万山汞矿区银环蛇重金属生物富集研究

蛇类作为高营养级捕食者,被认为更适合作为环境重金属污染的指示生物。为了解贵州万山汞矿区及周边区域银环蛇(Bungarus multicinctus)重金属元素生物富集特征,文章利用路杀银环蛇个体,对万山汞矿、漾头镇(万山汞矿下游)和梵净山(对照区)银环蛇组织(骨、肌肉和皮肤)中铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、硒(Se)和汞(Hg)等10种重金属元素含量和污染特征进行分析,并结合非负矩阵模型识别重金属元素的来源。结果表明:万山汞矿区银环蛇体内Hg、Se和As含量较高,Hg污染严重,其他重金属元素污染风险较低。漾头镇银环蛇重金属污染风险较低,仅受到中等程度的Hg污染。梵净山银环蛇体内Cr、Mn、Cd和Pb含量较高,Cd属严重污染。重金属元素主要富集在银环蛇皮肤中,其次为肌肉组织。皮肤中的绝大部分重金属元素含量与骨和肌肉中的含量显著正相关,皮肤具有较好的生物指示作用。基于非负矩阵模型,银环蛇体内Hg和Se主要源于Hg矿开采活动,Cd、Pb、Mn和Cr主要为自然来源,Zn和Cu主要源于交通运输,Ni和As来源于多种复合途径。研究结果可为汞矿区环境污染防控及野生动物保护提供科学依据。

基于UPLC-MS/MS的全氟及多氟烷基化合物在斑马鱼体内的生物富集与组织分布研究

采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)研究了全氟及多氟烷基化合物(PFASs)在斑马鱼体内的生物富集与组织分布。以全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟己烷磺酸(PFHxS)和全氟癸酸(PFDA)对斑马鱼联合暴露7、21、28 d,暴露浓度为100μg/L。斑马鱼不同组织器官分离后,用甲醇进行提取,以UPLC-MS/MS进行检测,负离子多反应监测(MRM)模式进行定量测定。结果表明,4种PFASs在1~200μg/L范围内线性关系良好,相关系数(r)不小于0.9974,检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.072~0.152 ng/g和0.287~0.609 ng/g。斑马鱼暴露于4种PFASs后,其体内各器官均分布有上述4种污染物。其中PFDA和PFOS在暴露7、21、28 d的斑马鱼体内器官的积累程度相对较高;PFOA主要在肠道和肝脏中的积累量较高;PFHxS在斑马鱼体内的积累量最低,在各器官中的含量对4种污染物含量总和的相对贡献均低于13%。该研究为探索PFASs在水生生物体内的环境行为和生态风险提供了科学依据。

多溴联苯醚生物富集因子的CoMFA模型

研究19种多溴联苯醚(PBDEs)在淡水生物正颤蚓体内生物富集因子(lg B_(CF))的三维-定量构效关系(3D-QSAR).基于比较分子力场分析(CoMFA)建立训练集的3D-QSAR模型,不仅表现出显著的统计质量,而且还表现出令人满意的预测能力,具有高相关系数值(R^(2)=0.80)和交叉验证系数值(Q^(2)=0.32).该模型中立体场、静电场贡献率依次为45.1%、54.9%.基于CoMFA等高线图,多溴联苯醚的lg B_(CF)主要取决于溴原子在苯环上的位置,其次才与溴原子数正相关.

十溴二苯乙烷(DBDPE)在斑马鱼体内的生物富集和生物转化

本研究通过染毒鱼食暴露,探讨了十溴二苯乙烷(DBDPE)在斑马鱼不同组织内的生物富集和转化特征.实验包括28 d暴露期和77 d清除期,评估了DBDPE在鱼体各组织的同化效率(α)、清除速率常数(kd)、生物半衰期(t_(1/2))和生物放大因子(BMF)等;并利用高效液相色谱-串联四极杆-飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)筛查分析血清中DBDPE的代谢产物.研究结果表明,暴露期DBDPE在鱼体各组织中均呈相似的吸收曲线,α介于10.1%±1.34%至18.3%±3.78%之间.鱼体组织中DBDPE的清除遵循伪一级动力学,kd为(3.66±0.16)×10^(−2)·d^(−1)至(4.69±0.06)×10^(−2)·d^(−1),t_(1/2)为(14.8±0.19)d至(19.0±0.83)d.DBDPE在鱼体组织中的BMF介于(0.72±0.04)至(1.12±0.23),具有潜在的生物富集特征,且其生物富集潜力与组织功能及脂肪含量相关.在斑马鱼血清中共鉴定出4种脱溴代谢产物、3种羟基产物和1种甲氧基产物,以及2种甲磺基代谢物;表明DBDPE在斑马鱼体内存在明显的生物转化作用,进而影响其在鱼体内的生物富集潜力.

肟菌酯在斑马鱼中的生物富集效应研究

采用PRiME HLB固相萃取结合超高效液相色谱-串联质谱仪,建立了斑马鱼中肟菌酯残留的检测方法,并在此基础上研究了肟菌酯在斑马鱼中的生物富集效应。结果表明:在0.0001~0.05 mg/L范围内,肟菌酯进样质量浓度与峰面积之间具有良好的线性关系;当添加水平分别为0.0005和0.05 mg/L时,肟菌酯在水样中的平均回收率为86.6%~106%,相对标准偏差(RSD)为5.1%~8.9%;添加水平分别为0.01、0.1和10 mg/kg时,其在鱼肉中的平均回收率为70.5%~104%,RSD为1.4%~3.3%。肟菌酯在水样中的定量限(LOQ)为0.0005 mg/L,在鱼肉中的LOQ为0.01 mg/kg。利用所建立的方法,研究了在水生生物鱼类的1/10急性毒性基准剂量(ALB)值(7.15×10^(-4)mg/L)和ALB值(7.15×10^(-3)mg/L)、斑马鱼的1/100 LC_(50)值(5.10×10^(-4)和1.20×10^(-3)mg/L)以及1/10 LC_(50)值(5.10×10^(-3)和1.20×10^(-2)mg/L)剂量暴露下,肟菌酯在斑马鱼中的生物富集效应。结果表明:经不同浓度肟菌酯连续暴露192 h后,肟菌酯在斑马鱼中的生物富集系数(BCF)为113~178,具有中等生物富集效应。研究表明,生产中在使用肟菌酯时,应考虑其低浓度暴露下因生物富集作用而对水生生物引起的生态毒理学风险。

全氟化合物在鱼类肝脏中的生物富集因子预测与影响因素分析

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)作为一种新兴有机污染物,因其环境持久性及生物富集性,对生态环境健康存在潜在风险。鉴于实验测定PFCs生物富集作用的局限性,为实现对PFCs生物富集因子(bioconcentration factor,BCF)的合理预测及其影响因素分析,本研究基于前人报道的log BCF实验数据,采用多元线性逐步回归方法建立了PFCs对鱼类肝脏生物富集作用的定量结构-活性关系(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型,并对该模型进行了全面验证与评估及机理解释。结果表明,所建QSAR模型的决定系数(R^(2)=0.902)、内部验证指标(Q_(LOO)^(2)=0.852)、外部验证指标(Q_(F1)^(2)=0.855、Q_(F2)^(2)=0.850、Q_(F3)^(2)=0.814)等统计参数均符合建模标准,模型具备良好的拟合优度、稳健性和预测能力;Williams图显示所建模型具有较强的泛化能力。PFCs的分子体积(V)和分子表面电位的最小值(V s,min)是影响其在鱼类肝脏中富集的重要原因,且分子体积起主导作用;PFCs的生物富集效应是疏水与氢键相互作用机制共同影响的结果。

江汉平原富硒土壤来源解析及其生物富集程度研究——以沙洋县东北部为例

硒是人体必需的微量元素,具有重要的生物学功能。本研究测定了江汉平原沙洋县东北部土壤、大气干湿沉降、灌溉水、肥料、岩石以及大宗农作物(水稻、小麦、大豆、油菜、玉米)中硒的含量,通过土壤硒元素平面、垂向分布特征,综合运用因子分析、聚类分析、相关性分析及相关因素贡献量统计,探讨研究区富硒土壤来源,并对土壤硒生物富集程度进行分析。结果表明:研究区表层土壤硒背景值为0.25 mg/kg,略低于江汉流域背景值和中国土壤(A层)背景值。R型因子分析结果显示,F1因子为反映土壤原始背景特征的元素组合,F2因子为反映土壤成土母质基本特征的元素组合,F3、F4因子为人类活动对土壤元素分布特征影响的元素组合。表层土壤硒元素平面特征和土壤元素组合特征皆显示其具有较强的空间自相关性,受自然成因成土母质影响较大,硒高值区主要分布在汉江冲积带内。典型土壤垂直剖面则揭示了汉江冲积带中土壤高硒区存在一定的外源输入,研究区表层土壤明显受到人类活动的影响,但大气干湿沉降、灌溉水、肥料等的硒贡献量较低。农作物可食部分硒富集程度大小为:大豆>小麦>水稻>油菜>玉米,部分大豆出现了硒超富集现象。富硒农作物的分布区域与富硒土地分布区域保持一致,该区域富硒土地具有可持续开发利用潜力。

镉对嗜热小球藻的毒性效应及生物富集研究

藻类在重金属生物修复中具有巨大的潜力,探究藻-镉之间的相互作用,确定藻株性能,具有重要的意义。从矿区污染环境中筛选得到一株嗜热小球藻(Chlorella thermophila),考察不同Cd^(2+)浓度胁迫下嗜热小球藻的生理生化特性及其镉富集能力。结果表明:嗜热小球藻对Cd^(2+)具有较强的耐受能力,嗜热小球藻的96 h半效应浓度(EC50-96 h)为8.969 mg/L;随着Cd^(2+)浓度的增加,小球藻细胞内的光合色素含量逐渐降低;在小球藻藻细胞内抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)含量呈先增加后降低的趋势,7 mg/L Cd^(2+)浓度下小球藻藻细胞内抗氧化系统中SOD的含量最高,说明过高的Cd^(2+)浓度会导致小球藻藻细胞抗氧化系统受损,而丙二醛(MDA)含量逐渐增加,说明小球藻藻细胞损伤明显;小球藻对Cd^(2+)具有较好的吸附性能,3 mg/L Cd^(2+)浓度下第6天时小球藻对Cd^(2+)的吸附效率可达63.78%。可见,藻与镉之间存在相互作用,高浓度Cd^(2+)会对嗜热小球藻的生长、光合系统及抗氧化系统造成一定的损害,但总体来看,嗜热小球藻耐镉性能较好,同时具有良好的镉生物富集能力。

食用菌对镉、铅生物富集因素研究

食用菌对重金属具有生物富集特性,菌体通过自身不同结构及根部释放化学小分子促进菌体对镉、铅元素的吸附。本文主要针对菌体生长环境理化因素和食用菌各部位结构,对食用菌内的重金属镉、铅富集差异进行调研。以云南野生食用菌为例,着重分析食用菌对重金属的生物富集作用及主动吸附因素,从而促进食用菌资源合理化健康食用,为食用菌食用安全风险评估提供一定参考。

有机磷酸酯在南海长棘海星中的生物富集特征及来源解析

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)是环境中一类新型有机污染物,其在南海水体和生物中普遍存在。有关南海长棘海星中OPEs的富集特征尚缺乏研究。因此,文章使用气相色谱串联三重四极杆质谱仪(gas chromatography tandem triple quadrupole mass spectrometry,GC-MS/MS)对南海珊瑚礁区长棘海星中11种典型OPEs的生物富集特征及来源进行了分析。结果表明,氯代OPEs普遍存在于长棘海星组织中,占11种OPEs总含量(∑11OPEs)的95%~98%;长棘海星中∑11OPEs(干重)存在明显的组织间差异,幽门盲囊(60.2~1130ng·g^(-1))和胃(68.2~1181ng·g^(-1))显著大于表皮(9.31~569ng·g^(-1))(p<0.05),幽门盲囊和胃在长棘海星积累OPEs时起着重要作用;长棘海星组织对磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCIPP)的生物富集能力较强,即TDCIPP在长棘海星组织中的生物富集因子BAFs大于5000L·kg^(-1);磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCIPP)、TDCIPP和磷酸三正丁酯(TNBP)在从珊瑚向长棘海星传递过程中表现出了生物放大效应,即长棘海星可以通过捕食珊瑚富集这4种OPEs;源解析表明,南海长棘海星体内OPEs可能主要来源于南海渔业活动、岛礁建筑和周边国家废弃物的释放,少部分可能来自船舶运输过程的释放。

河蚬对太湖梅梁湾沉积物多环芳烃的生物富集

以采自清洁水体的河蚬(Corbicula fluminea)为实验生物,利用生物富集实验测试了河蚬对太湖梅梁湾水源地沉积物中多环芳烃的生物富集.研究结果表明:将河蚬暴露于多环芳烃污染程度不同的太湖梅梁湾沉积物中(PAHs总含量分别为991.4～1210.9ng.g-1(以干重计),平均为1101.0ng.g-1),暴露7d后各样点中河蚬对PAHs的富集量为233.5～342.6ng.g-1,其中2、3、4环PAHs分别占总含量的23.5%±4.9%、26.2%±4.4%和46.6%±8.5%;含量最高的4种多环芳烃依次为芘、萘、菲和荧蒽,它们所占的比例分别为29.4%±8.2%、23.5%±4.9%、14.6%±6.1%和12.5%±3.6%.河蚬对多环芳烃的生物-沉积物生物富集因子(BSAF)为0.09～0.44,低分子量多环芳烃的BSAF要比高分子量多环芳烃的BSAF值高,其中芘、萘、菲和荧蒽的BSAF值分别为0.09±0.04、0.24±0.04、0.44±0.23和0.19±0.09.

褶牡蛎对重金属的生物富集动力学特性研究

应用实验生态方法研究了褶牡蛎对8种常见的重金属生物富集动力学特性,得出了褶牡蛎对重金属的生物富集系数、生物半衰期以及生物富集曲线。结果表明,到积累实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的生物富集系数分别是15.60、26.53、60.06、7.61、5.82和47.88,褶牡蛎对Cu和As的富集规律不明显,生物富集曲线分别为yPb=0.4046e0.1168xR2=0.7378,yZn=0.0408x2+0.2909x+59.969R2=0.9307,yCd=2.5263e0.0867xR2=0.7089,yCr=0.6832e0.0942xR2=0.8544,yNi=0.4178e0.0714xR2=0.6856和yHg=0.0015x2+0.0444x+0.0644R2=0.8301,以积累实验结束时的生物富集系数为基准,褶牡蛎对这几种重金属的富集能力为Cd>Hg>Zn>Pb>Cr>Ni;到释放实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的生物半衰期分别是23.1、13031.7、67.7、32.9和36.1d,褶牡蛎是Zn、Cd和Hg的强的净积累者,以释放实验结束时的生物半衰期为基准,褶牡蛎对这几种重金属的排毒释放顺序为Pb>Cr>Hg>Cd>Zn。

稀土钇的生物富集效应研究

针对稀土钇矿开发残留物侵入土壤生态环境,选择蚯蚓作为土壤生态环境健康指示生物,采用人工土壤试验法研究稀土钇的生物富集效应。结果表明:稀土钇在蚯蚓体内具有富集性,蚯蚓对稀土钇的富集系数(BCF)最高可达0.54,并与土壤中稀土钇含量呈负相关性,富集21d后蚯蚓体内稀土钇含量趋于平衡。

灵芝深层发酵生物富集硒、锌的研究

研究了灵芝深层发酵生物富集硒、锌的效应。结果表明:生物富集硒,锌的最佳浓度分别为Se-120mg/L,Zn-40mg/L,富集硒的生物量为12.57g/L,富硒量859.71μg/g,富硒率9.01%。富集锌生物量15.38g/L,富锌量798.10μg/g,富锌率30.69%。

灵芝深层发酵生物富集钙的工艺及其检测

探讨了灵芝深层发酵生物富集钙的工艺及其检测,其研究结果表明灵芝深层发酵的操作参数为:发酵温度28℃;pH5.0-6.0;生长周期144h-168h;灵芝生物活性钙含量为62.30mg/g;多糖为486.52mg/g.

江苏典型地区水稻与小麦字实中元素生物富集系数(BCF)初步研究

在分析研究了约500套水稻籽实-耕层土及约300套小麦籽实-耕层土样品相关元素含量等地球化学调查数据基础上,报道了江苏典型地区水稻与小麦籽实中Cd、Hg、Cu、Pb、Zn、Cr、As、Se、Mo、Mn、Fe、K、Ca、Mg等14个元素的生物富集系数(BCF)分布状况,统计结果显示,各元素的BCF值差异较大,通常Pb、Cr、Fe等元素BCF多小于1%,Hg、As、Mn、Ca等元素BCF多为1%～10%,Mo的平均BCF最大、Fe的平均BCF最小。研究发现,水稻与小麦籽实中Pb与Cd超标率分别超过15%、6%,BCF值差异与稻谷、小麦的元素含量无直接关系,部分元素的BCF与土壤pH、TOC、CEC、B含量等具有统计上的相关性,其中土壤pH与Cd、Ca、Mg元素的BCF呈显著负相关,而土壤的有机碳含量、阳离子交换量及B含量等也对部分元素的BCF值有一定影响。

牡蛎对重金属生物富集动力学特性研究

应用半静态双箱模型室内模拟了牡蛎对四种重金属 (As、Hg、Cd、Pb)的生物富集实验 ,通过非线性拟合得到了牡蛎富集重金属的吸收速率常数 k1 、排出速率常数 k2 、生物富集因子 BCF、生物学半衰期 B1 /2 等动力学参数。结果表明 :吸收速率常数 k1及生物富集因子 BCF均随着外部水体浓度的增大而减小而平衡状态下生物体内金属含量 CAmax随着外部水体浓度的增大而增大 ,且成显著正相关 ,这说明牡蛎比较理想的重金属 Hg、Cd、Pb污染的指示生物。

紫贻贝(Mytilus edulis)对4种重金属的生物富集动力学特性研究

应用半静态双箱模型室内模拟了紫贻贝对 4种重金属 (As、Hg、Cd、Pb)的生物富集实验 ,通过非线性拟合得到了紫贻贝富集重金属的吸收速率常数k1 、排出速率常数k2 、生物富集因子BCF、生物学半衰期B1 / 2 等动力学参数。实验海水盐度为 32、温度分别为( 1 2 .34± 2 .2 8)℃和 ( 6.63± 3.1 2 )℃、溶氧量 >6.5mg/L。得到的Hg、Cd、Pb的动力学参数k1为 8.71 2— 30 1 .5 ;k2 为 0 .0 0 942 5— 0 .0 30 64;BCF为 783.4— 1 1 75 4 ;B1 / 2 为 2 2 .62— 73.5 4。比较结果得出 :吸收速率常数k1 及生物富集因子BCF均随着外部水体浓度的增加而减小 ,在平衡状态下生物体内金属含量CAmax随着外部水体浓度的增加而增加 ,且基本呈正相关 ,说明紫贻贝是比较理想的重金属Hg、Cd、Pb污染的指示生物。紫贻贝排出Cd的生物学半衰期要长于金属Hg、Pb、As。

鲫鱼对除草剂阿特拉津的生物富集效应研究

采用半静态水质接触染毒法,研究鲫鱼(Caras siusauratus)肝脏、肾脏和肌肉对不同质量浓度(0、0.1、0.5、1.0、5.0和10.0mg·L-1)阿特拉津的富集效应。结果表明,阿特拉津在鱼体中的富集速度较快;在试验所选浓度下,鲫鱼肝脏、肾脏和肌肉均在染毒后19d即对阿特拉津达到富集稳态,但各个器官对阿特拉津的富集能力都较低。阿特拉津在肝脏、肾脏和肌肉中的富集系数均随着染毒浓度的增加而变小,呈现显著的负相关关系;其在肝脏、肾脏和肌肉中的最大和最小富集系数分别出现在最低(0.1mg·L-1)和最高(10.0mg·L-1)浓度组,最大富集系数分别为:13.08、11.00和6.02,最小富集系数分别为:5.22、4.37和2.94。而且,当阿特拉津暴露浓度相同时,鲫鱼不同组织器官对阿特拉津的富集能力存在差异,表现为:肝脏>肾脏>肌肉。

钝顶螺旋藻生物富集Cr(Ⅲ)影响因素的研究

对钝顶螺旋藻生物富集Cr(Ⅲ)的影响因素进行了研究。发现螺旋藻对Cr(Ⅲ)的生物富集主要经历了快速的吸附和缓慢的吸收两个步骤;化学键较弱的Cr(Ⅲ)化合物具有较高的富集效率;藻细胞浓度一定时,随着Cr(Ⅲ)浓度的增加,单位重量螺旋藻对Cr(Ⅲ)的富集量不断增加,最后趋于饱和;当Cr(Ⅲ)浓度一定时,随着藻细胞浓度的增加,螺旋藻对Cr(Ⅲ)的总富集量逐渐增加而单位重量藻体的富集量减少。研究还证实,螺旋藻干粉比新鲜藻能富集更多的Cr(Ⅲ);pH值是影响Cr(Ⅲ)生物富集的一个重要影响因素,最佳pH在7左右;温度升高和加强光强均可加强Cr(Ⅲ)的富集;阳离子对Cr(Ⅲ)的富集存在一定的促进或抑制作用。