四种重金属离子对明亮发光杆菌急性和亚急性毒性的比较研究
重金属对微生物毒性效应研究
武汉工业学院毕业论文论文题目：重金属对微生物毒性效应研究姓名学号院系化学与环境工程学院专业环境工程指导教师2010年5月15日目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1.前言 (1)1.1 重金属对微生物毒性研究现状 (1)1.2 本实验研究的目的和意义 (3)2．大肠杆菌、荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌的简介 (4)2.1 大肠杆菌的简介 (4)2.2 荧光假单胞菌的简介 (4)2.3 枯草芽孢杆菌的简介 (5)3．汞，铬，镉，铅对大肠杆菌，荧光假单胞菌，枯草芽孢杆菌毒性的实验研究 (7)3.1 细菌在重金属污染下存活数量 (7)3.1.1 实验材料和仪器 (7)3.1.2 实验步骤 (7)3.1.3 结果与分析 (7)3.2 细菌在受到重金属污染后在细胞水平上的研究 (9)3.2.1实验材料和仪器 (9)3.2.2 实验步骤 (9)3.2.3 结果与分析 (10)3.3 单细胞凝胶实验 (12)3.3.1 实验材料和仪器 (12)3.3.2 实验步骤 (12)3.3.3 结果与分析 (13)4．微生物和重金属相互作用的应用范围及发展前景 (15)4.1 微生物和重金属相互作用的应用范围 (15)4.1.1 重金属污染的微生物学评价 (15)4.1.2 微生物在环境保护中的应用 (15)4.2 重金属和微生物相互作用的发展前景...................．16 谢辞 (17)参考文献 (18)摘要微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而成为人类最宝贵、最具开发潜力的资源库之一。
作为分解者，微生物在地球生态系统的物质循环过程中起着“天然环境卫士”的作用。
众所周知，重金属不能被微生物降解并且对它们有毒害作用，本次实验是以四种常见的重金属离子+2H g、+6Cd、+2P b对大肠杆菌、荧光假单Cr、+2胞菌、枯草芽孢杆菌三种细菌生长过程的毒性研究。
3种金属离子对褶皱臂尾轮虫的急性毒性试验
照组 。各 种离 子 的浓度 分别 是 ：
Ｐ ｂ ： ２ ０、 １ ０、 ５ 、 ２ ． ５、 １ ． ２ ５ 、 ０ ． ６ ２ ５ ｍ Ｌ
Ｃｄ ２ ＋ ： １ ２、 ６、 ３、 １ ． ５、 ０． ７ ５、 ０． ３ ７ ５ ｍ Ｌ
养殖与饲料 ２ ０ １ ７年 第 ５ 期
Ｈ ｇ “ ： ３ ０ 、 １ ５ 、 ７ ． ５ 、 ３ ． ７ ５ 、 １ ． ８ ７ ５ 、 ０ ． ９ ３ ７ ５ ｇ ｅ ｌ
试验研 究 ． １ ５．
表２ Ｃ ｄ 对褶皱臂尾轮虫的急性毒性试验结果
３ 试 验 结 果
按 上述 确 定 的 ６个 浓 度 进行 试 验 ， （ ２ ５±１ ）℃
Ｌ。
１ 试 验 材 料
２ ） Ｐ ｈ 、 ｃ ｄ ｚ ＋ 、 Ｈ ｇ ２ ＋ 急性 毒性 试 验 。 根 据 预试 验所
１ ） 试 验 动物 。褶 皱臂 尾轮 虫取 自日照 职业技 术 测得 的浓度范 围， 按倍 比稀 释 ， 每种离子确定 ６ 个 学 院 饵料 实验 室 ， 以扁 藻 为 饵 料 扩 大 培 养 ， 试 验 所 浓 度梯 度 ， 每 个 浓 度设 置 ３个 平行 组 ， 并设 １ 个 对
态 毒 理 学 的 系统 研究 ， 并 已经 应用 到 环 境毒 物 的检 度中各放 ２ ０个褶皱 臂尾轮虫 ， （ ２ ５± １ ）℃生化培 测 中 。１ ９ ９ ９年 ， 美 国环保 局把 褶皱 臂 尾轮 虫 作为 海 养箱培养 ２ ４ ｈ ， 测出轮虫全部死亡和全部存活的浓 水 测 试生 物列 人 国家测 试标 准 。本文 主要 研究 了 度 。经 过反 复 试验 ： Ｐ ｂ 、 ｃ ｄ ２ ＋ 、 Ｈ 全部 存 活 的最 高 Ｐ ｂ 、 ｃ ｄ ２ ＋ 、 Ｈ 对 褶 皱 臂尾 轮 虫 的毒 性 影 响 ， 对 海 洋 浓 度分 别 是 ２ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 、 １ ２ ｍ ｇ ／ Ｌ、 ３ ０ ｇ ／ Ｌ ； 全 部 死 亡 环境 的治 理有 一定 的参考 价值 。 的最低 浓 度分别 是 ０ ． ６ ２ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ 、 ０ ． ３ ７ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ 、 ０ ． ９ ３ ７ ５
重金属离子对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD活力的影响
重金属离子对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD 活力的影响3吴众望 潘鲁青33 张红霞(中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室,青岛266003)【摘要】 研究了3种重金属离子(Cu 2+、Zn 2+、Cd 2+)在96h 内对凡纳滨对虾(L itopenaeus vannamei )对肝胰脏、鳃丝和血液超氧化物歧化酶(SOD )活力的影响.结果表明,凡纳滨对虾SOD 活力在3种重金属离子作用下随取样时间变化显著(P <0105),Cu 2+在实验浓度范围内(011～1mg ・L -1),肝胰脏、鳃丝和血液的SOD 活力随时间延长呈一峰值变化,Zn 2+在10mg ・L -1时对肝胰脏表现为显著抑制作用,Cd 2+在015mg ・L -1时对肝胰脏和鳃丝起显著抑制作用,0125mg ・L -1对鳃丝SOD 活力无显著变化(P >0105),其他浓度Zn 2+(<10mg ・L -1)、Cd 2+(<0125mg ・L -1)对各组织器官SOD 活力的影响随时间延长均呈现先升高后下降的趋势.3种重金属离子对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝、血液SOD 活力的影响呈现明显的剂量2时间效应关系.其SOD 活力大小顺序为肝胰脏>鳃丝>血液,3种重金属离子对凡纳滨对虾伤害大小顺序为Cd 2+>Cu 2+>Zn 2+.关键词 重金属离子 凡纳滨对虾 肝胰脏 鳃丝 血液 SOD 文章编号 1001-9332(2005)10-1962-05 中图分类号 X17115 文献标识码 AE ffects of heavy metal ions on SOD activity of L itopenaeus vannamei hepatopancreas ,gill and blood.WU Zhongwang ,PAN Luqing ,ZHAN G Hongxia (Key L aboratory of M ariculture ,Minist ry of Education ,Ocean U niversity of China ,Qingdao 266003,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2005,16(10):1962～1966.This paper studied the effects of Cu 2+,Zn 2+and Cd 2+on the superoxide dismutase (SOD )activity of L itope 2naeus vannamei hepatopancreas ,gill and blood.The results showed that the SOD activity changed significantly with prolonged exposure of these ions (P <0105).The SOD activity of all test objectives changed with a single peak under the exposure of 011～1mg Cu 2+・L -1,that of hepatopancreas and of hepatopancreas and gills was inhibited obviously under 10mg Zn 2+・L -1and 015mg Cd 2+・L -1,respectively ,while 0125mg Cd 2+・L -1had no significant effect on that of gill.The SOD activity of hepatopancreas ,gill and blood all increased first and then decreased under the prolonged exposure of <10mg Zn 2+・L -1and <0125mg Cd 2+・L -1.There was an obvious dose 2time response relationship between test metal ions and SOD activity.The SOD activity was decreased in or 2der of hepatopancreas >gill >blood ,while the toxicity of test metal ions was in order of Cd 2+>Cu 2+>Zn 2+.K ey w ords Heavy metal ions ,Itopenaeus vannamei ,Hepatopancreas ,G ill ,Blood ,SOD.3国家自然科学基金项目(30100140)和山东省科技兴海资助项目(20012326).33通讯联系人.2004-11-30收稿,2005-04-07接受.1 引 言近年来我国部分海域重金属污染日益加重,已成为养殖水环境的重要污染因子,对养殖动物造成了严重危害,目前国内外研究主要集中于重金属污染物对生物体的急性毒性[5,12,34,41]及在体内的积累吸收[18,19,22～24,26,29],并多以养殖动物的抗氧化酶来评价其毒害程度[4,8,14,25～27,30,31],而有关重金属离子对对虾抗氧化系统的研究尚未见报道.当污染物在体内进行生物转化时,机体通过氧化还原循环生成大量活性氧(reactive oxygen species ,ROS ),这些活性氧可引起机体的氧化应激反应如脂质过氧化、酶蛋白失活、DNA 损伤等[7,10,33,35,39],超氧化物歧化酶(superoxide dismutase ,SOD )是生物体内清除活性氧自由基、防御过氧化损害系统的关键酶之一[28],目前已证明SOD与生物抗污染胁迫密切相关,是一类敏感的分子生态毒理学指标[14,21,30,36,38].本文研究了3种重金属离子对凡纳滨对虾(L itopenaeus vannamei )肝胰脏、鳃丝和血液SOD 活力的影响,探讨了重金属离子对凡纳滨对虾的致毒机理,为对虾环境毒理学的研究积累资料.2 材料与方法211 实验材料实验所用凡纳滨对虾于2002年9月购自青岛市营海对虾养殖场,体色正常,健康活泼,生物体长810±015cm ,体重10±115g.采用青岛近海自然海水暂养8～10d ,海水盐应用生态学报 2005年10月 第16卷 第10期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct.2005,16(10)∶1962～1966度为30,p H为812,温度为24±015℃,连续充气,日换水2次,换水量为1/3～1/2,并适量投喂对虾配合饲料.212 实验方法21211重金属离子梯度的设置 经检测实验用青岛沿海自然海水的Cu2+、Zn2+、Cd2+的含量分别为1115、4715、0146μg・L-1.实验重金属离子的种类和来源为:Cu2+(CuSO4・5H2O)、Zn2+(ZnSO4・7H2O)、Cd2+(CdCl2・215H2O),3种重金属离子分别按《中华人民共和国渔业水质标准》(Cu2+≤0101mg・L-1、Zn2+≤011mg・L-1、Cd2+≤01005mg・L-1)的10倍、20倍、50倍、100倍设置实验浓度梯度.Cu2+的实验浓度梯度为011、012、015、1mg・L-1;Zn2+的浓度梯度为1、2、5、10mg・L-1;Cd2+的浓度梯度为0105、011、0125、015 mg・L-1.所有实验浓度梯度均设3个平行组,并以不加重金属离子组为对照组.实验在50cm×40cm×30cm的塑料水槽内进行,各梯度分别放健康的凡纳滨对虾各20尾,实验期间养殖管理与暂养期间完全相同,换水时分别加入相应重金属离子浓度的养殖用水,实验期间对虾无死亡现象.实验开始后于0、6、12、24、48、72、96h取样,每个梯度各水槽随机选取2尾对虾,用纱布擦干对虾体表,将消毒的5号针头和1ml注射器由头胸甲后插入心脏取血,注射器中预先加入已消毒预冷抗凝剂,使血液与抗凝剂的最终比例为1∶1,将2尾对虾血液混和样品放入冰箱(0～4℃)中保存;然后将对虾置冰盘内解剖,取肝胰脏和鳃丝,去除多余的组织块,用预冷重蒸水洗净、滤纸吸干后,置于115ml塑料离心管中.所有样品均保存于-20℃的冰箱内待测.21212样品制备 取肝胰脏和鳃丝样品加入9倍体积预冷的匀浆液(0125mol・L-1蔗糖,011mol・L-1Tris2HCl p H816缓冲液),冰浴中10000r・min-1匀浆5min,然后在高速冷冻离心机中以0℃、14000r・min-1,离心10min,取上清液测定超氧化物歧化酶的活力.血液样品置于冰箱(4℃)中保存过夜,低速离心(3000r・min-1)20min,取上清液待测. 21213超氧化物歧化酶活力测定 采用改良邻苯三酚自氧化测定法[43].在25℃p H=815,50mmol・L-1的K2HPO42 KH2PO4的缓冲液415ml中,加入10μl50mmol・L-1的连苯三酚,迅速摇匀,在波长325nm处每隔半分钟测一次A 值,使自氧化速率△A325nm/分控制在01070OD・min-1左右. SOD活力的测定为在加入连苯三酚前加入011ml酶液,依次测定A1～A20各OD值,选择A n+2～A n的各OD值,取其平均值,SOD活力单位定义为25℃条件,每分钟抑制邻苯三酚自氧化率达50%时所需要的酶量(U・mg-1).酶液蛋白质含量测定以牛血清白蛋白为标准物,采用考马斯亮蓝法[2]测定.213 数据处理和分析所有数据均以3个平行组数据的平均值(Means)表示(n =6),并采用单因素方差分析(ANOVA)和Duncan检验法统计分析.3 结果与分析311 Cu2+对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD 活力的影响由图1A可看出,015、1mg・L-1Cu2+在12h对凡纳滨对虾肝胰脏SOD活力有最大促进作用,011、012mg・L-1浓度组在24h表现出最大激活,随作用时间的延长,酶活力下降,呈现出一个峰值的变化,至96h全部表现为抑制(P<0105).Cu2+对凡纳滨对虾鳃丝SOD活力影响与肝胰脏的变化趋势相似,在12h内所有浓度均表现出促进作用,至24h时,除011mg・L-1浓度组表现出最大激活作用外,其他浓度组酶活力下降至与对照组差异不显著(P>0105),随着Cu2+对凡纳滨对虾作用时间延长,酶活力下降,72h全部浓度组均低于对照组,96h全部显著抑制(P<0105).Cu2+对凡纳滨对虾血液SOD活力在6h全部浓度组表现为最大的促进作用,随作用时间延长,酶活力下降,至72h全部低于对照组,96h显著抑制(P<0105).312 Zn2+对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD 活力的影响图1B表明,1、2和5mg・L-1的Zn2+对凡纳滨对虾肝胰脏SOD活力在6h出现最高峰值,随作用时间延长酶活力下降,1、2mg・L-1的Zn2+在72h, 5mg・L-1的Zn2+在24h表现为抑制作用.10mg・L-1的Zn2+未表现出激活效应,随时间延长,酶活力下降,24h达显著水平(P<0105).1、2、5mg・L-1浓度组Zn2+在72h内,10mg・L-1浓度组在48h内对凡纳滨对虾鳃丝SOD活力均表现出促进作用,且分别在72h和48h达到最大促进作用.96h酶活力下降与对照组差异不显著(P>0105).Zn2+对凡纳滨对虾血液SOD活力在12h全部浓度组表现为最大促进作用,且随作用时间延长,酶活力下降,48h后与对照组差异不显著(P>0105). 313 Cd2+对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD 活力的影响由图1C可知,0105mg・L-1Cd2+对凡纳滨对虾肝胰脏SOD活力在24h表现为最大促进作用,011和0125mg・L-1在12h有最大促进作用,24h下降至低于对照组但不显著,015mg・L-1在实验时间范围内一直处于抑制状态,随时间延长酶活力下降.Cd2+对凡纳滨对虾鳃丝SOD活力在6h0105369110期 吴众望等:重金属离子对凡纳滨对虾肝胰脏、鳃丝和血液SOD活力的影响 图1 Cu2+(A)、Zn2+(B)和Cd2+(C)对凡纳滨对虾组织SOD活力的影响Fig.1Effects of Cu2+(A),Zn2+(B)and Cd2+(C)on SOD activity in tissue of L itopenaeus vannamei.a)肝胰脏Hepatopancreas;b)鳃丝G ill;c)血液Blood.Ⅰ10mg・L-1;Ⅱ1011mg・L-1;Ⅲ1012mg・L-1;Ⅳ1015mg・L-1;Ⅴ11mg・L-1.mg・L-1和011mg・L-1浓度组在实验时间内均表现为促进作用,0125mg・L-1浓度组在实验时间内酶活力与对照组差异不显著(P>0105),015mg・L-1浓度组在6h即表现出显著抑制作用(P<0105),随时间延长,酶活力下降.Cd2+对凡纳滨对虾血液SOD活力在6h所有浓度组均表现出最大的促进作用,随作用时间延长,酶活力下降,48h后与对照组差异不显著(P> 0105).由图1可知,3种重金属离子对凡纳滨对虾3种组织器官SOD活力的影响显著(P<0105).在实验时间内,Cu2+各处理组SOD活力均呈峰值变化, Zn2+、Cd2+低浓度组均表现为先升高而后下降的趋势,高浓度Zn2+对凡纳滨对虾肝胰脏SOD活力和高浓度Cd2+对肝胰脏、鳃丝SOD活力均表现为抑制作用,且随时间延长抑制增强,表现出一定剂量、时间效应,而对照组在实验时间内无显著变化(P> 0105).凡纳滨对虾SOD活力大小为肝胰脏>鳃丝>血液.4 讨 论411 重金属离子对凡纳滨对虾不同器官SOD活力影响的时间剂量效应据Florence[8]报道,在Cu2+(015、215、25μg・L-1)作用(1、3、7、14、21、28d)下,蛤仔(R uditapes decussates)鳃丝细胞质中SOD活力3d时显著激活,25μg・L-1在3d时刺激鳃丝发生脂质过氧化,而015、215μg・L-1在28d时脂质过氧化才增加; Siraj[31]研究了暴露于5mg・L-1Cd2+(1、7、15d)时,莫桑比克罗非鱼(O reochrom is mossam bicus)肝脏、肾脏SOD活力均较对照组高且呈上升趋势,30 d酶活力有所下降,并认为抗氧化防御系统能保护动物不受自由基的伤害;侯丽萍等[11]研究表明,在Cd2+(11096、2119、41365mg・L-1)作用(6、12、24、72h)下,草鱼(Ctenopharyngodon i dell us)肝脏SOD 活力随Cd2+浓度的增加呈现先短暂升高,然后逐渐下降,同一浓度随处理时间的延长,SOD活力逐步下降的趋势.Stebbing[32]认为,毒物在低浓度下引起动物抗氧化酶出现增益现象,是其在无毒情况下的刺激反应,并把这一现象称为“毒物兴奋效应”.本研究表明,3种重金属离子对凡纳滨对虾各组织器官SOD活力的影响具有明显的时间、剂量效应关系,这与上述学者的研究结果类似.因此,以凡纳滨对虾各组织器官SOD活力为指标,对养殖水环境重金属离子污染监测是可行的.412 在重金属离子作用下凡纳滨对虾不同器官4691 应 用 生 态 学 报 16卷SOD活力大小杨丽华等[40]研究表明,Cd2+(0173、1146、2195 mg・L-1)作用(12、24、48、96、144h)下,丰产鲫(Carassi us aurat us(♀)×Cypri nus acuti dorsalis (♂))肝脏比鳃丝SOD活力高10倍左右,并认为鳃和肝SOD活力和敏感性不同,可能与它们的不同生理功能有关.本实验表明,凡纳滨对虾3种组织器官SOD活力影响的大小顺序为,肝胰脏>鳃丝>血液.重金属离子可通过鳃丝和消化道进入水产动物体内,通过血液循环到达各组织器官,高亲和力的重金属离子容易与蛋白质结合而被细胞吸收[15,29].刘发义等[18,19]研究了Cu2+、Zn2+在对虾体内的积累和分布,发现肝胰脏对重金属的积累能力最强,是对虾体内Cu2+的主要储存器官,随后以胃、肠、鳃、壳、肌肉顺序递减.可以认为,肝胰脏是重金属累积及解毒的主要器官,肝巨噬细胞具有活跃吞噬能力,3种重金属离子在肝脏内氧化、还原或水解过程中会产生大量的O-・2,从而使肝胰脏SOD活力被诱导升高,而鳃丝是呼吸器官,直接与水环境接触,表现了一定氧化应激反应,但鳃丝重金属累积能力相对较弱,解毒功能低,因此其SOD活力和敏感性比肝胰脏低.同时血淋巴是转运污染物和运输组织器官代谢产物的重要介质,血淋巴内仅存少量活性的抗氧化酶,表现出较低的SOD活力[17].413 3种重金属离子对凡纳滨对虾的伤害程度水产动物受到环境刺激后发生非特异性防御反应,引发一系列代谢变化,动员机体的代偿适应功能来抵抗和适应各种应激刺激,产生应激适应;若应激反应超过一定强度且机体不能适应时,对机体组织结构造成伤害,导致应激损伤[6].依据本实验3种重金属离子对凡纳滨对虾SOD活力的抑制和伤害程度,可得出3种重金属离子对凡纳滨对虾伤害大小顺序为Cd2+>Cu2+>Zn2+.这种差别可能是3种重金属离子对机体诱导SOD活力变化的能力、酶亚基结合的数量及重金属离子浓度、作用时间和致毒机理有关.戴习林等[5]研究发现,Cu2+、Cd2+对罗氏沼虾幼体的毒性为Cd2+>Cu2+,与上述研究结果一致.很多研究也证实,Cu2+的毒性比Zn2+大[4,12,16,41].Cd2+是非必需金属,对多种酶活力都有影响.Cd2+体外实验表明,镉可直接与膜作用产生脂质过氧化反应,导致膜功能障碍,膜脂质流动性降低,通透性增加,进而造成Ca2+内流,无法维持细胞内钙的稳定,导致细胞损伤甚至死亡[20],因此较低剂量就对生物有毒性的影响.Cu、Zn是生物体内的微量元素,且SOD主要包括MnSOD和CuZn2 SOD,其中CuZnSOD占总SOD活力的80%～95%[9],作为其重要结合因子的Cu2+、Zn2+也可能具有一定抗氧化功能[1,3,13],其中Zn2+通过结合到结构物上或通过抑制金属催化的脂质过氧化反应可使胞内原生质和内膜处于稳定状态[37],所以对机体的毒性较弱.而侯兰英等[12]研究Cu2+、Zn2+、Cd2+对梭鱼的急性致毒效应,结果表明Cu2+、Zn2+、Cd2+对梭鱼均有明显的毒性,其毒性大小顺序为Cu2+>Zn2+>Cd2+;杨丽华等[41]实验结果表明,3种重金属离子对丰产鲫幼鱼的急性毒性大小为Cu2+>Cd2+>Zn2+,这可能与实验动物的不同和生长阶段有关.有研究表明,在相同实验条件下,镉对甲壳动物和鱼类的急性毒性影响的一般规律为甲壳动物比鱼类更为敏感[42].值得注意的是,在Cu2+作用下短时间内凡纳滨对虾3种组织器官SOD活力的激活率高浓度组>低浓度组,而Cd2+、Zn2+与之相反,由于Cu2+是甲壳动物血液血蓝蛋白的重要组成部分,高浓度Cu2+更易诱导体内SOD活力的升高,且诱导程度更大,有关这方面的作用机理还需进一步研究.参考文献1 Bagchi D,Vuchetich PJ,Bagchi M,et al.1998.Protective effect of zinc salts on TPA2induced hepatic and brain lipid peroxidation,glu2 tathionedepletion,DNA damage and peritoneal macrophage activa2 tion in mice.General Pharmacol,30(1):43～502 Bradford MM.1976.A rapid and sensitive method for the quantita2 tion of microgram quantities of protein utilizing the principle of pro2 tein dye binding.A nal Biochem,72:248～2543 Buzad ic B,K orac B,Lazic T,et al.2002.Effect of supplementa2 tion with Cu and Zn on 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金属离子鱼类急性毒性研究及对环境标准修订的启示意义
ｉ ｉ ｆｅ ｔ ｏ ｅ ｆｕ ｔ ｏ ｓ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ｏ ｌ ｅ ｏ ｓ ｒ ｅ ｂ ｉ ｕ ｌ ｃｔ ｅ ｃｓ ｆｔ ｒｍｅａ ｉｎ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｈ ｃ ｕ ｄ ｂ ｂ ｅ ｖ ｄ ｏ ｖ ｏ ｓｙ，Ｌ ｍ ｏ ｒ ｃ ｙ ａ ｉ ｅｉ ｎ ｏ ｃ ｌ ｅｉ ｕ ｖ ｈ ｏ ｌ ｉ ｆ Ｃ ｆＢ ａ ｈ ｄ ｎ ｏ ｒ ｒ ａ ｄ Ｐ ｅ ｉ ａ ｒ ｔ — ｏ ｉ ｃ
摘
要： 以斑马鱼和孔雀鱼为 实验动物 ， 进行 了 ｃ “ 、 ｄ 、ｎ ｕ ｃ ２ ｚ “和 ｃ６ ｒ 的鱼类急性毒性试验。结果表 明， 四 这
种金属 离子对受试鱼的毒性影响比较 明显 ， 对斑马鱼、 孔雀鱼 ９ ６ｈ半致死 浓度分别为 ０ ５ ｓ Ｌ １ ．９ｍ＃Ｌ ．７ｍ ／ ，２ ５ ，
关键词 ： 金属 离子； ｕ ， ｄ ， Ｉ ，Ｃ６ 鱼类急性毒性 ； ｃ “ Ｃ ２ ｚｌ ２ ｒ ； 标准修订 中图分类号 ：５ ３ ２ Ｘ ０ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｆｉｈ Ａｃ ｔ ｘ ｃｔ ｆＭ ｅａ ｏ ｓａ ｄ ｉｓＩ ｓ ｉａｉｎ ｓ ｕ ｅ Ｔｏ ｉｉ ｏ ｔｌｉｎ ｎ ｔ ｎ ｐ ｒｔｏ ｙ ｆｒＥｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌＳａ ｄ ｒ ｓＲｅ ｉｉｎ ｏ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｔｎ ａｄ ｖ ｓｏ
第３ ５卷第 ４期 ２１ ０ ０年 ４月
环境科学与管理
Ｅ ＶⅡｌ ０Ｎ 呕 ＮＴＡＩ Ｓ ＥＮＣＥ ． ＣＩ ＡＮＤ ＡＮＡＧＥＭＥＮＴ Ｍ
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文章 编号 ：６４— １９ ２ １ ｝４— ０ ８—０ １７ ６ ３ （００ ０ ０ ３ ５
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镉、锰、镍、铅对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响
广东化工2021年第10期· 64· 第48卷总第444期镉、锰、镍、铅对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响卓文康，苏文瑶，王淡君，李桐邦，莫雅卓，邹志辉*，王智美(广东药科大学公共卫生学院，广东广州510310)[摘要]以从粤北大宝山尾矿酸性矿山废水(AMD)分离的氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)为研究对象，采用重铬酸钾滴定法测定Fe2+氧化率以及对A.f菌培养体系pH和氧化还原电位(ORP)的测定，研究镉、锰、镍、铅四种重金属对A.f菌活性的影响。
结果表明，Ni对A.f菌生长和氧化活性具有明显的抑制作用，不同重金属处理组A.f菌培养体系pH上升速度表现为Pb＞Mn＞Cd＞Ni，与其对A.f菌氧化活性的影响趋势一致；与对照组Eh比较，锰、镍、铅可诱导A.f菌培养体系形成高ORP环境。
[关键词]嗜酸氧化亚铁硫杆菌；镉；锰；镍；铅[中图分类号]X523 [文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)10-0064-02The Effect on the Activity of Acidithiobacillus Ferrooxidans of Cd, Mn, Ni, Pb Zhuo Wenkang, Su Wenyao, Wang Danjun, Li Tongbang, Mo Yazhuo, Zou Zhihui*, Wang Zhimei(School of Public Health, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510310, China) Abstract: Acidithiobacillus ferrooxidans isolated from the acid mine drainage of Dabaoshan tailings located in northern Guangdong was used for this study. In order to explore the effect of Cd, Mn, Ni and Pb on the activity of Acidithiobacillus ferrooxidans, the oxidation rate of ferrous iron were detected by potassium dichromate titration method and the effect on oxido-reducing potential (ORP) was studied by electrochemical analysis. The results indicated that the inhibitory effect of Ni on the growth and oxidation activity of Acidithiobacillus ferrooxidans was obvious. The rise of pH in culture system exposed to different heavy metals was as follows: Pb＞Mn＞Cd＞Ni, which match up with the effect on the activity of Acidithiobacillus ferrooxidans. Compared with ORP in control group, the result showed that Cd, Ni, Pb at a certain concentration could induce a high ORP in culture system.Keywords: Acidithiobacillus ferrooxidans；Cd；Mn；Ni；Pb嗜酸氧化亚铁硫杆菌是一种能以亚铁金属离子及硫化物为能量来源的嗜酸化能自养菌，其具有介导Fe2+向Fe3+生物氧化和产酸等活性，因此在污泥、底泥等环境介质中重金属离子的释放和迁移研究中得到广泛应用，是目前重金属生物淋滤领域中适应性最强的一类资源微生物[1-2]。
大学环境毒理学 环境中重金属的毒性
大学环境毒理学环境中重金属的毒性4.1 重金属概述4.2 汞（Hg）4.3 铅（Pb）4.4 镉（Cd）4.5 铬（Cr）4.6 砷（As）重金属的界定指比重在5.0以上的45种金属元素，包括金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等。
由于砷和硒的毒性和某些性质与重金属相似，所以将砷、硒等类金属也列入重金属的讨论范围内。
目前人们关注的有毒重金属有（17种）：汞、镉、铅、铬、锌、铜、锰、钴、镍、锡、钡、锑、铍、锂、铝、砷、硒。
环境毒理学的重点研究对象主要是：汞Hg、镉Cd、铅Pb、铬Cr、砷As、硒Se；其次还有锌Zn、锰Mn 等。
环境中的重金属为什么会损害人类健康？生物和环境是统一的，生物体的物质组成和环境的物质组成也是统一的；各生物元素在体内的绝对含量及相对比值是生物演化过程中形成的，只容许在一定范围内变化，只有如此才能维持人体的健康；环境元素与生物元素不断交流以保持动态平衡关系，生物体为这种内外元素的交流提供了通畅的途径；对于那些非必需的、甚至有毒的重金属元素如汞、镉、铅等，由于它们在环境中含量很低，在生命起源和生物演化早期阶段未被选择利用，生物体对它们的适应能力很差；当环境污染使局部地区的重金属元素浓度过高时，当地居民与环境之间的元素交换即会出现不平衡现象，即人体从环境中摄入的某些金属元素的量超过人体所适应的变动范围，体内不同元素之间的固有比例破坏了，这时就对人体健康产生危害，引起疾病，发生金属中毒，甚至死亡。
环境中重金属污染的来源对环境造成严重的重金属元素污染的主要来源是人类的生产活动。
工业：采矿、冶炼、使用重金属的工业生产过程（主要是含重金属的废水和残渣以及生活中的干电池）。
农业：施用农药（包括Pb、Hg、Cd、As等）。
化石燃料：煤、石油等燃料燃烧（排放出Pb、V、Ni等金属）等。
迁移：重金属主要是通过水在环境中迁移转运，同时也可以通过复杂的食物链（网）进行转移（逐级浓集放大）。
重金属在水体中不能被微生物降解，主要通过食物链在生物体中逐步蓄积，或者被水中悬浮粒子吸附而沉入水底淤泥中，从水体自净方面看，这似乎是好的一面，但实际上大量聚集于排水口附近底泥中的重金属，可能成为长期的二次污染源。
部分重金属与酚类混合物对淡水发光菌的毒性研究
部分重金属与酚类混合物对淡水发光菌的毒性研究摘要：应用微板毒性分析方法,分别测定了CdCl2·2.5H2O、CoSO4·5H2O、Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·3H2O、ZnSO4·7H2O、Ni(NO3)2·6H2O 6种重金属化合物和苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、邻硝基苯酚及间硝基苯酚5种酚类化合物对淡水发光菌——青海弧菌Q67的抑制毒性,设计了EE-50(等EC50)、EE-10(等EC10)、EE-05(等EC05)3个等效应浓度比混合物,应用剂量加和(DA)与独立作用(IA)原理分析混合物的毒性。
关键词：青海弧菌Q67 重金属酚类混合物剂量-效应曲线联合毒性随着工业生产的不断发展，重金属对人类赖以生存的水源污染日益严重。
在美国环保署( EPA) 公布的水环境中存在的129 种优先污染物中，重金属类化合物就占12种。
另一方面, 含酚废水危害大、污染范围广。
在许多工业领域诸如冶金、机械制造、玻璃、石油化工、化学有机合成工业、塑料、医药、农药、油漆等工业排出的废水中均含有酚(陈延君等)。
人们对重金属和酚的毒性展开了广泛的研究，然而现实环境中，生物往往更多地、也更普遍地暴露在多种组分污染物存在的复杂混合体系中，因此，研究两者的联合毒性有着非常重要的意义。
1 材料与方法1.1 菌种及主要仪器、试剂青海弧菌Q67 (Vibrio-qinghaiensis sp.─Q67)，华东师范大学提供，培养基配方及培养方法参见文献(莫凌云等，2006)。
Veritas?微板光度计(美国Turner Biosystems 公司)；LS-B50L型立式压力蒸汽灭菌器(上海医用核子仪器厂)；Pipetman?型移液器(P型移液器，P20，2~20μL；P100，20~100μL；PUM 12×300，20~300μL)(法国吉尔森公司)；LRH-150Z型恒温振荡培养箱(广东医疗器械厂)。
4种重金属对发光菌的急性毒性和联合毒性研究[开题报告]
![4种重金属对发光菌的急性毒性和联合毒性研究[开题报告]](https://img.taocdn.com/s3/m/384151684afe04a1b071de97.png)
毕业论文开题报告环境工程4种重金属对发光菌的急性毒性和联合毒性研究一、选题的背景、意义随着工业农业的发展，大量污染物进入环境。
而重金属对环境的影响是巨大的，会对生态系统和人类健康产生潜在的长远的危害[1]，当然对重金属进行研究与毒性的测定也是刻不容缓的事。
并且，有环境危险因素对生态系统和人类健康的有害效应并不是单一污染物作用的结果，而是各种污染物混合作用的结果。
待测生物暴露在混合污染物中时，由于混合物中各组分相互影响，会产生联合毒性[2]作用，表现为加和作用、协同作用和拮抗作用[3-4]。
（一）首先，要保护环境，其中第一步就是正确监测环境污染的情况。
目前主要是用物理仪器和化学分析相结合的方法。
这类方法的优点是能准确定性和定量，但是其仪器设备往往价格昂贵，技术要求和使用成本很高，只能在实验室里使用，即使不考虑这些仪器的昂贵价格及其他不便因素，仍然有一个重要问题：这样的毒物泄露到底对人类的健康有多大危害？尤其是中，远期危害，上述检验是无法直接回答这个问题的。
要回答对人群健康的影响，即对生物毒性大小的判断，必须用生物医学的方法对污染的生物毒性进行分析。
目前较常用的是检测污染物毒性的方法是从医学物理学的方法引用过来的小鼠，鱼，或藻类毒性实验，但其有不可克服的缺点，如时间长，要有专门的人员操作，成本大，个体存在差异等。
而应用发光细菌来检测污染物毒性则能克服这些缺点，具有方便、灵敏、高效进行等优点而被广泛应用[5-6]，化合物对发光菌的毒性与对其它生物的毒性数据有一定的相关性[7]在有毒物质的筛选和环境污染物的生态风险评价等方面具有重要意义[8]。
而淡水发光菌-青海弧菌[9]，和海洋型发光菌不同，具有更优越的性质，其不要Na存在有能生长发光良好，并且，新鲜培养的青海弧菌能在蒸馏水里能良好发光，且稳定发光课持续30min以上，因此，在淡水样品的检测中可以用蒸馏水做空白对照。
而淡水样品也不需要做任何额外添加物，直接将青海弧菌加进去就行了。