微囊藻毒素研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重。蓝藻水华污染的最主要危害是释放以微囊藻毒素（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎ,ＭＣ）为主的多种藻毒素,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除ＭＣ是摆在中外环境科学领域的一个难题。主要针对ＭＣ的产生、物化性质、毒性、分析方法和迁移转化方面的国内外最新研究进展进行了综述,并对重要的研究领域进行了展望。     

微囊藻毒素对水环境的影响研究进展

微囊藻毒素是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,是湖泊蓝藻产生的一类肽类毒素,它的产生受到藻类的遗传和环境因素的共同影响。由于其毒性大,分布广,结构稳定,从而成为水环境中的潜在危害物质。有关微囊藻毒素性质、毒理毒性、在环境中的迁移、转化以及控制预防已成为关注热点。在总结国内外研究的基础上,综述了微囊藻毒素的性质、产生机理以及其与水环境、水生生物(水生植物、鱼类、无脊椎动物)间的相互作用,讨论了微囊藻毒素对水生生物的影响以及水生生物对微囊藻毒素的降解作用,为水体中微囊藻毒素的防治提供科学的依据。     

微囊藻毒素对鱼类的毒性效应

湖泊富营养化导致的蓝藻水华已成为国内外普遍关注的环境问题,它所带来的主要危害之一是产生的藻毒素对鱼类的影响。在已发现的藻毒素中,微囊藻毒素(microcystins,MCs)的分布广、毒性大、危害严重,而备受关注。阐述了MCs对鱼类的影响。微囊藻毒素能干扰胚胎的发育,降低孵化率,增加畸形率,影响存活率,胚胎孵化受微囊藻毒素影响还具有剂量依赖效应;野外室内实验均表明鱼类暴露于微囊藻毒素后不仅可在肝脏中富集还可在肌肉、肠道等组织器官中快速积累;对鱼类进行组织病理检测发现MCs可导致肝脏、肾脏、心脏、脑、鳃等组织受损;MCs在鱼体中的解毒过程可能开始于由谷胱甘肽S-转移酶催化的还原型谷胱甘肽的结合反应;MCs还可影响鱼类的生长、行为和血清生化指标,此外,还具有一定的免疫毒性。MCs的转运机制和分子作用机制以及在食物链中传递过程中对人类造成的潜在影响可能成为今后研究重点。     

微囊藻毒素降解方法的研究进展

当前,由于水体富营养化情况的不断加重,导致蓝藻等一些淡水藻类的过度生长,给生态环境及人类健康带来了一系列严重的问题.藻类水华对环境及对人类的危害已经越来越受到人们重视,其中微囊藻毒素会引发各种致命的疾病,包括肝癌、肠癌等,对人类的健康已经构成较大的威胁.如何对微囊藻毒素进行有效地降解,已经成为了国内外相关科研人员的研究重点.本文就当前对于微囊藻毒素的传统处理方法包括混凝法、活性炭吸附法、反渗透及膜滤处理法、氯化法、臭氧氧化法、光催化氧化、高锰酸盐降解以及较新的生物处理方法包括纯种菌的降解和混合菌的降解进行一个全面的综述,对各种方法的特点、适用范围以及应用前景做一个归纳和展望.     

微囊藻毒素对鱼类毒性影响的研究进展

微囊藻毒素 (Microcystins,简称MC)是一些有毒蓝藻,如微囊藻、颤藻和鱼腥藻等,产生的一种具有肝毒性的环状七肽。     

鲤肝细胞抗氧化系统对微囊藻毒素毒性的反应

用10μg／L的微囊藻毒素LR(Microcystin—LR,MC—LR)处理鲤肝细胞培养物,检测鲤肝细胞抗氧化系统的6项指标。结果表明,MC—LR处理后活性氧(ROS)含量明显升高,还原型谷胱甘肽(GSH)含量迅速下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性明显升高,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)活性在MC—LR处理15min后也有明显上升,但谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性在MC—LR处理后没有明显变化。另外,还从氧自由基理论解释了微囊藻毒素造成鲤肝细胞损伤的可能机理。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;     

植物化感作用研究进展——以抑制铜绿微囊藻生长为例

水体富营养化引起的藻华问题依旧是当前世界共同面对的难题,其中植物释放化感物质应对藻华是高效低耗的手段,受到国内外研究者的青睐.综述了不同水生植物和陆生植物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长影响,总结了抑制铜绿微囊藻的植物种类、研究方法、化感作用效果以及化感作用机理,归纳了各种植物的化感作...     

鱼体中谷胱甘肽对微囊藻毒素的解毒作用的初步研究

鱼体中谷胱甘肽对微囊藻毒素的解毒作用的初步研究张甬元,徐立红,周炳升,徐盈（中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉４３００７２）原田健一（日本名城大学药学部,名古屋４６８）ＰＲＥＩＬＩＭＩＮＡＲＹＳＴＵＤＩＥＳＯＮＴＨＥＲＯ...     

微囊藻毒素的人群暴露健康危害与防控研究

富营养化水体中水华蓝藻释放的微囊藻毒素(microcystins, MCs)对全球淡水生态系统和人类健康造成了严重危害,已成为全球公共卫生领域的研究热点和前沿课题.本文综述了MCs的污染现状和对人体的不同暴露途径、毒性效应机制等,并在多维度视角下探讨了MCs的健康风险阻控途径.具体内容包括:MCs主要通过饮用受污染的水、食用受污染的食物、皮肤接触和呼吸道摄入等方式暴露于人体,且高温烹煮并不能降低MCs浓度;由MCs引起的皮肤毒性、肝毒性、生殖毒性、肾脏毒性和神经毒性等会对人体健康产生较大的影响;提出应从源头、传播途径和降低人体毒性效应等方面进行MCs的健康风险阻控,其中大蒜素和辅酶Q10等物质已被证明可有效预防MCs引发的健康危害.最后,本文提出了MCs对人类其他潜在暴露途径的健康风险和未来可能的一些研究方向,以期为准确评估MCs对人体的毒性以及健康风险防控提供科学依据.     

硅藻重金属污染生态学研究进展

硅藻是水生生态系统健康的指示生物之一,对环境变化极为敏感,某些典型硅藻已应用于指示水体重金属污染.本文围绕地表水重金属污染,从毒性效应、生物吸附和累积、生态适应机制及生物指示与生态修复作用等方面,综述了硅藻重金属污染生态学研究进展,阐述重金属污染下硅藻的生长趋势和硅壳形态的变化,硅藻对重金属生物吸附和生物累积的差别,硅藻对重金属的表面络合和离子交换等生态适应机制,以及硅藻对水体重金属污染的指示作用和生态修复作用,为水生生态系统的重金属污染防治与预警技术提供科学依据.     

合成革主要化学污染物对黄山松生理生态特性的浓度效应研究

合成革工业生产用溶剂二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯(TOL)对中国经济发达地区的森林植被造成严重污染, 亟待探明其对树木生理生态特性的影响。该文研究了不同浓度DMF和TOL对黄山松(Pinus taiwanensis)生理生态特性的影响: 低浓度DMF可使黄山松可溶性总糖和谷胱甘肽含量上升, 随着DMF浓度的升高, 黄山松可溶性总糖含量和总抗氧化能力下降, 可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)含量上升, 开始产生毒害效应; TOL浓度较低时可以促进黄山松叶绿素的合成, 随着TOL浓度的上升, 黄山松叶绿素含量开始下降, 不过可溶性总糖、可溶性蛋白的含量开始增高, 总抗氧化能力增强, MDA含量下降, 提示此时黄山松已经受到胁迫; 当TOL升高到一定浓度时, 黄山松叶绿素含量明显减少, 总抗氧化能力减弱, MDA含量上升, 毒害效应开始显现; DMF和TOL合用可能产生一定的拮抗效应, 低浓度时TOL的促进作用受到抑制, 随着污染物浓度的上升, 黄山松所受影响和受DMF影响相似, 不过污染物达到一定浓度时, MDA含量显著升高, 毒害效应比DMF单独使用时明显。结果显示: 尽管黄山松对低浓度化学污染有一定的耐受能力, 但过高浓度的化学污染将对黄山松的健康生长构成威胁。     

植物水淹适应与碳水化合物的相关性

水淹会对陆生植物存活造成本质影响, 特别是完全水淹对陆生植物的影响更为明显。水淹对陆生植物最为主要的影响是氧气不足, 这主要是由氧气在水中的扩散速率较低引起的。同时, 在水淹胁迫下植物对光和CO₂的获取都会受到限制。所有这些因素都将引起植物生物量减少, 最终导致受淹植物死亡。碳水化合物是植物的能量来源, 与植物在水淹胁迫下存活与否有着密切联系。植物水淹适应性与碳水化合物的相关性主要体现在两大方面: 在生理形态层面, 植物通过伸长生长或抑制伸长生长、地上和地下部分碳水化合物的分配比例不同来应对水淹胁迫; 在另一个层面, 植物通过改变激素、酶和基因的表达, 调整碳水化合物的代谢方式, 从而适应水淹环境。该文结合国内外研究现状, 通过对植物在水淹胁迫下生理形态、激素、酶及基因表达诸方面的变化来认识水淹耐受性与碳水化合物的关系, 并就今后的研究方向提出几点建议。     

Time dependent cadmium uptake by fathead minnows (Pimephales promelas) during field and laboratory exposure

Fathead minnows (Pimephales promelas) exposed to 2.5 ppb cadmium in an industrially contaminated lake accumulated whole body burdens of 3.19 ppm Cd in 12 hours, while minnows exposed to 48 ppb Cd in a continuous flow laboratory system did not reach comparable levels until the eighth day of exposure. Significant whole body accumulation of Cd (approximately 9 ppm) peaked within 17–20 days of exposure in the laboratory.     

Riparian plants on mine runoff in Zimapan,Hidalgo, Mexico: Useful for phytoremediation?

Dispersion and runoff of mine tailings have serious implications for human and ecosystem health in the surroundings of mines. Water, soils and plants were sampled in transects perpendicular to the Santiago stream in Zimapan, Hidalgo, which receives runoff sediments from two acidic and one alkaline mine tailing. Concentrations of potentially toxic elements (PTE) were measured in water, soils (rhizosphere and non-rhizosphere) and plants. Using diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) extractable concentrations of Cu, Zn, Ni, Cd and Pb in rhizosphere soil, the bioconcentration and translocation factors were calculated. Ruderal annuals formed the principal element of the herbaceous vegetation. Accumulation was the most frequent strategy to deal with high concentrations of Zn, Cu, Ni, Cd and Pb. The order of concentration in plant tissue was Zn>Pb>Cu>Ni>Cd. Most plants contained concentrations of PTE considered as phytotoxic and behaved as metal tolerant species. Rorippa nasturtium-aquaticum accumulated particularly high concentrations of Cu. Parietaria pensylvanica and Commelina diffusa, common tropical weeds, behaved as Zn hyperaccumulators and should be studied further.     

南迦巴瓦峰地区野生有毒植物资源多样性

为了合理保护利用南峰地区野生有毒植物资源,通过野外实地调查、查阅相关文献书籍及标本,对该地区有毒植物的科属、生活型、毒性、有毒部位以及毒理作用进行分析。结果表明：南峰地区包括野生有毒植物242种,隶属于77科167属,其中优势科是天南星科（Araceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、杜鹃花科（Ericaceae）、豆科（Fabaceae）和菊科（Compositae）;有毒草本植物共计138种,是占比最多的生活型;有毒部位中全株或全草有毒的最多,共有109种;在毒性方面,只有3种剧毒植物和5种大毒植物,小毒植物有50种,中毒植物最多,有184种;有毒蜜源植物有19种,以玄参科（Scrophulariaceae）和毛茛科占优势;毒理作用方面,大多是神经系统中毒。南峰地区有毒植物资源种类丰富,但目前对这些资源的利用较少,要加强有毒植物认识与保护,进行合理开发利用。     

Effects of Copper Contamination on RumexK-1 Response

The effects of Cu contamination on RumexK-1 were studied using a pot trial. The results showed that the dry weight of leaves and roots did not change significantly under Cu stress when compared with CK (0 mg kg^?1 Cu). Additionally, there was no difference in the amounts of chlorophylla, chlorophyllb, chlorophyll (a+b), and the chlorophylla/b ratio between the CK and Cu treatments. The Cu accumulated in leaves and roots, particularly in the roots, with more Cu accumulating in the plants at higher Cu concentrations in the soil. The proline and soluble protein contents in the leaves were more sensitive to Cu contamination than in the roots. Finally, Cu contamination significantly inhibited the acid phosphatase, alkaline phosphatase, and peroxidase activities in the leaves. These results indicate that RumexK-1 is a plant that can accumulate Cu, exhibits some different metabolic mechanisms under Cu stress, and may be suitable for the phytoremediation of Cu contaminated soils.     

基于光合参数探讨四种藓类作水族箱植物的应用潜力(英文)

水生藓类植物适宜作为水簇箱植物,许多半水生藓类植物同样能够生长于水体环境中。中国东部地区的水生藓类植物种类不多,陆生藓类植物能否应用于水族箱中?为了回答这一问题,需要阐明陆生藓类植物对水体环境的适应能力。该研究测定了匐枝青藓(Brachythecium procumbens),弯叶灰藓(Hypnum hamulosum)、 白发藓(Leucobryum glaucum)和虎尾藓(Hedwigia ciliata)在与它们的自然生境相似条件下以及沉水环境下的光合参数,并应用直角双曲线模型拟合了它们的光-光合响应曲线。结果表明:这四种藓类植物在最大净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)上存在很大差异。它们的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点的变异范围分别为122.575～19.099 μmol CO₂·kg^-1 DW·s^-1、1 166.00～670.030 μmol·m^-2·s^-1和85.000～5.3 μmol·m^-2·s^-1。在沉水环境中生长30 d后,匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓的最大净光合速率分别是对照的110.78%、80.84%和109.63%,说明在实验周期里这三种藓类植物能够在水体环境中生存,而虎尾藓在水体中浸泡20 d后,其最大净光合速率仅为对照的5.25%,反映出该种植物并不适应水体环境。综上可知,四种藓类植物的光合速率与其形态结构和原生境条件有很大的关系,虽然匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓主要分布于陆生环境,但作为水族箱植物也具有一定的应用潜力。     

Opportunities for Phytoremediation and Bioindication of Arsenic Contaminated Water Using a Submerged Aquatic Plant:Vallisneria natans (lour.) Hara.

The identification of plants with high arsenic hyperaccumulating efficiency from water is required to ensure the successful application of phytoremediation technology. Five dominant submerged plant species (Vallisneria natans (Lour.) Hara., Potamageton crispus L., Myriophyllum spicatum L., Ceratophyllum demersum L. and Hydrilla verticillata (L.f.) Royle) in China were used to determine their potential to remove As from contaminated water. V. natans had the highest accumulation of As among them. The characteristics of As accumulation, transformation and the effect of phosphate on As accumulation in V. natans were then further studied. The growth of V. natans was not inhibited even when the As concentration reached 2.0 mg L^?1. After 21 d of As treatment, the bioconcentration factor (BCF) reached 1300. The As concentration in the environment and exposure time are major factors controlling the As concentration in V. natans. After being absorbed, As(V) is efficiently reduced to As(III) in plants. The synthesis of non-enzymic antioxidants may play an important role under As stress and increase As detoxication. In addition, As(V) uptake by V. natans was negatively correlated with phosphate (P) uptake when P was sufficiently supplied. As(V) is probably taken up via P transporters in V. natans.