜在威胁。为探究BPAF对水生生物的神经毒性,选择斑马鱼作为实验对象,利用T型迷宫和实时定量PCR的研究方法,考察0、0.005、0.05和0.5 mg·L~(-1)3种不同浓度BPAF暴露下,成年斑马鱼的学习记忆能力,并检测鱼脑中胶质纤维酸性蛋白基因(glial fibrillary acidic protein,gfap)、音猬基因(sonic hedgehog,shha)和突触蛋白基因(synapsinⅡa,syn2a)表达量变化。结果表明:在T迷宫行为学检测中,0.5 mg·L~(-1)BPAF暴露浓度下,斑马鱼在第1天进入T型迷宫规定臂的潜伏时间与对照组相比显著增加(P<0.01),随着暴露浓度和染毒时间的增加,潜伏时间显著延长,具有明显的剂效和时效关系。暴露6 d后,BPAF各暴露浓度组中雌鱼脑部gfap基因显著上调,雄鱼脑中gfap基因在高浓度暴露组(0.5 mg·L~(-1))下表达量下调,而在0.005 mg·L~(-1)BPAF暴露组差异不明显。BPAF暴露可导致雌鱼脑部shha基因下调,使雄鱼脑中shha基因表达量随暴露浓度增大呈先上升后下降的趋势。BPAF各暴露浓度组中雌鱼和雄鱼脑部syn2a基因下调,呈现出随暴露浓度增大而下降的趋势。综上,初步认为BPAF对斑马鱼具有潜在的神经认知干扰效应。

    2017年01期 v.12 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K]
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  • 双酚AF胁迫对雄性斑马鱼成鱼甲状腺组织及激素水平的影响

    唐天乐;杨洋;陈亚文;朱小乔;唐文浩;刁晓平;

    为评价双酚AF(BPAF)的甲状腺毒性,以雄性斑马鱼成鱼为受试模式生物,采用半静态染毒的方式对雄性斑马鱼成鱼染毒14 d(0、5、50和500μg·L~(-1)),分别设置7 d、14 d 2个时间节点,通过酶联免疫法(ELISA)分别检测斑马鱼血浆中总三碘甲腺原氨酸(TT3)、总甲状腺素(TT4)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)的含量水平,并对14 d暴露后斑马鱼甲状腺进行组织学检测分析。结果显示随着暴露浓度的提高,出现甲状腺滤泡上皮细胞增生,滤泡组织变形明显,细胞胶质缺失等病理学变化。雄性斑马鱼在BPAF暴露情况下,血浆中TT3、TT4、FT3、FT4含量随着暴露浓度的提升和时间的延长出现显著上升,呈现出甲状腺功能亢奋的干扰效应。

    2017年01期 v.12 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
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  • 抗生素与LED209对大肠杆菌的联合毒性机制

    马清萍;王大力;谷月;孙昊宇;葛鸿铭;林志芬;印春生;

    抗生素是一把双刃剑,在提高医疗水平的同时会促进抗性基因的发展。群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSIs)可有效地避免这一缺陷,有望成为抗生素的替代品而与抗生素有环境共存的可能,但目前尚缺乏它们的联合毒性机制及其相关的环境风险评价研究。本文以大肠杆菌为受试生物,测定了群体感应抑制剂N-苯基-4-(3-苯基硫代脲基)苯磺酰胺(LED209)与5种抗生素的单一和二元联合毒性。结果表明,LED209与5种抗生素的联合毒性作用均表现为拮抗,推测是LED209通过影响鞭毛合成,减弱了抗生素对大肠杆菌的生物有效性;同时通过拆分分子式,发现了拮抗作用可能源于LED209分子式中的含苯基和硫代脲基的L1分子,因此建议未来在LED209药物优化时,应尽可能的保留L1部分的基团,从而保证混合体系的最小环境风险。本研究不仅为联合用药提供依据,而且从环境风险评价角度为抗生素替代品LED209的结构优化提供理论指导。

    2017年01期 v.12 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2664K]
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  • 鸡、猪粪便源大肠杆菌对4种抗生素耐药性的比较

    蒲承君;吕明环;曾钰涵;宫小燕;孙英;

    以琼脂稀释法对67株鸡源大肠杆菌及61株猪源大肠杆菌进行最低抑菌浓度(MIC)测定,并以SPSS分别进行卡方检验和Probit模型估算,分析不同来源大肠杆菌耐药差异显著性及不同抗生素的半数抑菌浓度(MIC50),以期对不同畜禽粪便来源的大肠杆菌耐药差异进行详细准确的探讨。结果显示,鸡源大肠杆菌对头孢噻肟、诺氟沙星、环丙沙星和四环素耐药率分别为98.51%、68.66%、56.72%和100%,猪源大肠杆菌对头孢噻肟耐药率为88.52%,对诺氟沙星、环丙沙星和四环素则100%耐药。除四环素,鸡源、猪源大肠杆菌对诺氟沙星、环丙沙星、头孢噻肟的耐受差异显著(P<0.05),51%的鸡源大肠杆菌和89%的猪源大肠杆菌均呈4重耐药。SPSS分析结果表明,Probit模型估算结果优于当前MIC50常规计算方法,头孢噻肟、诺氟沙星、环丙沙星和四环素对鸡源大肠杆菌MIC50分别为40.031μg·m L~(-1)、40.020μg·m L~(-1)、2.683μg·m L~(-1)和101.418μg·m L~(-1),对猪源大肠杆菌MIC50分别为8.724μg·m L~(-1)、56.044μg·m L~(-1)、31.214μg·m L~(-1)和130.915μg·m L~(-1)。回归方程显示环丙沙星对鸡源大肠杆菌抑制作用最强;高于40.031μg·m L~(-1)时,诺氟沙星抗菌作用弱于头孢噻肟,低于120.23μg·m L~(-1)时,诺氟沙星抗菌作用强于四环素;头孢噻肟、环丙沙星、诺氟沙星和四环素对猪源大肠杆菌的抑菌作用则呈递减趋势。同时验证了诺氟沙星和环丙沙星属同种作用机制,基于Probit模型计算更简单、快速、直观。研究结果可为畜禽养殖中大肠杆菌的耐药差异监控提供一定的数据基础。

    2017年01期 v.12 141-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K]
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  • 抗生素单一及联合暴露对RP4质粒介导的抗性基因水平转移的hormesis效应研究

    宋春磊;方淑霞;周虹;林志芬;刘颖;

    抗生素滥用导致的抗性基因(ARGs)泛滥问题引起人们的日益关注。目前关于抗性基因的研究主要集中在环境监测方面,但是关于抗生素对ARGs传播的影响研究还相对缺乏。质粒是ARGs传播的重要载体,因此以基于RP4质粒的大肠杆菌(E.coli)接合转移体系为研究对象,探讨了盐酸四环素、甲氧苄啶、磺胺氯哒嗪、磺胺异唑在单一暴露条件下对RP4质粒接合转移的影响。根据单一暴露的结果设计混合抗生素的浓度比,探究抗生素联合暴露实验对质粒接合转移的影响。结果表明:在单一暴露条件下,只有盐酸四环素对含有四环素抗性的RP4质粒的接合转移频率有低促高抑的hormesis效应;在联合暴露条件下,对RP4质粒接合转移无促进作用的抗生素会抑制四环素的hormesis效应,这一定程度上降低了抗生素的环境风险。并且用受体理论解释了抗生素对质粒接合转移的hormesis效应产生机制,为目前尚无定论的hormesis受体理论机制提供了证据支持。

    2017年01期 v.12 148-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K]
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  • 快速评估近岸海洋水体与沉积物中E.coli与S.aureus抗生素抗性水平的新方法

    张琳晓;那广水;陆紫皓;高会;李瑞婧;何春明;李千伟;安家彦;

    随着抗生素抗性污染日益严重,快速评估环境中典型病原菌与条件性致病菌的抗生素抗性水平,对掌握区域环境抗生素抗性污染状况、揭示抗性污染传播规律至关重要。通过以最低抑菌浓度浸入抗生素改进MI、VJ培养基,并结合滤膜法,建立了针对近岸海洋环境中指示性病原微生物大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)与金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的抗生素抗性监测方法。水体和沉积物样品抗生素抗性水平评估实验结果显示,该方法具有较好重现性(水体和沉积物中E.coli和S.aureus抗生素抗性水平的相对标准偏差分别为11%、8%)与准确度(水体和沉积物中E.coli和S.aureus的平均回收率分别为83.5%、68.4%;相对于CLSI药敏试验的偏离度为±0.1)。且与CLSI药敏实验相比,该方法过程简便、耗时短(36 h/84 h),能最大限度节约经济和人员成本提高抗性评价效率。应用该方法评估辽河口与莱州湾环境中2种病原微生物磺胺类抗生素抗性水平,结果显示辽河口水体中E.coli和S.aureus磺胺二甲嘧啶的平均抗性率分别为27.0%、28.4%,沉积物中分别为35.5%、34.6%;莱州湾水体中E.coli和S.aureus磺胺二甲嘧啶的平均抗性率分别为26.0%、14.5%,沉积物中分别为12.0%、32.9%。该方法适用于河口、近岸海洋及入海排污口水体与沉积物样品中E.coli与S.aureus的快速分析及抗生素抗性水平评估。

    2017年01期 v.12 155-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K]
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  • 江苏省不同营养状况湖泊底栖动物群落结构与多样性比较

    李娣;李旭文;牛志春;张军毅;徐东炯;李继影;陈明;陈志芳;曹毅;李朝;卜伟;于红霞;

    为了解江苏省湖泊底栖动物群落结构和多样性并研究其对水环境质量变化的响应,于2012年春秋两季对江苏省16个湖泊51个采样点湖泊底栖动物群落结构与多样性以及湖泊综合营养状态指数进行调查,分析水质指标与底栖动物指数间Pearson相关关系。结果表明,江苏省16个湖泊营养状态指数范围为35.5~66.4,其中约81.2%的湖泊处于轻度-中度富营养状态,表明水质从好到中度污染;湖泊底栖动物优势种为寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),优势度为13.0%;香浓多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)范围为0.00~2.20,级别范围由极贫乏到较丰富状态,表明水质污染程度从重度到轻度污染。从全省尺度看,水质评价结果与生物学(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和Biotic Index(BI)指数)评价结果存在一定差异。与历史数据相比,江苏省湖泊底栖动物清洁敏感物种减少甚至消失,总体群落结构趋于小型化。16个湖泊水体总氮和总磷与底栖动物密度呈显著负相关,而综合营养状态指数与底栖动物指数(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和BI指数)间关系不显著。上述研究结果表明综合营养状态指数无法完全客观反映湖泊水生态健康状况,因此需要综合水质、水文、水生生物、生境状况等因素发展新的评价指标体系。

    2017年01期 v.12 163-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • 3种毒性预测模型在镉对小麦根毒性预测中的应用及比较

    郑琰;顾雪元;姜洋;徐坚;陈良燕;王晓蓉;

    一些基于重金属形态的生物毒性机理模型被广泛应用于水体和陆生生态系统,例如:自由离子活度模型(FIAM)、生物配体模型(BLM)和生物膜电势斯特恩双电层模型(GCSM),但不同模型的应用效果之间还缺乏系统比较。本研究选取小麦作为受试生物,采用水培实验进行了镉对小麦根伸长的毒性测试,通过数据分析软件对实验数据进行非线性拟合,分别建立了3种模型,并从根毒性、根表面吸附镉和根中富集镉3个方面对3个模型的预测能力进行了比较。除此之外,选取苹果酸和柠檬酸2种有机配体,研究了配体对镉生物毒性的影响。结果表明,Ca~(2+)和H~+对Cd的根毒性存在竞争效应,而Mg~(2+)、K~+和Na~+未发现竞争效应。由于BLM模型同时考虑了镉的自由离子态浓度和竞争离子的影响,在预测镉对杨麦13号根毒性和生物体内富集量时效果最好。而FIAM和GCSM模型由于计算中仅考虑了离子活度的影响,缺乏对竞争离子保护效应的考虑,因此预测效果相对较差;此外,Cd对小麦根毒性的主要受扩散过程控制,而非跨膜过程,这可能也是FIAM模型和GCSM模型预测不佳的原因之一。同时结果还发现有机配体存在时尽管降低了溶液中镉的离子活度,但未显著影响镉毒性,进一步证明了扩散过程对Cd毒性的影响。以上结果为评价和预测镉的陆生生态毒性提供了基础数据和模型依据。

    2017年01期 v.12 173-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2830K]
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  • 双酚A及其类似物对斑马鱼胚胎及幼鱼的毒性效应

    任文娟;汪贞;王蕾;杨先海;刘济宁;

    为探讨双酚A及其类似物对鱼类早期生长发育的毒性效应,研究了双酚A及其7种类似物对斑马鱼胚胎及仔鱼的毒性效应。通过对胚胎的孵化率、心率、仔鱼体长等指标进行测定分析,结果显示:(1)双酚A及其7种类似物都可使斑马鱼胚胎出现心包水肿、卵黄囊肿、脊柱弯曲和尾部弯曲等症状。(2)综合考虑斑马鱼78 hpf胚胎心率、120 hpf胚胎孵化率及7 dpf仔鱼体长抑制率等指标,8种受试物中双酚P(BPP)的毒性最大,其次是双酚AP(BPAP)、双酚AF(BPAF)、双酚Z(BPZ),然后是双酚A(BPA)、双酚B(BPB)、双酚F(BPF),双酚S(BPS)的毒性最小,每种受试物的浓度与受精卵的孵化率、仔鱼心率呈明显负相关关系,与体长抑制率呈明显正相关关系。8种受试物毒性与辛醇-水分配系数(log K_(OW))呈正相关关系,log K_(OW)越大毒性则越大。

    2017年01期 v.12 184-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 2268K]
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  • 防污漆活性物质敌草隆对两代摇蚊的生命周期毒性

    刘亚楠;陈晓倩;刘敏;周忠良;殷浩文;

    为了对防污漆杀生活性物质敌草隆的环境毒性进行评估,根据《沉积物-水体中摇蚊生命周期毒性试验—水体加标法或沉积物加标法》(OECD-233),以底栖生物花翅摇蚊为试验对象,通过添加敌草隆的上覆水溶液(浓度设置为1.22 mg·L~(-1)、1.94mg·L~(-1)、3.08 mg·L~(-1)、4.88 mg·L~(-1)、7.74 mg·L~(-1)和12.26 mg·L~(-1))对两代花翅摇蚊先后进行暴露,研究其对摇蚊孵化、发育、羽化和繁殖等阶段的影响。结果显示,敌草隆对亲代花翅摇蚊及其子代的羽化率产生抑制,EC_(50)值分别为7.56 mg·L~(-1)和5.24 mg·L~(-1),子代对敌草隆的耐受性有所降低;还对亲代和子代发育率产生抑制,EC_(50)分别为5 mg·L~(-1)和4.33 mg·L~(-1),表明子代对敌草隆的敏感性增加;敌草隆能够影响两代花翅摇蚊的雌雄性别比率,浓度-效应曲线均呈倒"U"型;另外,随着暴露浓度的增加,两代花翅摇蚊所产卵的孵化率均下降,亲代和子代的EC_(50)分别为2.53 mg·L~(-1)和10.4 mg·L~(-1),提示子代所产卵对敌草隆的抗性增强;同样地,敌草隆对两代花翅摇蚊的繁殖力均有抑制作用,亲代EC_(50)值为1.99 mg·L~(-1),子代EC_(50)为2.68 mg·L~(-1)。总之,敌草隆暴露对花翅摇蚊上述生活史各阶段均能造成不利影响,其中在羽化和发育阶段可观察到敌草隆毒性的累积,而就卵的孵化率而言,子代所产卵较母代所产卵对敌草隆表现出一定程度的抗性。

    2017年01期 v.12 193-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K]
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  • 诺氟沙星对海月水母螅状体Hsp70基因、GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因表达的影响

    赵情;米铁柱;甄毓;石岩;王国善;

    诺氟沙星(norfloxacin,NFLX)广泛应用于水产养殖中的鱼类细菌性疾病治疗。为探讨诺氟沙星对海洋生物的毒性作用,选择海月水母螅状体为受试生物,考察了不同浓度诺氟沙星和不同暴露时间对GTP结合蛋白(GTP binding protein)、氧化应激蛋白(oxidative stress protein)和热休克70 k Da蛋白(heat shock 70 k Da protein,Hsp70)表达量的影响。结果表明,NFLX对海月水母螅状体的48 h的半致死浓度(48 h-LC_(50))是415.1 mg·L~(-1),NFLX对海月水母螅状体的毒性属于低毒。随着NFLX浓度的升高和培养时间的延长,Hsp70基因在第7天浓度300 mg·L~(-1)时表达量受到显著性诱导(P<0.05),较对照组升高9.1倍;GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因的表达量都呈现先急剧升高后降低的趋势。2个基因均在第1天受到显著性诱导(P<0.05),分别在NFLX浓度100 mg·L~(-1)和300 mg·L~(-1)时表达量达到最大值,较对照组升高10.15倍和50.5倍。Hsp70基因、GTP结合蛋白基因和氧化应激蛋白基因在实验期间都对NFLX表现出较好的响应。

    2017年01期 v.12 201-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 1307K]
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  • 铅暴露对中华大蟾蜍耳后腺分泌蟾蜍甾烯的影响

    王佳佳;周婧;马宏跃;段金廒;朱振华;钱大玮;吴启南;

    采用半静水式实验方法,研究Pb~(2+)暴露30 d对中华大蟾蜍(Bufo bufo gargarizans Cantor)生理状态和耳后腺分泌蟾蜍甾烯水平的影响。结果表明,随Pb~(2+)浓度(0.68~5.46 mg·L~(-1))升高,蜕皮和自发活动减少,存活率下降。进一步采用液相-质谱检测技术发现,0.68 mg·L~(-1)Pb~(2+)暴露下,10种蟾蜍甾烯水平出现1.5倍以上变化。5.46 mg·L~(-1)Pb~(2+)暴露下,17种蟾蜍甾烯水平发生下调(>1.5倍),其中bufarenogin水平显著下降(P<0.05),其他物质水平与对照组无显著性差异。这说明Pb~(2+)暴露对蟾蜍耳后腺中蟾蜍甾烯物质具有潜在影响。

    2017年01期 v.12 212-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1040K]
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  • 外源Mo降低As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对水稻的毒性及As的积累

    袁彪;黄益宗;蔡立群;黄永春;保琼莉;王培培;刘仕翔;

    通过溶液培养试验,研究外源添加Mo对2种价态砷(As(Ⅲ)和As(Ⅴ))胁迫下水稻吸收积累Mo和As的影响。结果表明,这2种价态的As对水稻生长均有抑制作用,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)对水稻毒害更明显,添加Mo可缓解As对水稻的毒害。As添加可影响水稻根系和茎叶对Mo的吸收积累,但是不同价态As对Mo积累量的影响不一致。同时,Mo的添加也可以显著地降低水稻根系和茎叶对2个价态As的吸收积累。在100μmol·L~(-1)As(Ⅲ)处理下,添加0.1和0.5 mg·L~(-1)的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低38.8%和52.8%,茎叶As积累量分别降低5.1%和10.6%;当As(V)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加0.1和0.5 mg·L~(-1)的Mo可导致水稻根系As积累量分别比对照处理降低15.4%和62.4%,茎叶As积累量分别降低11.9%和23.7%。Mo的添加还能显著地降低2种价态As在水稻根系和茎叶中的富集系数。因此,通过施用适量的Mo肥可以用来防治农田As污染,降低As对人体健康的危害。

    2017年01期 v.12 219-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
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  • Cr~(3+)胁迫对小球藻生理生化特性的影响

    葸玉琴;任春燕;朱巧巧;崇梅;杨红;孙对兄;

    水体重金属污染较难处理,且会对水生物造成严重的影响。为探讨水体中重金属对藻类的毒性影响,以普通小球藻(Chlorella vulgaris)和铬(Cr~(3+))为材料,研究不同浓度Cr~(3+)对普通小球藻生理、生化特性的影响,检测不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的毒性效应。结果表明,小球藻的最优生长温度为31℃。此条件下,Cr~(3+)浓度为3 mg·L~(-1)时,小球藻的生物量最大。Cr~(3+)的浓度低于3 mg·L~(-1)时,Cr~(3+)能促进小球藻的生长,且藻细胞中光合色素、蛋白质、可溶性糖、丙二醛(MDA)的含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性也逐渐增加。当各胁迫组的Cr~(3+)浓度超过3 mg·L~(-1)时,随着Cr~(3+)浓度的提高,C.vulgaris的生长受到明显的抑制,藻细胞的光合色素、蛋白质和可溶性糖含量呈现逐渐下降的趋势,而MDA含量持续增加,SOD和脯氨酸则表现出先持续增高后降低(Cr~(3+)浓度为7 mg·L~(-1)时)的趋势。证明不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的生理生化特性有不同程度的毒性效应。

    2017年01期 v.12 228-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K]
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  • 生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的植物毒理效应

    李阳;黄梅;沈飞;郭海艳;王卿;

    为明确生物炭对植物的毒性效应,以石英砂+生物炭水浸提液培养方法研究不同剂量生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的影响。结果表明:在不同剂量(0.0、10.0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1))生物炭水浸提液处理下,虽然小麦发芽率较对照组无显著性变化(P>0.05),但根、芽生长表现出低剂量促进高剂量抑制,且在160.0 g·kg~(-1)时抑制率最大,分别为18.11%和22.22%。在幼苗的生长期(11 d),高剂量生物炭对幼苗根生长的抑制作用增强,160.0 g·kg~(-1)处理下抑制率显著增加至55.59%(P<0.05)。此外,当生物炭剂量较低时,小麦幼苗根、叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活力增加;随生物炭剂量的增加,3种抗氧化酶活力降低,丙二醛(MDA)含量升高,幼苗生长出现生理损伤,表现出明显植物毒性效应。

    2017年01期 v.12 234-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 2679K]
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  • 硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

    张敏;孙宇;冯宇佳;张世杰;刘颖;张博洋;刘文菊;

    通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P<0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。

    2017年01期 v.12 243-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
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  • 甲醛暴露时间延长加剧小鼠哮喘模型肺氧化损伤并促进IL-17表达

    宋静;李金泉;王晗;康君;朱雨晴;赵云;陈明清;杨旭;

    为了探究不同暴露时间甲醛对小鼠哮喘模型肺氧化应激及IL-17表达的影响,用浓度为3.0 mg·m~(-3)的甲醛气体吸入染毒,同时将48只雄性Balb/c小鼠随机分为6组:(1)对照组(生理盐水组);(2)ovalbumin(OVA)致敏组;(3)0.5 h甲醛+OVA组;(4)1h甲醛+OVA组;(5)1.5 h甲醛+OVA组;(6)2 h甲醛+OVA组,以不同时间长度进行甲醛暴露,连续35 d。OVA致敏组、0.5 h甲醛+OVA组、1 h甲醛+OVA组、1.5 h甲醛+OVA组、2 h甲醛+OVA组均在第11、18及25天腹腔注射OVA致敏液(5 mg OVA+175 mg Al(OH)_3+30 mL生理盐水),第29~35天(共计1周)进行1%OVA雾化(30 min·d~(-1)),每日1次,诱发哮喘。第36天进行以下操作:取肺组织测定肺系数并制作肺匀浆,检测肺组织中活性氧自由基(ROS)、丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,并采用ELISA法检测肺组织中IL-17的水平。同时,采用HE染色法观察小鼠肺部气道的病理学变化。结果显示,在浓度为3.0 mg·m~(-3)的甲醛气体吸入染毒条件下,与对照组相比,1.5 h甲醛+OVA染毒组、2 h甲醛+OVA染毒组ROS、MDA、IL-17含量上升,具有统计学意义(P<0.01)。同时,随着暴露时间长度的增加,小鼠肺部气道出现明显病理学变化。综上所述,每天2 h甲醛+OVA染毒能对小鼠肺造成损伤并恶化OVA对小鼠肺的损伤,产生炎症反应,并通过氧化应激反应介导。

    2017年01期 v.12 251-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 4077K]
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  • 锌离子慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育的影响

    许杰;柴丽红;董岁明;

    为评价水域环境中Zn~(2+)对两栖动物的毒性影响,本研究以中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)蝌蚪为试验材料,对G26期蝌蚪进行了0、10、50、100和500μg·L~(-1)Zn~(2+)的慢性水体暴露直至蝌蚪发育至变态高峰期(G42期)。分别于暴露15 d和30 d后取样测定蝌蚪全长、体长、体重和发育分期各指标;此外,分析了Zn~(2+)慢性水体暴露对变态率、变态高峰期(G42)蝌蚪的全长、体长、体重、后肢长和骨骼发育的影响。结果表明:暴露15 d时,各浓度Zn~(2+)对中华大蟾蜍蝌蚪的生长发育均未造成显著影响,而持续暴露30 d后,500μg·L~(-1)Zn~(2+)处理组蝌蚪的生长发育受到显著抑制;各浓度Zn~(2+)慢性暴露均导致中华大蟾蜍蝌蚪变态率的下降,其中500μg·L~(-1)Zn~(2+)处理组的变态率最低;500μg·L~(-1)Zn~(2+)慢性暴露导致G42期中华大蟾蜍蝌蚪的形态指标(全长、体长、后肢长)和骨化程度均受到显著抑制。研究表明,水环境中高浓度锌对中华大蟾蜍幼体的生长发育和变态具有潜在的危害,水域锌污染所引发的毒理效应予以重视。

    2017年01期 v.12 260-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 3032K]
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  • 中国5种土壤跳虫对重金属镍的毒性响应

    苗秀莲;刘传栋;贾少波;金含;代宗华;张玉娇;

    为了研究镍(Ni~(2+))对不同种类跳虫的毒性效应,将曲毛裸长(Sinella curviseta)、四刺泡角(Ceratophysella duplicispinosa)、小原等节(Proisotoma minuta)、茉莉花长角(Entomobrya sp.)、符氏直棘(Orthonychiurus folsomi)5种中国优势跳虫物种,在琼脂培养基环境下分别暴露于Ni~(2+)的8个浓度组中进行24 h、72 h-LC_(50)急性毒性试验和28 d生存试验。利用Bliss法测得其5种跳虫的24 h-LC_(50)分别为52.99、35.91、33.46、23.72、13.50 g·L~(-1);72 h-LC_(50)为46.25、4.54、13.37、14.79、4.35 g·L~(-1)。在28d生存试验中得到成虫存活数量和繁殖情况。结果表明,5种跳虫中曲毛裸长对镍有较强的耐受性,茉莉花长角和小原等节次之,四刺泡角和符氏直棘较弱。符氏直棘与四刺泡角相比,随时间增加对镍的耐受性有相对增强的趋势。此外,Ni~(2+)对跳虫的毒性影响表现出阶段性的阈值效应。Ni~(2+)对5种跳虫的繁殖均有抑制作用。

    2017年01期 v.12 268-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 3516K]
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  • 贵阳市冬季PM_(2.5)中典型重金属元素的化学形态分析与健康风险评价

    周燊港;邹海凤;董娴;林香男;陈卓;

    为了更准确地研究重金属的生物有效性和对环境与人体的潜在生态危害,采用改进BCR法分析了贵阳市冬季PM_(2.5)中Cu、Mn、Co、Cd、Pb这5种重金属元素的化学形态,并评价了它们的生物有效性和健康风险。结果表明:不同重金属元素形态分布存在差异,Cu主要是弱酸溶态,其次是可氧化态;Mn主要是弱酸溶态,其次是残渣态;Co没有检测出可还原态,而在其他3种形态分布比较平均;Pb和Cd绝大部分都是弱酸溶态。生物有效性系数(K)分析结果表明:重金属生物有效性强弱顺序为Cd>Pb>Mn>Cu>Co,其中Cd和Pb的K>0.8,属于生物可利用性元素;Mn、Cu、Co的K值在0.4~0.7之间,属于潜在生物可利用性元素。健康风险评价表明:成人的致癌风险比儿童大,尤其Cd对成年人存在潜在的致癌风险,且成年男性高于成年女性;Mn存在潜在非致癌风险,且对儿童的风险最大。

    2017年01期 v.12 277-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
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  • BP-4的模拟生物降解特性研究

    杨和行;杨帆;陈晓倩;杨婧;殷浩文;张弘;

    为研究紫外吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(BP-4)的最大生物降解能力,采用欧洲经济合作与发展组织(OECD)生物降解测试标准方法——303A模拟试验-污水好氧处理:活性污泥单元法,建立并进行了城市污水处理厂曝气池环境模拟试验。研究结果表明:在单一新鲜活性污泥作为接种物条件下,BP-4在第47天达到降解稳定期,溶解性有机碳(DOC)去除率平均值为36.90%±5.68%(n=18)。在以10种不同来源混合接种物条件下,BP-4在第41天达到降解稳定期,去除率平均值为33.11%±4.87%(n=17)。研究结果表明BP-4在环境中的降解能力有限,在本模拟方法试验条件下只能部分降解。

    2017年01期 v.12 285-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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  • 啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集特性及其对SDH和复合物Ⅱ活性的抑制

    臧晓霞;纪明山;王凯;田宏哲;左平春;陈仕红;杜芳;孙中华;

    为进一步探索啶酰菌胺对水生生物的毒性,选择斑马鱼为供试生物,采用半静态法,研究了啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集与消除规律及对其肝脏和鳃的毒性作用。结果表明,斑马鱼暴露于0.08、0.32 mg·L~(-1)中,14 d后均达到富集平衡,28 d生物富集系数(BCF_(28 d))分别为35.50和36.72。在0.16、0.32 mg·L~(-1)浓度下,斑马鱼的比肝重(HSI)和比鳃重(BSI)均明显高于对照组,而肝脏和鳃中琥珀酸脱氢酶(SDH)和线粒体呼吸链复合物II活性均明显低于对照组,浓度低于0.08 mg·L~(-1)时,对斑马鱼无明显影响。由此可知,啶酰菌胺对斑马鱼为中等富集性,并对其肝脏和鳃有一定毒性作用。

    2017年01期 v.12 291-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K]
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  • 辛硫磷和敌百虫协同抑制斑马鱼乙酰胆碱酯酶(AChE)活性

    汪鹏鹏;张松林;靳佳;张敏;

    以辛硫磷和敌百虫为供试毒物,研究其对斑马鱼的单一和联合毒性效应。结果显示,辛硫磷和敌百虫对斑马鱼的96 h半致死浓度(96 h-LC_(50))值分别为6.482 mg·L~(-1)和27.877 mg·L~(-1);按照农药毒性分级标准,辛硫磷对斑马鱼是高毒,敌百虫对斑马鱼是中毒。在辛硫磷和敌百虫联合急性毒性实验中,24、48、72和96 h的相加指数均大于0,表明辛硫磷和敌百虫对斑马鱼的联合毒性为协同效应。采用生化法测定乙酰胆碱酯酶活性发现,乙酰胆碱酯酶活性与辛硫磷、敌百虫以及辛硫磷+敌百虫之间有显著的剂量-效应关系,而且联合作用毒性均大于单一作用毒性。

    2017年01期 v.12 298-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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  • 5%阿维菌素乳油对台湾乳白蚁毒力测定的SPSS分析

    王艳斌;周祥;徐刚;杨前屏;

    台湾乳白蚁(Copotermes formosanus)是海南省危害房屋建筑最为严重的白蚁之一,为此研究防治药剂对台湾乳白蚁的毒力,减轻其对房屋建筑的危害将有重要意义。通过药膜法和毒土穿透法测定了5%阿维菌素乳油对台湾乳白蚁的毒力,用45%毒死蜱乳油做药剂对照,应用SPSS软件中的Probit模块,统计分析了5%阿维菌素乳油对台湾乳白蚁的毒力测定数据,从而得出毒力回归方程,LC_(50)、LC_(95)以及95%置信区间,对数单位与概率单位的关系图。结果表明:5%阿维菌素乳油防治台湾乳白蚁的最低有效浓度为15.625 mg·kg~(-1),与对照药剂45%毒死蜱乳油相近,其LC_(50)、LC_(95)分别为11.58和135.66 mg·kg~(-1)。由于阿维菌素对环境污染小,很可能会取代毒死蜱成为防治台湾乳白蚁的主要灭治药剂。

    2017年01期 v.12 305-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
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