Thermochemical Studies of the Toxic Action of Heavy MetalIons on Escherichia coli by Microcalorimetry

By using an LKB2277 BioActivity Monitor (heat conduction microcalorimeter),stopped flow method,the thermogenetic curves of Escherichia coli growth at 37℃ inhibited by four kinds of heavy metal ions are determined,and parameters such as growth rate constants,inhibitory ratio,half inhibitory concentration etc.were obtained.The experimental results show that heavy metal ions can inhibit Escherichia coli growth obviously,but low concentration of Cu 2+ has a promoting action.The half inhibitory concentrations of Zn 2+ ,Cd 2+ ,Hg 2+ and Cu 2+ are 28.3,10.9,3.19 and 69.6μg.mL -1 ,respectively.Judged from the rate constant,the half inhibitory concentration and the molecular mass,the inhibitory sequence is Hg 2+ >Cd 2+ >Zn 2+ >Cu 2+ .This microclorimetric bioassay for acute cellular toxicity is based on metabolic heat evolution from cultured cells.The assay is quantitative,inexpensive,and versatile;moreover,toxicological information can be obtained with cell from other species of interest.

钙镁钾离子混合物对水体中几种重金属离子毒性的影响及作用机理

为明确水体中常见的钙镁钾离子混合物对重金属离子Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cr^(6+)、Cd^(2+)和Fe^(3+)毒性的影响,以明亮发光杆菌T3(Photobacterium phosphoreum T3)为受试生物,进行急性毒性测试并通过生化指标及核心发光基因表达量变化进行机理解析。结果表明:单一重金属离子对明亮发光杆菌T3的毒性大小为Zn^(2+)>Cd^(2+)>Cu^(2+)>Fe^(3+)>Cr^(6+),在添加不同浓度Ca^(2+)-Mg^(2+)-K^(+)混合液后重金属离子的毒性降低,当Ca^(2+)、Mg^(2+)和K^(+)质量浓度分别为13.40、8.00和26.20 mg/L时,联合毒性最弱;重金属离子质量浓度较低(<2.0 mg/L)时,重金属离子与Ca^(2+)-Mg^(2+)-K^(+)混合液之间呈拮抗作用,并出现明显的兴奋刺激效应;随着重金属离子质量浓度的增加,联合作用逐渐转为加和作用;Ca^(2+)-Mg^(2+)-K^(+)混合液的加入使细胞内活性氧质量下降,超氧化物歧化酶活性以及还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸质量上升,使得菌体抗氧化能力增强,并刺激氧化还原反应来提升能量供应水平,从而降低金属离子的毒性。该研究可为实际水体中混合重金属离子的毒性评估和调控提供数据参考。

3种重金属离子对马氏珠母贝急性毒性研究

开展了不同质量浓度铜离子(Cu^(2+))(0.000,0.100,0.117,0.134,0.151,0.168和0.185 mg/L)、锌离子(Zn^(2+))(0.000,3.670,4.000,4.330,4.660,4.990和5.320 mg/L)、镉离子(Cd^(2+))(0.000,3.000,4.000,5.000,6.000,7.000和8.000 mg/L)对马氏珠母贝(Pinctada fucata martensiii)96 h的急性毒性试验。结果表明,Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)质量浓度与马氏珠母贝死亡率(96 h)的回归方程分别为:y=853.782x-88.997(R^(2)=0.9844)、y=54.372x-192.070(R^(2)=0.9677)、y=20.886x-62.705(R^(2)=0.9802),Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)对马氏珠母贝的半致死浓度分别为:0.163,4.452和5.396 mg/L;安全浓度分别为0.016,0.445和0.540 mg/L;3种重金属离子的毒性从高到低依次为:Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)。指出,马氏珠母贝对Cu^(2+)最为敏感,需要重点关注养殖环境中的Cu污染。

4种重金属离子对彩虹明樱蛤(Moerella iridescens)的急性致毒效应

以彩虹明樱蛤养殖壳高优势组(平均壳高为17.35±1.01mm)为实验动物,进行4种重金属离子Hg2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+对彩虹明樱蛤的急性毒性和加和等毒性强度联合毒性试验。结果表明,彩虹明樱蛤对重金属的耐药性均随实验时间延长而缓慢降低,4种重金属离子毒性大小依次为Cu2+、Hg2+、Zn2+、Cr6+,其对彩虹明樱蛤96h的半致死质量浓度分别为0.0554mg/L、0.1099mg/L、2.2605mg/L、19.6277mg/L;Hg2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+离子两两组合在加和等毒性强度下对彩虹明樱蛤96h联合急性毒性所呈现的致毒特征与离子间毒性强度匹配情形密切相关。

重金属离子对黑斑蛙胚胎及蝌蚪的毒性影响

本文研究了 5种重金属对黑斑蛙胚胎期及蝌蚪期的毒性作用 ,结果表明 ,各重金属离子对胚胎期中的孵化期和开口期毒性较大 ,其余各期毒性较小。各重金属离子对胚胎的毒性顺序为 :Hg2 +>Cu2 +>Cd2 +>Pb2 +≈Cr6+,并对其原因进行了初步分析 ;各重金属离子对蝌蚪期毒性大小依次为Hg2 +>Cu2 +>Cd2 +>Cr6+>Pb2 +。

铜、铅、镉、锌、汞和银离子复合污染对水螅的急性毒性效应

以水螅(Hydrasp)为例,通过单因子静态急性毒性试验方法和等毒性溶液法,分别研究Hg2+、Cu2+、Cd2+、Ag+、Zn2+和Pb2+对其单一和复合毒性效应。单一实验结果表明,它们对水螅毒性大小顺序为Hg2+>Cu2+>Cd2+>Ag+>Zn2+>Pb2+。复合毒性实验表明,Zn2+与Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+;Pb2+与Cu2+;Hg2+与Ag+;Pb2+与Ag+这些组合对水螅联合急性毒性总体上表现出拮抗作用,Cd2+与Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+组合总体上则是协同作用,Zn2+与Cd2+、Pb2与Hg2+、Cu2+与Hg2+,Ag+在不同的浓度水平组合下明显表现出不同的毒性效应。

三种重金属离子对东方小藤壶幼虫的急性毒性效应

研究了3种不同浓度重金属离子对东方小藤壶(Chthamalus challengeri)二期幼虫的急性毒性效应。结果表明:铜、锌、镉离子均有较高的毒性,它们对二期幼虫的12 h半致死剂量分别为1.00mg/L、2.29mg/L和0.56mg/L,24h半致死剂量分别是0.71mg/L、1.71mg/L和0.14mg/L,毒性大小依次排为Cd^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+)。

4种重金属离子对中华鳖(Trionyx sinensis)稚鳖的急性致毒效应

以5日龄中华鳖稚鳖为实验动物,采用静水停食实验法,在水温(27.4±1.3)℃条件下,开展了Hg2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+对中华鳖稚鳖的急性毒性和加和等毒性强度联合毒性试验。结果表明,4种重金属离子对中华鳖稚鳖均呈现以蓄积为主导的急性毒发效应,Cr6+、Zn2+对中华鳖稚鳖的急性致毒高峰期明显滞后于Hg2+、Cu2+;4种重金属离子毒性大小依次为Hg2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+,其对中华鳖稚鳖96h的半致死质量浓度分别为5.98、16.42、28.90和91.88mg/L;所构建的中华鳖稚鳖累积死亡概率与重金属质量浓度和实验时间之间的数学模型,以及半致死时间-质量浓度回归方程,可作为侦查和分析重金属离子排放时间和致中华鳖稚鳖大量死亡时间的重要计算工具;Hg2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+离子两两组合在加和等毒性强度下对中华鳖稚鳖96h联合急性毒性所呈现的致毒特征与离子种类及其毒性强度匹配情形密切相关。

重金属离子对酵母降解苯酚的影响

研究了铜、镉、锌和铅对酵母 (Pityrosporumsp .)降解苯酚的影响 .急性毒性试验表明 :Cu2 +36h时对菌体生物量的毒性抑制微低于对苯酚降解的抑制 ;48h时对菌体生物量的毒性高于对苯酚降解的毒性 .受试时间段 ,Cd2 +对菌体生物量的毒性均高于其对苯酚降解的毒性 .在 0— 36h内 ,Cu2 +对菌体比增长速率的EC50 是 45 0nmol·l- 1 ,对苯酚降解速率的EC50 是 0 32nmol·l- 1 ;Cd2 +相应的EC50 分别是 681nmol·l- 1 和 33 3nmol·l- 1 .Cu2 +比Cd2 +具有更高的毒性 .而锌和铅在低浓度时 ,对酵母降解苯酚过程中菌体生物量以及苯酚的降解均有促进作用 ,其促进作用随着金属离子浓度的增加而减弱 .

3种重金属离子对高体鳑鲏鱼苗的急性毒性试验

采用静水生物测试法,研究了汞、铅、锌对高体鳑鲏鱼苗的急性毒性,结果表明:24、48、72、96 h的LC50,Hg2+分别为0.6123、0.4734、0.3921、0.3621 mg/L;Pb2+分别为14.1421、13.7405、13.5261、13.1867 mg/L;Zn2+分别为24.4688、20.3542、19.5449、17.8608 mg/L。Hg2+、Pb2+、Zn2+对高体鳑鲏鱼苗的安全质量浓度分别为0.0362、1.3186、1.7861 mg/L。

微量热法在土壤胶体吸附重金属离子研究中的应用

微量热法在土壤胶体吸附重金属离子研究中的应用张桂银１）董元彦１）李学垣１）望天志２）（１）华中农业大学土化系，武汉４３００７０；２）武汉大学化学系，武汉４３００７ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＭＩＣＲＯＣＡＬＯＲＩＭＥＴＲＹＯＮＲＥＳＥＡＲＣＨＩＮＧＡ...

重金属胁迫对两种海洋饵料微藻的急性毒性效应研究

在模拟生态环境条件下研究了铜(Cu2+)、镉(Cd2+)和锌(Zn2+)3种重金属离子对2种海洋饵料微藻(青岛大扁藻(Platymonas helgolandica)和等鞭金藻8701(Isochrysis galbana 8701))的急性毒性效应,分析其对种群增长的影响,并利用透射电镜对微藻亚显微结构的变化进行分析。在实验浓度范围内,2种微藻的种群增长对3种重金属离子的急性胁迫表现出类似的变化趋势,随着胁迫浓度的增加,微藻的相对增长率均呈现出不断下降的趋势;通过比较2种微藻的48hEC50和96h-EC50发现:3种重金属离子的毒性程度为Cu2+>Cd2+>Zn2+,等鞭金藻8701对重金属胁迫的敏感性高于青岛大扁藻。2种微藻的亚显微结构观察显示,二者的膜结构及细胞核对Cu2+胁迫并不太敏感;与对照组相比等鞭金藻8701的色素体及贮能物质受影响较严重,而青岛大扁藻的叶绿体及淀粉粒受影响较大。

五种重金属离子对克氏原螯虾(Procambarus clarkiai)的急性毒性作用研究

采用静水生物法、充气和恒温法研究了5种重金属离子对克氏原螯虾的急性毒性作用,并以直线内插法得出了24 h、48 h、72 h和96 h的半致死量(LD50)。研究结果表明:重金属离子的毒性顺序由大到小依次为:Hg^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)和Zn^(2+)。根据毒性分级标准,5种重金属离子对克氏原螯虾均为高毒物,其安全质量浓度依次为:0.0143 mg/L、0.0322 mg/L、0.0401 mg/L、0.1995 mg/L和0.2795 mg/L。以浓度对数和死亡率进行回归分析,分别得出了5种重金属离子对螫虾24 h、48 h和96 h的回归方程。

地聚合物固化/稳定有毒重金属及作用机理研究进展

地聚合物作为一种新型铝硅酸盐无机聚合物胶凝材料,特殊的水化反应机理和水化产物使其在固化/稳定有毒重金属离子领域中得到更多的研究及应用。本文主要对地聚合物反应机理、产物、结构和性能,地聚合物固化/稳定有毒重金属离子的机理以及影响地聚合物固化/稳定有毒重金属离子效果的因素这三大方面做了综述,并为尚未有效利用的工业废渣(拜耳法赤泥)制备地聚合物及其在固化/稳定有毒重金属离子方面的研究提供理论依据和思路。最后,指出在地聚合物固化/稳定有毒重金属离子研究中存在的不足以及对未来研究做出了展望。

裙带菜配子体对三种重金属离子毒性耐受力的研究

裙带菜于1994年来自威海市俚岛养殖场．1995年2月—1997年3月，用不同浓度（0，1，10，100，1000μmol／U的Cu2+，Cd2+和Zn2+处理裙带菜配子体，研究这些重金属对其生长和代谢的影响。结果表明，Cu2+对裙带菜配子体生长的抑制效应最强：在1μmol／L时已出现抑制效应，叶绿素含量和光合作用速率明显下降，脯氨酸和丙二醇含量升高。10μmol／L时，配子体生长几乎停止；超过10μmol／L，配干体逐渐变绿，细胞解体死亡．Cd2+在1μmol／L浓度时，对裙带菜配子体生长有促进作用；100μmol／L时，对配子体生长、叶绿素含量、光合作用具较强的抑制作用，其抑制程度与Cu2+1μmol／L浓度相似；1000μmol／L下，配子体细胞很快死亡。Zn2+对裙带菜配子体的毒性很小1000μmol／L时，仍有缓慢生长．这3种金属闻子毒性强弱的顺序是Cu2+＞Cd2+＞Zn2+。

接枝羧基淀粉去除水体中有毒重金属离子的研究

以可溶性淀粉为基体,经环氧氯丙烷交联,制备了交联淀粉.以Fe^(2+)-H_2O_2为引发剂将丙烯腈单体接枝到交联淀粉上,再经过皂化制得水不溶性接技羧基淀粉聚合物(ISC).通过红外光谱表征结构.用静态法和动态法研究ISC去除水体中Cd^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+)、Hg^(2+)、Cr^(3+)等离子的效果及pH值对去除效果的影响,并对其作用机理进行探讨.

铜、汞、铅对涡虫的急性毒性作用

在恒温 (2 0± 1)℃条件下研究了铜、汞、铅离子对东亚三角头涡虫 (Dugesiajaponica)的急性毒性作用 .结果为Cu2 + 、Hg2 + 和Pb2 + 对涡虫 2 4h半致死浓度 (LC50 )分别是 :1.5 6 3mgL-1、0 .70 4mgL-1和 188.16mgL-1;4 8h的LC50 分别是 :0 .888mgL-1、0 .6 6 6mgL-1和 171.5 7mgL-1;72h的LC50 分别是 :0 .786mgL-1、0 .6 6 2mgL-1和 14 0 .94mgL-1;96h的LC50 分别是 :0 .779mgL-1、0 .6 4 7mgL-1(Pb2 + 无此值 ) .试验结果表明 :这些重金属的作用应属于3种类型 ,涡虫作为重金属污染的指示生物基本可行 .图 2表 1参

六种有机磷农药及三种重金属离子对小球藻的毒性研究

本研究报告了六种有机磷农药及三种重金属离子对小球藻生长的ＥＣ５０值，并证实有机磷农药的毒性大小依次为：辛硫磷，对硫磷，水胺硫磷，ＤＤＶ，氧化乐果，甲氨磷。同时研究证实了重金属的毒性大小依次为Ｈｇ２＋，Ｃｕ２＋，Ｚｎ２＋，以及Ｆｅ２＋对Ｃｕ２＋毒性的拮抗作用。

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.

3种重金属离子对中华鳑鲏鱼的急性毒性及安全浓度研究

[目的]找出Hg2+、Cu2+和Cd2+3种重金属离子对中华鳑鲏鱼(Rhodens sinensis Gunther)的急性毒性效应和安全浓度。[方法]采用静水生物法研究了Hg2+、Cu2+和Cd2+对中华鳑鲏鱼的急性毒性作用,采用概率单位-对数图解法计算了3种重金属离子对中华鳑鲏鱼24、48、72、96h的半致死质量浓度(LC50)。[结果]Hg2+和Cu2+对中华鳑鲏鱼的毒性较强;Cd2+对中华鳑鲏鱼的毒性相对较弱。3种金属离子的毒性大小顺序为:Hg2+>Cu2+>Cd2+,它们对中华鳑鲏鱼24h的LC50分别为0.222、0.344和10.360mg/L,48h的LC50分别为0.215、0.279和8.820mg/L,72h的LC50分别为0.204、0.256和7.910mg/L,96h的LC50分别为0.193、0.236和7.270mg/L,安全浓度分别为0.00193、0.00236和0.07270mg/L。[结论]中华鳑鲏鱼对Cd2+有较强的耐受力,对Cu2+比较敏感。