应用生物配体模型研究铅和镉及其混合物联合毒性

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铅镉联合中毒对大鼠肝脏肾脏的病理和氧化损伤

实验３０ｄ、６０ｄ和９０ｄ，每组随机抽取６只大鼠（雌雄各半），断头处死后，摘取肝脏和肾脏，称重，切取肝脏和肾皮质小块，用冰冷的生理盐水漂洗除去血液，滤纸拭干，准确称取０．５ｇ左右肝脏和肾皮质，加入０．８６％的冷生理盐水，置冰浴用玻璃匀浆管制备１０％组织匀浆，以３０００ｒ·ｍｉｎ－１离心１０ｍｉｎ，吸取上清液用于ＭＤＡ含量、ＳＯＤ、ＧＳＨ⁃Ｐｘ、ＣＡＴ活性以及ＧＳＨ含量的测定，测定方法同上．１．７数据处理
给药９０ｄ后，大鼠肝细胞的损伤程度与铅镉染毒剂量水平有明显的剂量效应关系，Ⅳ组大鼠肝脏病变最为明显．与对照组（图１Ａ）比较，Ⅱ组大鼠肝小叶中央静脉充血，小叶间动静脉充血，肝血窦扩张充血，并出现嗜中性粒白细胞浸润；肝细胞肿胀变圆，颗粒变性；部分细胞核出现核浓缩，严重者核溶解，
１０期
应用ＳＰＳＳ１７．０分析软件进行数据统计、分析和处理，并进行单因素方差分析和显著性检验．
２结果与讨论
２．１临床症状观察染毒初期，各实验组大鼠进食、饮水正常，无明显中毒症状及体征．染毒３０ｄ后，最高剂量组（ Ⅳ组）
雌雄大鼠各死亡２只，死亡大鼠剖检可见心脏肿大，肺部充血．与对照组相比，各剂量组存活大鼠依据剂量的高低分别出现不同程度轻微精神不振，食欲下降，皮毛无光泽呈乍起状．染毒６０ｄ后，中剂量组（ Ⅲ组）雄性大鼠死亡２只，雌性大鼠死亡１只，死亡剖检状况同上．染毒９０ｄ后发现，剂量组大多数大鼠眼睑出现黏性分泌物，并伴有拉稀现象．２．２肝脏病理学组织学观察
为了进一步探讨铅镉联合对大鼠肝脏和肾脏的毒性作用，本实验拟采用低剂量硝酸铅和氯化镉溶液对ＳＤ大鼠进行亚慢性经口联合毒性研究，通过检测血清与组织（肝脏和肾皮质）中各项抗氧化指标变化，观察肝脏和肾脏的病理组织学改变，旨在阐明铅镉联合作用对大鼠机体、肝脏以及肾脏抗氧化酶系统的影响和病理损伤的机理，从而为进一步探讨铅镉联合对哺乳动物机体的毒性作用机理提供一定的科学依据．

食品中铅镉联合毒性研究进展

（ｎｔｕｅｆｇｏｆｄｃｎｅｅｈｏｏｙＣＡ，ｅｉ００４Ｃｉ）ＩｓｔＡｒ－ｏｉｃ＆Ｔｃｎｌ，ＡＳＢｉｎ１０９，ｈａｉｔｏｏＳｅｇｊｇｎ
ＡｂｓｒｔＢａｅｎｔｅｅｒｈｒｓｌ，ｔｅｒｃｎｅｅｒｈａｖｎｃｍｅｔｗｅｅｅｐｕｄｄ，ｅｍｅｈｎｓｏｔａｃ：ｓｄｏｈｅｒｓａｃｅｕｔｈｅｅｔｒｓａｃｄａｅｎｒｘｏｎｅｔｃａｉｍｆｓｈ
ＪｕａｏＳｒｅｅｃ．０，４１７－４ｏｒｌｆｕｇＲｓｒｈ０５２（：８．ｎｉａ２１）９
【刘安军，５】李琨，礼，决明子ＳＩ高献等．Ｃ中通便有效成分研究［．Ｊ食］
品科技，０（１：３９．２４１） —６０９
基金项目：十五” “ 国家重大科技专项 “２０Ｂ８４４）（０１Ａ０Ａ２作者简介：李君（９３）（）硕士研究生，品质量与食品安全１８一，汉，男农产
专业。
・通讯作者：民（９７）（）教授，魏益１５一，汉，男博士生导师。
鼠呼吸系统的联合效应研究中发现，、铅镉复合染毒组的脱氢乳酸酶、磷酸酶、白质和葡萄糖含量或活性相蛋
ｔｘｃｔｒｄｃｄｂａｄｃｄｕｗｒｕｏｉｉｐｏｕｅｙｌｄａａｍｉｍｅｅｓｍｍｅｐｔｅｍｅｈｉｏｍｂｎｄｅｅｔｆｅｄａｄｃｄ — ｙｅｎｄｕ．ｃａｓｆｏｉｅｆｃｓｏａａｍｉｈｎｍｃｌｎ

基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK-TD)模型预测不同pH下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第18卷第5期2023年10月V ol.18,No.5Oct.2023㊀㊀基金项目:山西省高等学校科技创新项目(2022L067);中央高校基本科研业务费专项资金(226-2023-00077);污染环境修复与生态健康教育部重点实验室开放基金(EREH202204)㊀㊀第一作者:高永飞(1986 ),男,博士,讲师,研究方向为环境毒理学,E -mail:*******************.cn ㊀㊀*通信作者(Corresponding author ),E -mail:*******************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20230303001高永飞,何安.基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK -TD)模型预测不同pH 下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性[J].生态毒理学报,2023,18(5):74-84Gao Y F,He A.Prediction of accumulation and toxicity of cadmium and lead in zebrafish larvae at different pH using a toxicokinetic -toxicodynamic (TK -TD)model based on ligand complex constant [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2023,18(5):74-84(in Chinese)基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK-TD )模型预测不同pH 下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性高永飞1,2,*,何安31.太原理工大学生态学学院,太原0300242.污染环境修复与生态健康教育部重点实验室,浙江大学环境与资源学院,杭州3100583.南开大学环境科学与工程学院,天津300071收稿日期:2023-03-03㊀㊀录用日期:2023-05-28摘要:复杂多变的水化学条件影响重金属生物有效性和毒性,进一步影响水质基准的制定,需要建立既考虑水化学条件又考虑时间过程的毒代动力学-毒效动力学(toxicokinetics -toxicodynamics,TK -TD)模型去实时地模拟金属的生物蓄积性及产生的毒性㊂本研究将生物配体模型(biotic ligand model,BLM)中氢离子与配体络合常数(K HBL )引入TK -TD 模型,尝试建立预测水环境不同pH 条件下金属毒性的理论模型框架,分别预测镉(Cd)和铅(Pb)在染毒溶液pH 为4.5㊁5.5和6.5下在斑马鱼幼鱼体内的积累和急性毒性,并验证该模型框架的有效性和合理性㊂结果表明,Pb 的最大吸收速率(J max )比Cd 大约3倍㊂Cd 的致死速率(k k )是Pb 的4倍㊂Cd 和Pb 的安全阈值(threshold)之间相差30倍㊂染毒溶液中H +浓度增加可显著抑制Cd 和Pb 在斑马鱼幼鱼体内的累积量㊂基于K HBL 的TK -TD 模型可以较好地预测染毒溶液不同pH(pH =4.5㊁5.5和6.5)条件下,非必需元素Cd 和Pb 在斑马鱼幼鱼体内的累积量及产生的毒性㊂关键词:镉;铅;氢离子;毒代动力学;毒效动力学文章编号:1673-5897(2023)5-074-11㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:APrediction of Accumulation and Toxicity of Cadmium and Lead in Ze-brafish Larvae at Different pH Using A Toxicokinetic-toxicodynamic (TK-TD )Model Based on Ligand Complex ConstantGao Yongfei 1,2,*,He An 31.College of Ecology,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China2.Key Laboratory of Environment Remediation and Ecological Health,Ministry of Education,College of Environmental Resource Sci -ences,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China3.College of Environmental Science and Technology,Nankai University,Tianjin 300071,ChinaReceived 3March 2023㊀㊀accepted 28May 2023第5期高永飞等:基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK-TD)模型预测不同pH下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性75㊀Abstract:The complex and ever-changing hydro-chemical conditions affect the bioavailability and toxicity of heavy metals,which further affects the formulation of water quality standards.There is a high demand for develo-ping a toxicokinetic-toxicodynamic(TK-TD)model that considers both hydro-chemical conditions and time proces-ses to simulate the bioaccumulation and toxicity of heavy metals in real-time.This study attempts to establish a the-oretical model framework for predicting the toxicity of heavy metals under different pH conditions in the aquatic environment.Additionally,the present work involves the introduction of hydrogen ion-ligand complex constant(KHBL)in the biotic ligand model(BLM)into a TK-TD model,by predicting the accumulation and acute toxicity of cadmium(Cd)and lead(Pb)in zebrafish(Danio rerio)larvae that are exposed to the aquatic environment of vari-ous pH levels(4.5,5.5,and6.5).Also,the verification of the effectiveness and rationality of the correspondingmodel frameworks was carried out in this work.Results showed that the maximum uptake rate(Jmax)of Pb wasthree times higher than that of Cd.The killing rate kkof Pb is four times lower than that of Cd in the zebrafish lar-vae.The safe threshold variation between Cd and Pb was found to be30-fold.Further,the increased H+concentra-tion in poisoning solutions can significantly inhibit the accumulation of Cd and Pb in zebrafish larvae.In conclu-sion,the KHBL-reﬁned TK-TD model can accurately predict the accumulation and acute toxicity of Cd and Pb in zebraﬁsh larvae at pH4.5,5.5,and6.5.Keywords:cadmium;lead;H+;toxicokinetic;toxicodynamic㊀㊀在环境中,重金属是指有毒金属(例如,镉(Cd)㊁铅(Pb)㊁铬(Cr)㊁银(Ag)㊁锡(Sn)和汞(Hg))或限制性营养元素(例如,铁(Fe)㊁锰(Mn)㊁铜(Cu)㊁锌(Zn)㊁钼(Mo)㊁钴(Co)和镍(Ni))㊂有毒金属可通过营养元素的运输系统进入生物体,进一步取代营养元素的活性代谢位点[1-3]㊂水体环境中的重金属总量可以反映水体环境所受污染程度,但是并不能作为一个很好的指标来反映重金属的生物有效性以及对水生生物所产生的直接效应㊂因此,研究重金属的生物有效性也是科学制定基准的前提和有力保障㊂美国环境保护局(US EPA)运用生物配体模型(biotic ligand model,BLM)建立Cu的水环境质量基准(water qual-ity criteria,WQC;简称水质基准)[4]㊂在我国,虽然已经有了基于水体中重金属总浓度的WQC,但是用生物有效性模型确定中国水体的WQC迫在眉睫,复杂多变的水环境因子对重金属毒性的影响会影响水质基准的制定[5]㊂㊀㊀目前,2个主要的生物有效性模型用于定量评估水环境中金属的毒性:BLM考虑了物种特征(即BL泛指生物膜上的受体),并提供了一个用于确定水化学条件对金属毒性影响的框架[6]㊂BLM认为金属生物毒性取决于结合到生物膜BL上的金属的浓度,以及溶液中某些阳离子(例如H+㊁K+㊁Na+㊁Ca2+及Mg2+)的浓度[6]㊂这些阳离子可能与金属离子竞争性结合BL的位点[4]㊂当结合到生物膜BL 上的金属的积累量超过临界浓度时,就会发生毒性作用[5]㊂BLM关注某一暴露终点的毒性效应㊂相比之下,毒代动力学-毒效动力学(toxicokinetic-toxi-codynamic,TK-TD)模型可以模拟有毒金属对生物产生毒性的时间过程[7]㊂TK模型描述以溶液中金属浓度为函数的体内的金属浓度随时间的变化过程㊂简化的TK模型包括金属的吸收和排出过程,但精细化TK模型除了包括金属的吸收和排出过程,还可包括在靶器官或靶部位金属浓度的变化(即体内分布或生物代谢)㊂TD模型可定量地描述体内金属浓度在生物靶部位产生的毒性效应(如死亡率(mortality)㊁生理损伤(damage)等)随时间的变化过程[7]㊂认识到BLM无法实时地模拟金属积累及产生毒性的过程[6],也认识到TK-TD模型中的参数没有考虑水化学条件(如H+)对金属毒性的影响㊂因此,需要建立既考虑水化学条件又考虑时间过程的TK-TD模型去实时地模拟金属的生物蓄积性及产生的毒性㊂TK模型模拟金属的生物累积过程,而用TD模型描述与金属累积相对应所产生的毒性[7]㊂BLM中金属吸收速率是关于水化学参数和阳离子与配体络合常数的函数关系式[8]㊂将BLM 推导出金属的吸收速率引入TK-TD模型中,扩大模型在特定水化学条件下的应用范围㊂此外,阳离子(如H+㊁K+㊁Na+㊁Ca2+及Mg2+)对非必需金属(Cd和Pb)的毒性影响没有一致的结论,有研究指出K+㊁Na+㊁Ca2+及Mg2+对Cd对虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)的毒性没有影响[9],而K+㊁Na+㊁Ca2+及Mg2+76㊀生态毒理学报第18卷浓度升高对Cd 对大型溞(Daphnia magna )的毒性具有抑制作用[10]㊂然而,H +对非必需金属(Cd 和Pb)的毒性影响有一致的结论,H +浓度升高对Cd 对大型溞(Daphnia magna )的毒性具有抑制作用[10]㊂因此,本研究中初步开发了基于氢离子与配体(BL)络合常数的TK -TD 模型去预测在不同pH 条件下非必需金属(Cd 和Pb)短期染毒在斑马鱼幼鱼体内的积累及产生的毒性,并评估模型的准确性㊂1㊀模型构建与实施(Model construction and im-plementation )1.1㊀生物配体模型(BLM)BLM 通过Cd 2+或Pb 2+与BL 的络合常数,即K CdBL 和K PbBL (L ㊃mol -1),描述Cd 2+或Pb 2+与BL 络合能力[6]㊂并且假设K CdBL 和K PbBL 在不同的水化学(如H +)条件下是恒定不变的,K CdBL 或K PbBL 表示为:K CdBL =c CdBL c Cd 2+ˑc BL 或K PbBL =c PbBLc Pb 2+ˑc BL(1)式中:c Cd 2+和c Pb 2+是没有结合BL 的自由的Cd 2+或Pb 2+的浓度(mol ㊃L -1);c CdBL 或c PbBL 表示与BL 结合的Cd 2+或Pb 2+的浓度(mol ㊃L -1);c BL 表示没有结合任何阳离子的自由的BL 浓度(mol ㊃L -1)㊂BLM 中毒性是关于结合Cd 2+或Pb 2+的配体位点浓度c CdBL 或c PbBL 占总的配体位点浓度(c BL -T )比例系数(f CdBL 或f PbBL )的剂量-效应函数[6]㊂本研究中以H +为例,考虑Cd 2+或Pb 2+和H +之间的竞争,f CdBL或f PbBL 是由K CdBL ㊁K PbBL ㊁K HBL ㊁c Cd 2+㊁c Pb 2+和c H +组成的函数㊂f MBL 计算如下:f MBL =c MBL c BL -T =K MBL ˑc M n+1+K HBL ˑc H ++K MBL ˑc M n+(2)1.2㊀毒代-毒效动力学(TK -TD)模型本研究中,TK 模型只考虑鱼对金属的吸收和排出过程,忽略金属在鱼体内的生物代谢过程㊂溶液中Cd 2+或Pb 2+的浓度,即c Cd 2+或c Pb 2+,作为模型的输入变量来模拟随着时间的变化鱼体内Cd 或Pb 浓度㊂TD 模型描述随着时间的变化鱼体内Cd 或Pb 浓度和在个体水平上产生的毒性效应(死亡率)量效关系㊂本研究采用基于配体络合常数K CdBL 或K PbBL 的TK -TD 模型来预测斑马鱼幼鱼体内的金属浓度及产生的毒性随时间变化过程(图1)㊂实验期间不喂食,在TK 模型的质量平衡微分方程中只考虑幼鱼通过呼吸作用(口和鳃)摄取的金属[11-12]㊂1.2.1㊀TK 模型本研究中,短期实验期间不喂食幼鱼,不考虑通过食物相进入鱼体内的金属,只考虑水相中金属的吸收㊂研究Cd 或Pb 随着时间的增加在鱼体内积累TK 模型的基本假设包括[13-14]:(1)只考虑进入生物体内的Cd 或Pb(通过洗脱去除可逆地吸附在生物膜表面上的BL 位点上的Cd 2+或Pb 2+的干扰)㊂(2)Cd 或Pb 的吸收是主动运输过程,通常由米氏动力学方程描述,即是Cd 或Pb 最大吸收速率(J Cd,max 或J Pb,max ,μg ㊃g -1㊃h -1)㊁金属吸收的米氏常数或金属在传图1㊀TK-TD 模型构成注:各个符号的意义见正文中式(1)~(8)的说明㊂Fig.1㊀The re ﬁned TK -TD modelNote:For the meaning of symbols see the explanation for Eqs.(1)~(8)in the context.第5期高永飞等:基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK -TD)模型预测不同pH 下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性77㊀输位点上的半饱和常数(K m ,Cd 或K m,Pb ,mol ㊃L -1)和染毒溶液中c Cd 2+或c Pb 2+(mol ㊃L -1)的函数[13]㊂Cd 或Pb 以被动扩散的形式由鱼体内排出体外,并且是特定物种的金属的排出速率常数(k Cd,out 或k Pb,out ,h -1)以及体内金属浓度(C Cd,int 或C Pb,int ,μg ㊃g -1)的函数㊂因此,Cd 或Pb 鱼体内积累过程可以表示为[13-14]:d dt C Cd,int (t )=(J Cd,max ˑc Cd 2+c Cd 2++K m,Cd -k Cd,out ˑC Cd,int (t ))αα+βˑt(3)d dt C Pb,int (t )=(J Pb,max ˑc Pb 2+c Pb 2++K m,Pb -k Pb,out ˑC Pb,int (t ))αα+βˑt(4)式中:t 为染毒时间(h);α为幼鱼初始质量(g);β为幼鱼生长速率(g ㊃h -1)㊂本研究短期毒性试验中,没有喂食时,斑马鱼幼鱼的生长可以忽略不计,β被设为零㊂通过K CdBL 和K m ,Cd 之间的倒数关系将络合常数K CdBL 引入到TK 模型中[15],且K CdBL 和K HBL 是物种特征参数,不同物种参数值不同㊂本研究中以H +为例,考虑金属离子和H +之间的竞争,随着时间的增加,Cd 在鱼体内的积累是由J Cd,max ㊁K CdBL ㊁K HBL ㊁c H +和c Cd 2+组成的函数㊂引入到TK 模型中,式(3)可以改写为:ddt C Cd,int (t )=J Cd,max ˑc Cd 2+ˑK CdBL c Cd 2+ˑK CdBL +c H +ˑK HBL +1-k Cd,out ˑC Cd,int (t )(5)1.2.2㊀TD 模型TD 模型确定生物存活率与体内金属浓度之间量效关系[13-14],微分方程用于模拟随时间的变化,Cd 或Pb 体内浓度的变化引起的生物存活率的变化,如式(6)~(8)㊂该模型假设所有幼鱼毒性敏感性是相同的,死亡是一个随机过程[16]㊂死亡风险率(H (t ),量纲为1)是Cd 或Pb 在鱼体内开始积累到浓度超过一定安全阈值(threshold ,μg ㊃g -1)时,增加幼鱼死亡的概率[13-14],以Cd 为例,表示为:dH (t )dt=k k ˑmax C Cd,int (t )-threshold,0[](6)S (t )=e -H (t )ˑS control (t )(7)S control (t )=e -hb ˑt(8)式中:S (t )是t 时刻时,生物的存活率(量纲为1),k k 是致死速率常数(g ㊃μg -1㊃h -1),表示超过安全阈值每单位金属浓度的致死速率,threshold 是不引起生物死亡时,体内允许的最高金属浓度(μg ㊃g -1);S control (t )是对照组中生物的存活率(量纲为1),hb 是对照组的风险率(h -1)㊂在本研究中,hb 被设为零,因为在Cd 或Pb 毒性试验期间(ɤ96h)对照组幼鱼没有死亡㊂2㊀材料与方法(Materials and methods )2.1㊀化学试剂在超纯水(Milli -Q ,18.2M Ω㊃cm)中分别加入氯化镉(CdCl 2㊃2.5H 2O)和硝酸铅(Pb(NO 3)2)(>99%,优级纯,科密欧)配制Cd 或Pb 储备液㊂再用超纯水将储备液稀释成一系列浓度的Cd 和Pb 的染毒溶液㊂通过加入稀HCl(0.012mol ㊃L -1)(>99%,优级纯,科密欧)调节染毒溶液的pH ㊂2.2㊀模式生物斑马鱼(Danio rerio ,AB 系)购自中国科学院水生生物研究所(武汉),饲养于20L 水族玻璃缸[17],水温保持在(26ʃ0.5)ħ,保持12h 光照和12h 黑暗的光周期㊂每天用薄片高蛋白鱼饲料喂食2次㊂将斑马鱼雌鱼和雄鱼按2ʒ1配对,自然交配产卵,采用虹吸法收集胚胎并用清水冲洗干净㊂2.3㊀染毒实验斑马鱼胚胎发育72h 后完全孵化(胚胎一般从54h 后开始孵化)出的幼鱼用于染毒实验㊂所有幼鱼染毒实验水温控制(26ʃ0.5)ħ,光照/黑暗周期控制在12h/12h ,并在无菌六孔细胞培养板中进行染毒(Cellstar ,Greiner Bio -one ,德国),每孔10mL 测试溶液,每孔30条幼鱼㊂在六孔细胞培养板的表面上覆盖保鲜膜,防止染毒溶液过量的蒸发导致溶液中金属浓度的变化㊂2.3.1㊀H +与BL 络合常数(K HBL )的测定在pH 范围为4.5~7测试体系中评估Cd 或Pb 的毒性,同时保持其他测试条件不变的情况下来确定的㊂根据预实验浓度分别确定0~5mg ㊃L -1Cd 和0~10mg ㊃L -1Pb 的浓度变化范围,使用超纯水稀释Cd 或Pb 储备液来获得测试溶液,用HCl(0.012mol ㊃L -1)调节各测试溶液的pH ,并使用pH 计(S20P -K SevenEasy Plus ,Mettler Toledo ,瑞士)测定㊂染毒溶液各pH 体系中,每个金属浓度设置3个平行,染毒24h 后记录幼鱼死亡率㊂2.3.2㊀金属的吸收速率(J Cd,int 和J Pb ,int )和排出速率(k Cd,out 和k Pb,out )㊁致死速率常数(k k )和阈值(threshold)的测定实验㊀㊀使用pH 7.0左右的超纯水分别设置0.1mg ㊃L -1Cd 和1mg ㊃L -1Pb 进行金属在幼鱼体内的积累和毒性实验㊂实验中选择9个时间点(4㊁8㊁12㊁18㊁24㊁36㊁48㊁72和96h)作为采样时间㊂在每次更新染毒78㊀生态毒理学报第18卷溶液之前测定溶液的pH值,每天更新相应pH值的染毒溶液㊂收集染毒初始时刻和染毒溶液更新之前的溶液各5mL,每个浓度制备2个平行样待测浓度㊂2.3.3㊀金属在生物体内积累和毒性验证实验染毒溶液不同pH条件下(pH为4.5㊁5.5和6.5),分别设置0.1mg㊃L-1Cd和1mg㊃L-1Pb进行金属在幼鱼体内的积累和毒性实验㊂实验中选择9个采样时间点(4㊁8㊁12㊁18㊁24㊁36㊁48㊁72和96h)㊂在每次更新染毒溶液之前测定溶液的pH值,每天更新相应pH值的染毒溶液㊂收集染毒初始时刻和染毒溶液更新之前的溶液各5mL,每个浓度制备2个平行样待测浓度㊂2.4㊀取样和理化分析在每个采样时间点,记录幼鱼的死亡率,并收集染毒组和对照组(超纯水)中存活的幼鱼,每个浓度设置3个平行样,每个平行收集30条幼鱼至1.5mL离心管,用超纯水洗净幼鱼,然后冷藏在-20ħ下用于进一步分析㊂收集的染毒溶液经0.45μm的膜(Whatman)过滤后待测㊂㊀㊀实验后,将冷冻的幼鱼样品在电热恒温干燥箱(中环有限责任公司,天津,中国)在(60ʃ0.5)ħ下干燥48h至恒重,分别称重,并做记录,然后将1mL浓HNO3(科密欧,优级纯,70%)加入1.5mL离心管并在(80ʃ2)ħ水浴消解(恒温水浴锅HWS28,金坛,中国郑州),然后用一次性注射器(1mL)带0.45μm的滤头(Whatman)过滤㊂所有染毒溶液和幼鱼样品经过70%HNO3酸化,以达到1%的酸浓度后存储在4ħ冰箱中待测㊂采用电感耦合等离子体-质谱联用仪(ICP-MS,ELAN DRC-E,珀金埃尔默,美国)对样品中金属的浓度进行测定㊂以不同时间点的初始和终点溶液中金属的平均浓度作为实际染毒浓度进行数据分析㊂2.5㊀统计分析染毒溶液中Cd或Pb的化学形态使用VisualMINTEQ(Visual MINTEQ Ver.3.1,https://vminteq.lwr.kth.se/)计算㊂该模型的输入参数包括水温㊁溶液pH值㊁Cd2+或Pb2+㊁Cl-㊁和NO-3的浓度㊂在所有的实验组中,在pH范围为4.5~6.5测试体系中Cd或Pb浓度的99%以上以游离金属离子Cd2+或Pb2+形态存在,因为溶液中只有Cd2+或Pb2+㊁Cl-㊁和NO-3,没有其他组分(如溶解性有机碳)存在㊂H+与配体的络合常数(KHBL)是通过半数致死浓度(LC50Cd2+或LC50Pb2+)值与染毒溶液中H+的浓度(cH+)的线性回归的斜率和截距比值得到㊂使用建模软件R3.1.2(/)中 DeS-olve 软件包估计参数,拟合幼鱼体内金属浓度实验数据得到TK参数(以Cd为例,JCd,max㊁K CdBL和k Cd,out值)㊂拟合幼鱼死亡率和体内金属浓度之间关系的实验数据得到TD参数threshold和kk值㊂使用建模软件R3.1.2,用基于氢离子与配体络合常数的TK-TD模型分别拟合不同pH(4.5㊁5.5和6.5)的Cd和Pb的染毒溶液中,随着时间增加的金属在斑马鱼幼鱼体内的积累和产生的毒性㊂3㊀结果(Results)3.1㊀TK-TD模型参数求解3.1.1㊀H+与配体络合常数K HBL求解Cd染毒斑马鱼幼鱼24h的LC50Cd2+与cH+呈显著的正相关关系(r2=0.83,P<0.001)(图2)㊂随着染毒溶液pH由5.5降到4.5,LC50Cd2+由4.59ˑ10-6mol㊃L-1升高至5.64ˑ10-5mol㊃L-1㊂因此,H+对Cd毒性的抑制效应应当在基于KHBL的TK模型(式(5))中考虑㊂KHBL是通过LC50Cd2+值与cH+的线性回归方程的斜率和截距比值得到关于Cd的KHBL,log K HBL=5.25(图2;式(9))㊂同样地,Pb暴露斑马鱼幼鱼24h的LC50Pb2+与cH+呈显著的正相关关系(r2=0.92,P<0.001)(图2)㊂由LC50Pb2+值与染毒溶液中cH+的线性回归方程得到关于Pb的KHBL,log K HBL=5.23(图2;式(10))㊂LC50Cd2+=1.38ˑcH++7.77ˑ10-6(r2=0.83,P<0.001)(9)LC50Pb2+=1.27ˑcH++7.38ˑ10-6(r2=0.92,P<0.001)(10)3.1.2㊀TK参数和TD参数求解如图3所示,拟合幼鱼体内Cd或Pb浓度实验数据得到TK参数JM,max㊁K MBL和k M,out值㊂拟合幼鱼死亡率和体内Cd或Pb浓度之间关系的实验数据得到TD参数threshold和kk值㊂表1中列出TK-TD模型中所有参数值,即,KHBL㊁Cd或Pb的J M,max㊁KMBL㊁k M,out㊁threshold㊁k k和斑马鱼幼鱼初始质量(α)㊂在短时间的染毒实验中,幼鱼生长速率(β)可忽略不计,并假定为零㊂CM,int和hb的初始值设定为零㊂精确估计结合于不同水生生物BL上金属的浓度,需要了解金属或水生生物之间的差异㊂在本研究中,Cd2+和Pb2+与斑马鱼幼鱼BL络合常数(KCdBL和KPbBL)在大型溞(Daphnia magna)体内的络合常数值的范围内(2.38~7.96)(表2)[18]㊂log K HBL值低于大型溞(Daphnia magna)和网纹溞(Ceriodaphnia dubia)第5期高永飞等:基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK -TD)模型预测不同pH 下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性79㊀图2㊀Cd (a )和Pb (b )单独染毒幼鱼24h 后,溶液中Cd 和Pb 的半数致死浓度(LC 50Cd 2+和LC 50Pb 2+)和c H +的线性关系注:实线代表线性拟合曲线,灰色线代表拟合曲线的95%置信区间㊂Fig.2㊀Median lethal concentrations of metal toxicity (LC 50Cd 2+and LC 50Pb 2+)for zebra ﬁsh larvae asa function of c H +after single exposure to Cd or PbNote:The solid lines represent the linear regression lines and the grey lines represent the 95%con ﬁdence interval.图3㊀0~96h 0.1mg ㊃L -1Cd (a )(b )和1mg ㊃L -1Pb (c )(d )染毒幼鱼后金属在幼鱼体内的积累量和幼鱼存活率注:实线表示金属在体内的积累量和幼鱼存活率模型拟合值㊂Fig.3㊀Comparison between observed and modeled internal concentration (accumulation)and survival fraction in zebrafish larvaeof 0.1mg ㊃L -1of Cd (a)(b)and 1mg ㊃L -1of Pb (c)(d)during the 96h exposureNote:The solid lines are modeled values of internal concentration (accumulation)and survival fraction.80㊀生态毒理学报第18卷中得到的值[19-20],但高于裸腹溞(Moina dubia)中得到的值[21]㊂此外,Pb的最大吸收速率(J max)比Cd大约3倍(表1)㊂金属对生物毒性的增加是由于金属具有较低的threshold或较高的kk,或两者都有㊂Cd 的kk是Pb的4倍㊂Cd和Pb的threshold相差30倍(表1)㊂通过金属的threshold可以倒推水溶液中金属的无效应浓度㊂然而,该值不能直接外推到其他水化学条件的环境中,因为在不同水化学条件下金属的生物有效浓度显著不同[22]㊂3.2㊀TK-TD模型验证3.2.1㊀TK模型预测金属在幼鱼体内的积累不同的pH值(4.5㊁5.5和6.5)的0.1mg㊃L-1Cd 或1mg㊃L-1Pb溶液暴露下,Cd或Pb在幼鱼体内的积累量随着时间的增加而增加(图4)㊂各金属在幼鱼体内的积累量是关于染毒溶液中H+的浓度和染毒时间的函数㊂在染毒开始的8h内,溶液中H+的浓度没有对金属在幼鱼体内的积累产生显著影响,但>8~72h之间某一染毒时间时,体内Cd或Pb 浓度随着H+浓度增加而显著降低(P<0.001)㊂以幼鱼暴露于pH为6.5的Cd或Pb溶液为例,在72h 时,Cd和Pb在幼鱼体内的最高浓度分别为(60.7ʃ0.35)μg㊃g-1和(722ʃ14.0)μg㊃g-1㊂在所有实验组中,体内金属浓度随着染毒时间的增加而增加并在约72h后趋于平衡㊂TK模型式(4)能合理地预测体内金属浓度随着时间的变化并在统计学上具有显著意义(P<0.001)㊂Cd和Pb积累的实验观测值和模型预测值的1ʒ1依赖系数(r2)和均方根误差(RMSE)分别是0.89㊁3.76和0.83㊁34.2㊂表1㊀关于Cd和Pb的TK-TD模型参数Table1㊀Parameter values of TK-TD models of Cd and Pb参数Parameter 单位UnitCd PbTK JM,maxμg㊃g-1㊃h-111.78ʃ0.43119.35ʃ4.51KMBLL㊃mol-1(4.73ʃ0.32)ˑ105(8.27ʃ0.28)ˑ104KHBLL㊃mol-1(1.77ʃ0.21)ˑ105(1.72ʃ0.15)ˑ105kM,outh-10.0539ʃ0.00210.0455ʃ0.0015cM2+mol㊃L-18.89ˑ10-7 4.83ˑ10-6cH+mol㊃L-1 1.00ˑ10-7 1.00ˑ10-7αg0.00150.0015TD thresholdμg㊃g-111.39ʃ1.24301.46ʃ5.89 kkg㊃μg-1㊃h-1(1.49ʃ0.27)ˑ10-3(3.47ʃ0.54)ˑ10-4注:各参数的意义,见图1和正文中式(1)~(8)的说明㊂Note:For the meaning of individual parameters,see Fig.1and the explanation for Eqs.(1)~(8)in the text.表2㊀H+、Cd2+和Pb2+与不同生物的配体络合常数比较Table2㊀Comparison of binding constants of H+,Cd2+,and Pb2+with ligands of different organisms水生生物Aquatic organism络合常数(log)Binding constant(log)KHBLKCdBLKPbBL文献来源References网纹溞Ceriodaphnia dubia7.60NA NA[19]大型溞Daphnia magna 5.40NA NA[19-20]大型溞Daphnia magna8.797.96NA[10]网纹溞Ceriodaphnia dubia 4.70NA NA[23]裸腹溞Moina dubia 3.03NA 2.38[24]斑马鱼幼鱼Danio rerio larvae 5.25ʃ0.05 5.67ʃ0.03 4.91ʃ0.05本研究This study注:NA表示未分析㊂Note:NA is not analyzed.第5期高永飞等:基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK -TD)模型预测不同pH 下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性81㊀图4㊀0~96h 幼鱼在不同pH 染毒溶液中金属0.1mg ㊃L -1Cd (a )㊁1mg ㊃L -1Pb (b )在幼鱼体内的积累量模型预测值和观测值的比较注:加号㊁三角形㊁圆形表示溶液在pH 4.5㊁5.5和6.5下金属在体内的积累量实验观测值,点线㊁虚线和实线分别表示溶液在pH 4.5㊁5.5和6.5下金属在体内的积累量模型预测值;其中,在96h 时,幼鱼全部死亡,所以没有分析体内金属累积量;r 2是观测值和预测值1ʒ1线的依赖系数,RMSE 是观测值和预测值的均方根误差㊂Fig.4㊀Comparison between observed and modeled internal concentration (accumulation)in zebra ﬁsh larvae of 0.1mg ㊃L -1of Cd (a)and 1mg ㊃L -1of Pb (b)during the 96h exposure in different pH of solutionsNote:Plus,triangles and circles are observed values,and dotted lines,dashed lines,and solid lines are modeled values at pH 4.5,5.5and 6.5,respectively;observed internal concentrations for 96h were not analyzed because no surviving animals were collected;r 2is the coef ﬁcient ofdependence of the 1ʒ1line;RMSE is root mean square error.3.2.2㊀TD 模型预测金属的毒性不同的pH 值(5.5㊁6.5和7.0)的0.1mg ㊃L -1Cd或1mg ㊃L -1Pb 溶液暴露下,幼鱼的存活率随着染毒时间的增加而降低(图5)㊂Cd 或Pb 对幼鱼的毒性是关于染毒溶液中H +的浓度和染毒时间的函数㊂在某一暴露时间点,幼鱼的存活率随着溶液中H +浓度的增加而增加㊂在Cd 染毒实验开始4h 内和Pb 染毒实验开始12h 内,溶液中H +的浓度对金属毒性的缓解作用不明显㊂Cd 染毒幼鱼8h 后和Pb 染毒幼鱼18h 后,幼鱼死亡率迅速增加㊂暴露于不同pH 值条件下的Cd 或Pb 溶液96h 后,各染毒组中幼鱼全部死亡㊂TD 模型式(5)~(7)能合理地预测幼鱼存活率(P <0.001),模型预测值与实验观测值十分吻合㊂Cd 和Pb 的毒性的模型预测值和实验观测值的1ʒ1依赖系数(r 2)和均方根误差(RMSE)分别是0.92㊁0.024和0.90㊁0.038㊂4㊀讨论(Discussion )4.1㊀H +对Cd 或Pb 毒性的影响H +对Cd 或Pb 毒性显著的抑制作用表明,H +㊁Cd 2+和Pb 2+可能通过相同的传输路径进入体内,并且H +通过与Cd 2+或Pb 2+竞争结合位点而减少幼鱼对Cd 或Pb 的积累,从而起到了保护作用㊂这一研究结果支持了BLM 的一个重要假设,即H +与Cd 2+或Pb 2+竞争同一传输位点[25-26]㊂同样地,染毒溶液pH 在5.0到7.0范围内随着H +浓度的增加显著地抑制Cd 2+对大型溞(Daphnia magna )的毒性[10]㊂Cd 或Pb 染毒实验表明,H +与生物配体的结合影响了有毒离子的积累从而影响了金属的毒性㊂因此,本研究开发了一个考虑溶液中H +竞争作用对Cd 或Pb 在幼鱼体内积累影响的Cd -或Pb -TK 模型㊂4.2㊀积累>8~72h 这个时间段是急性毒性实验中真正起毒性作用的阶段,溶液中H +的浓度对金属在幼鱼体内积累的影响越来越明显㊂在染毒开始时,体内金属的浓度取决于染毒时间和溶液中H +的浓度㊂体内Cd 或Pb 浓度随着染毒时间的增加而增加,大约72h 后达到平衡㊂达到平衡后,体内浓度仅和溶液中H +浓度有关㊂溶液中H +浓度增加,Cd 和Pb 在幼鱼体内的积累量会显著下降,这表明H +抑制Cd 和Pb 在斑马鱼体内的积累㊂这可能由于H +和金属离子共用同一生物转运途径,结合到BL 上的金属的量随着溶液中H +的增加而显著下降㊂也就是说,可通过增加溶液中H +的浓度来减少幼鱼对Cd 和Pb 的积累㊂此外,每个暴露时间点,低pH 值(4.5)的染毒溶液比高pH 值(6.5)的染毒溶液中H +抑82㊀生态毒理学报第18卷图5㊀0~96h幼鱼在不同pH染毒溶液0.1mg㊃L-1Cd(a)和1mg㊃L-1Pb(b)中存活率模型预测值和观测值的比较注:加号㊁三角形㊁圆形表示溶液在pH4.5㊁5.5和6.5下幼鱼存活率实验观测值,点线㊁虚线和实线分别表示溶液在pH4.5㊁5.5和6.5下幼鱼存活率模型预测值;TD模型的参数估计如表1所示,r2是观测值和预测值1ʒ1线的依赖系数,RMSE是观测值和预测值的均方根误差㊂Fig.5㊀Comparison between observed and modeled survival fraction of zebraﬁsh larvae during the96h exposureto0.1mg㊃L-1of Cd(a)and1mg㊃L-1of Pb(b)in different pH of solutionsNote:Plus,triangles and circles are observed values,and dotted lines,dashed lines,and solid lines are modeled values at pH4.5,5.5and6.5, respectively;the estimated toxicodynamic parameters are listed in Table1;r2is the coefficient of dependence of the1ʒ1line;RMSE is root mean square error.制Cd或Pb的生物吸收明显,因为Cd或Pb的积累与溶液中H+浓度呈显著负相关关系㊂4.3㊀毒性当金属在幼鱼体内的浓度超过了一定的安全阈值时,会导致幼鱼死亡率明显增加[27]㊂以往研究中TD模型建立在临界体内残留(CBR)方法的基础上[28],并且假设生物个体具有不同的毒性敏感性和当体内金属浓度达到一定值时会发生死亡,死亡率可以用剂量效应方程来解释[28]㊂在一定浓度长期暴露情况下,CBR模型预测一定数量的受试生物可以长久地存活(不包括背景死亡率)[28]㊂相反地,本研究中的TD模型预测死亡率证明,当染毒时间足够长,任何导致受试生物发生部分死亡的暴露浓度最终会消灭所有受试生物㊂溶液中H+的浓度对金属毒性作用的影响随着时间的增加而变得尤为明显(Cd:>8~96h,Pb:>12 ~96h)㊂以幼鱼暴露于pH为6.5的Cd或Pb溶液为例,Cd染毒8h和Pb染毒12h后,幼鱼死亡率迅速增加㊂在8h时,Cd在幼鱼体内的累积量为(21.1ʃ0.53)μg㊃g-1,超过了Cd的毒性安全阈值(11.39ʃ1.24)μg㊃g-1㊂在12h时,Pb在幼鱼体内的累积量为(298ʃ7.01)μg㊃g-1,未超过Pb的毒性安全阈值(301.46ʃ5.89)μg㊃g-1㊂这一结果表明,在96h染毒期内,Pb的急性毒性小于Cd的急性毒性㊂TD模型通过因果关系链将Cd或Pb暴露浓度㊁体内积累量与毒性效应联系起来㊂在本研究中, CCd,int或CPb,int表示体内Cd或Pb的浓度,取代了以往研究中用染毒溶液中金属的浓度与毒性效应建立的联系㊂然而,体内Cd或Pb的浓度不等于体内Cd 或Pb毒性作用剂量㊂体内Cd或Pb毒性作用剂量与体内Cd或Pb浓度呈正相关关系[27]㊂因此,TD 过程是由超过安全阈值(threshold)的那部分Cd或Pb的量来决定(即毒性作用剂量,式(6)),这部分Cd 或Pb可与靶位点(靶器官)互相作用[27]㊂TD模型中参数threshold和kk符合现有知识对金属毒性作用的研究㊂因此,TD模型对Cd或Pb毒性的预测大概率可推广至不同的水化学条件㊂4.4㊀模型适用性分析与传统剂量效应模型相比,本研究中TK-TD模型更具有生物学相关性,并引入了金属与物种结合特征参数(即金属与生物配体络合常数(KCdBL和KPbBL))和水化学条件(例如H+)对金属毒性的影响㊂水溶液中金属的吸收速率在很大程度上取决于溶液水化学条件㊂因此,在一种金属溶液里计算得到的生物体内积累量CM,int不能直接外推至另一种溶液中㊂例如,在pH值4.5到6.5的染毒溶液体系中,由。

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]

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。

重金属及有机化合物联合毒性作用研究进展

ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｔｕｄｙｏｎＪｏｉｎｔＴｏｘｉｃｉｔｙｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌｓａｎｄｏｒｇａｎｉｃｓ
ＴＡＮＧＺｈｕ—ｙｕｎ，ＬＵＧｕａｎｇ— ｈｕａ
体毒性的影响，对进一步阐述化合物联合毒性机理，更好的评价和预测化合物联合毒性作用具有重
要意义。
１影响联合毒性作用的因素
积性，单一重金属及有机化合物的生物毒性一直是
人们研究的热点。然而实际环境中，重金属元素及
第３０卷第１期２０１７年２月
污
染
防
治
技
术
Ｖ０１．３０．Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．．２０１７
ＰＯＬＬＵＴＩＯＮＣＯＮＴＲＯＬＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
重金属及有机化合物联合毒性作用研究进展
唐柱云，陆光华
（ｉ．无锡市环保宣教中心（无锡市环境技术评估中心），江苏无锡，２１４１２１；
２．河海大学环境科学与工程学院，浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京２１００９８）
联合毒性（ｊｏｉｎｔｔｏｘｉｃｉｔｙ）是环境毒理学的一个重要研究方向，是两种及两种以上化学物质接触时各物质仍保留或改变各自毒性作用的现象。重金属及持久性有机化合物广泛存在于土壤和水体中，因其不可降解性及在土壤和水体沉积物中的高蓄

重金属离子的微生物处理机理及生物配体模型评价方法中微生物的利用

用。
微生物对复杂的浸矿环境的适应性较弱，生产周期比较长，对于温度限制要求比较严格，对矿样的选择比较单一。２４协同效应－为防止因环境条件的改变、细菌的死亡分解导致的细菌固定的重金属部分活化而重新释放到环境中，发展了植物～微生物联合修复技术，它是利用植物和根际微生物联合作用，重金属富集到超富集植物将体内，彻底从环境中清除出去的方法。近年来颇受关注的菌根研究即是
科技信息
职教与成教
重金属离子的微生物处理栅理及生物配傩模型评价方法巾微生物的利用
长沙环境保护职业技术学院曹慧芳
［摘要］通过对相关实验与地方实践的介绍，对重金属污染微生物处理机理中的吸附富集、氧化还原、淋滤、同作用进行阐述并协
一
性，胞壁的化学组成和结构决定着金属离子与它们的相互作用特性。细螯合作用吸附重金属与真菌细胞壁结构有关，如细胞壁的多孑结构使Ｌ其活性化学配位体在细胞表面合理排列并易于和金属离子结合，胞壁多糖可提供氨基、羧基、羟基、醛基以及硫酸根等官能团，它们对金属离子有着较强的络合能力，以将金属螯合在细胞表面。细菌可以通过细可胞表面的络合作用而阻止某些重金属进入细胞内部敏感区域，而对于那些细胞化学反应需要的金属则可以通过细胞壁运输到原生质中特定位点。土壤中主要有真菌作用。真菌对重金属的吸附作用除与上述细菌
２微生物对重金属污染的修复机理．２１吸附作用．吸附作用可发生于含重金属的污水和土壤中。污水中主要是由细

铅_锌_镉联合染毒及营养干预致大鼠肝脏病理学变化分析.

铅_锌_镉联合染毒及营养干预致大鼠肝脏病理学变化分析［基金项目］甘肃省环境保护科技项目（甘环科发２０１０３３号）［作者简介］鲁明（１９８４－），男，在读硕士。

［通讯作者］阎春生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｃｈｓｈ＠Ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ【论著】铅、锌、镉联合染毒及营养干预致大鼠肝脏病理学变化分析鲁明，阎春生，连素琴，刘国军，姚海艳，魏万倩（兰州大学公共卫生学院，甘肃兰州７３００００）【摘要】目的通过动物实验了解铅、锌、镉联合染毒及营养干预对大鼠肝脏病理学变化的影响，为探讨铅锌矿区人群营养干预措施提供理论依据。

方法将实验大鼠按照设计分为对照组、染毒组和干预组，分别采用０．０１ｍｌ／ｇ·ｂｗ生理盐水、０．０１ｍｌ／ｇ·ｂｗ铅、锌、镉联合染毒液及１１９．１ｍｇ／ｋｇ·ｂｗ硫酸亚铁、４７４ｍｇ／ｋｇ·ｂｗ醋酸钙、１４ｍｇ／ｋｇ·ｂｗ核黄素、４５０ｍｇ／ｋｇ·ｂｗＶｃ营养干预液喂饲２８ｄ和５６ｄ，之后取动物肝脏，用显微镜观察其病理学改变。

结果在实验期间，第１、第２阶段染毒组、干预组大鼠体质量增长分别为（３２．０±６．３）、（４０．９±６．５），（３０．３±９．１）、（３５．３±７．４）ｇ，分别低于对照组（６８．５±８．７）、（４６．７±６．３）ｇ，差异有统计学意义（Ｐ＜０．０５）。

各组大鼠肝脏系数比较，差异无统计学意义（Ｐ＞０．０５）。

对照组大鼠肝脏病理切片无明显改变；染毒组大鼠肝细胞水肿，肝索排列紊乱，肝小叶及汇管区有中性粒细胞及淋巴细胞浸润；干预组大鼠肝细胞水肿不明显，肝小叶及汇管区有少量炎性细胞浸润，可见点状坏死。

结论铅、锌、镉联合染毒对大鼠肝脏尚未造成明显的器质性病变，但可能引起肝脏形态功能发生改变，综合营养干预对重金属元素染毒有一定的拮抗作用。

【关键词】铅、锌、镉；联合染毒；营养干预；肝脏；病理变化［中图分类号］Ｒ１８１．３［文献标志码］Ａ［文章编号］１０００－７１６４（２０１２）０１－０００９－０５Ｓｔｕｄｙｏｎｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｒａｔｌｉｖｅｒｉｎｄｕｃｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｐｏｓｕｒｅｏｆｌｅａｄ，ｚｉｎｃ，ｃａｄｍｉｕｍａｎｄｎｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎＬＵＭｉｎｇ，ＹＡＮＣｈｕｎ－ｓｈｅｎｇ，ＬＩＡＮＳｕ－ｑｉｎ，ＬＩＵＧｕｏ－ｊｕｎ，ＹＡＯＨａｉ－ｙａｎ，ＷＥＩＷａｎ－ｑｉａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＩｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｐｏｓｕｒｅｏｆｌｅａｄ，ｚｉｎｃ，ｃａｄｍｉｕｍａｎｄｎｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｏｎｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｒａｔｌｉｖｅｒｔｈｒｏｕｇｈａｎｉｍａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｏｆｎｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｌｅａｄ－ｚｉｎｃｍｉｎｅａｒｅａ．ＭｅｔｈｏｄｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒａｔｓｗｅｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｇｒｏｕｐｓ，ｉ．ｅ．ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ，ｅｘｐｏｓｕｒｅｇｒｏｕｐａｎｄｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｇｒｏｕｐ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐｗａｓｆｅｄｗｉｔｈ０．０１ｍｌ／ｇ·ｂｗｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｌｉｎｅ．Ｔｈｅｅｘｐｏｓｕｒｅｇｒｏｕｐｗａｓｆｅｄｗｉｔｈ０．０１ｍｌ／ｇ·ｂｗｌｅａｄｚｉｎｃｃａｄｍｉｕｍｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｇｒｏｕｐｗａｓｆｅｄｗｉｔｈｌｅａｄｚｉｎｃｃａｄｍｉｕｍｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄ１１９．１ｍｇ／ｋｇ·ｂｗＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏｓｏｌｕｔｉｏｎ，４７４ｍｇ／ｋｇ·ｂｗＣａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２·Ｈ２Ｏｓｏｌｕｔｉｏｎ，１４ｍｇ／ｋｇ·ｂｗｖｉｔａｍｉｎＢ２，ａｎｄ４５０ｍｇ／ｋｇ·ｂｗＶＣｎｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｌｉｑｕｉｄ．Ｔｈｅｒａｔｓｗｅｒｅｓａｃｒｉｆｉｃｅｄａｆｔｅｒｆｅｅｄｉｎｇ２８ｄａｙｓａｎｄ５６ｄａｙｓ．Ｔｈｅｌｉｖｅｒｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄ，ｔｈｅｉｒｔｉｓｓｕｅｓｗｅｒｅｉｎｓｐｅｃｔｅｄｕｎｄｅｒｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｔｈｅｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＲｅｓｕｌｔｓＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｎｔｉｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅｒａｔｗｅｉｇｈｔｉｎｃｒｅａｓｅａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｐｈａｓｅａｎｄｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅｏｆｅｘｐｏｓｕｒｅｇｒｏｕｐａｎｄｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｇｒｏｕｐｗｅｒｅ３２．０±６．３ｇ，４０．９±６．５ｇ，３０．３±９．１ｇ，ａｎｄ３５．３±７．４ｇｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｙｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ（６８．５±８．７ｇａｎｄ４６．７±６．３ｇ），ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（Ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｒａｔｌｉｖｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｉｎｅａｃｈｇｒｏｕｐｈａｄｎｏｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（Ｐ＞０．０５）．Ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｉｎｒａｔｌｉｖｅｒｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｏｓｕｒｅｇｒｏｕｐ，ｃｅｌｌｅｄｅｍａ，ｌｉｖｅｒｃｏｒｄｓｄｉｓｏｒｄｅｒ，ｎｅｕｔｒｏｐｈｉｌｓａｎｄｌｙｍｐｈｏｃｙｔｉｃｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｉｎｈｅｐａｔｉｃｌｏｂｕｌｅａｎｄｐｏｒｔａｌａｒｅａｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｒａｔｌｉｖｅｒｓ．Ｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｇｒｏｕｐ，ｃｅｌｌｅｄｅｍａｗａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓ，ｏｎｌｙａｆｅｗｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙｃｅｌｌｓｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｗａｓｆｏｕｎｄｉｎｈｅｐａｔｉｃｌｏｂｕｌｅａｎｄｐｏｒｔａｌａｒｅａ，ａｎｄｓｐｏｔ－ｎｅｃｒｏｓｉｓｗａｓｓｅｅｎ．ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｌｉｖｅｒｈａｓｎｏｔｙｅｔｂｅｅｎｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｃｈａｎｇｅｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｌｉｖｅｒｍｉｇｈｔｂｅｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｎｕｔｒｉｔｉｏｎ·９·工业卫生与职业病２０１２年第３８卷第１期ＩｎｄＨｌｔｈ＆ＯｃｃｕｐＤｉｓ２０１２，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｈａｓｓｏｍｅａｎｔａｇｏｎｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｅｘｐｏｓｕｒｅ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｌｅａｄ，Ｚｉｎｃ，Ｃａｄｍｉｕｍ；Ｃｏｍｂｉｎｅｄｅｘｐｏｓｕｒｅ；Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ；Ｌｉｖｅｒ；Ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅ铅、锌、镉及其化合物对机体各个组织均有毒性［１］。

水生生物与水环境中金属元素的相互作用与生物毒理学效应

水生生物与水环境中金属元素的相互作用与生物毒理学效应随着现代工业的高速发展，生产和消费活动不断增加，金属元素在水环境中的污染已成为全球性的环境问题，给生态系统和人类带来了巨大的危害。

水环境中的金属元素对水生生物产生的一系列生物毒理学效应也成为了科学家们长期研究的焦点。

下文将以铅、汞、锌、铜等四种与水生生物中普遍存在的金属元素为例，探讨其与水生生物的相互作用和相应产生的生物毒理学效应。

铅的毒害作用铅（Pb）是水体中一种常见的重金属元素，可通过水环境进入生物体中。

铅在水生生物体中会造成一系列生物毒理学效应，例如影响鱼类免疫力、生殖能力，导致鱼类神经系统受损，缺乏食欲等。

此外，铅中毒的鱼类还会出现减缓生长、变异、精神失常等症状。

研究表明，铅中毒还会对水生植物的光合作用和呼吸过程造成不良影响，导致植物生长发育受限。

汞的毒害作用汞（Hg）是一种有毒的金属元素，能进入生态系统中并积累到食物链的高层次生物体中，对生态系统造成长期不可逆的影响。

汞中毒对水生生物的生长和繁殖能力具有强烈的负面影响，导致鱼类体内各种酵素的活性受到抑制，硫酸盐还原酶被抑制最为明显。

研究表明，汞中毒还会损害鱼类的中枢神经系统，导致鱼类出现行为异常等症状。

锌的毒害作用锌（Zn）在水生生物中起着生命活动中多项重要的功能，例如强化免疫力、促进生长发育、加速生殖过程等。

然而，当锌超过一定浓度时，也会对水生生物产生负面影响。

研究表明，在锌的高浓度作用下，鱼类会出现对吸氧物质的紊乱，影响其生长发育和免疫功能。

此外，当锌超过一定浓度后，对水生植物的生长和呼吸过程也会产生不良影响。

铜的毒害作用铜（Cu）是一种也经常存在于水生生物体内的重金属元素，虽然铜对水生生物体的生长和发育起着积极作用，但其高浓度也会对水生生物产生许多不可逆的伤害。

研究表明，铜的高浓度会对鱼类的免疫系统造成影响，导致鱼类对细菌等感染性疾病的抵抗能力下降。

铜过量还会影响鱼类的生长发育，导致代谢产物的紊乱和缺氧等症状。

本科毕业论文答辩四种地黄丸中重金属元素铅和镉的测定课件

目前，最值得人类关注的是铅、汞、镉、砷、铬等。
前言重金属的危害
➢的威胁。
➢ 重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，间接污染农产品或水产品，通过食物链对人体健康构成威胁。
➢ 重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官—肝、肾等组织。
前言
选题目的中医药治疗效果取决于中药材的质量，中药材
是中成药的重要原料，中药材中的重金属是中成药中重金属的主要来源。我国的重金属残留量的测定不是很完善，采用石墨炉原子吸收光谱法，对中医残留的重金属元素铅和镉的测定，并为中成药的生产提供的参考资料。
实验部分
研究方法
本文以六味地黄丸、杞菊地黄丸、知柏地黄丸、桂附地黄丸为原料，四种地黄丸经微波消解后，采用石墨炉原子吸收光谱法，测定四种地黄丸中铅和镉元素的残留量。
本论文主要内容
一、前言二、实验部分三、结果与讨论四、结论五、致谢
前言重金属污染
重金属：重金属目前尚无统一的定义，但一般认为金属的比重大于5（或4以上）者为重金属。
从污染方面所讲的重金属，实际上就是铅、铬、镉以及类金属砷等具有很大毒性的元素就是在环境污染研究中所指的重金属。当然也包含一些如铜、锌、钴、镍等具备一定毒性的重金属。
研究路线
查阅文献
确定研究方案
装置仪器
得出结论
分析实验结果
反复进行实验
实验部分实验装置
实验部分样品的预处理
精确称取四种地黄丸粗粉0.5000g放于聚四氟乙烯消解罐内，加硝酸4.00mL，混合均匀，浸泡过夜，盖好内盖，旋紧外套，放入适合的微波消解炉内，进行消解。完全消解后，取消解內罐置加热仪上慢慢加热直至红棕色蒸气挥发完全，并继续慢慢浓缩至2~3mL，放冷却机上放冷，用去离子水转入25mL容量瓶中，并用去离子水定容至刻度线，混匀，得到样品溶液。同法同时制备试剂空白溶液。

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

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【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2017(012)001【摘要】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,Ca2+和H+对Cd的根毒性存在竞争效应,而Mg2+、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.【总页数】11页(P173-183)【作者】郑琰;顾雪元;姜洋;徐坚;陈良燕;王晓蓉【作者单位】南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京 210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京 210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京 210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京 210023;南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京 210023【正文语种】中文【中图分类】X171.5【相关文献】1.基于水稻根伸长的不同土壤中镉（Cd）毒性阈值（ECx）及预测模型 [J], 宋文恩;陈世宝2.土壤中铜和镍的植物毒性预测模型的种间外推验证 [J], 王小庆;李波;韦东普;马义兵;黄占斌3.我国典型土壤中铜对白符跳(Folsomia candida)的毒性阈值及其预测模型 [J], 李星; 林祥龙; 孙在金; 赵龙; 何飞; 韩颖; 侯红4.化学提取法预测土壤中镉对蚯蚓的毒性效应 [J], 刘智敏;顾雪元;王晓蓉;汤佳昀;罗军5.我国20种典型土壤中锌对白符跳虫的毒性阈值及其预测模型 [J], 王巍然;林祥龙;赵龙;张家乐;樊文华;侯红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

自然水体生物膜胞外蛋白质吸附铅和镉的研究

Vol .27高等学校化学学报No .72006年7月 CHE M I CAL JOURNAL OF CH I N ESE UN I V ERSI TI ES 1245～1246[研究简报]自然水体生物膜胞外蛋白质吸附铅和镉的研究康春莉,苏春彦,郭　平,赵宇侠,董德明(吉林大学环境与资源学院,长春130021)关键词　生物膜;胞外蛋白质;吸附;Pb 2+;Cd 2+中图分类号　X132 文献标识码　A 文章编号　025120790(2006)0721245202收稿日期:20052062201基金项目:国家自然科学基金(批准号:20077011)和吉林大学创新基金(批准号:450011022018)资助.联系人简介:董德明(1957年出生),男,博士,教授,博士生导师,从事环境污染与控制化学、环境规划与评价和环境污染物形态的研究.E 2mail:dmdong@mail .jlu .edu .cn 在自然水体中,微生物细胞和非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质中附着在固体表面形成了生物膜[1,2].生物膜由微生物细胞和胞外聚合物组成[3].胞外聚合物是微生物在特定环境下产生的高分子物质(M >10000)[4],它们或附着在细胞壁上,或以胶体或溶解状态存在于液相主体中.胞外聚合物中存在着大量阴离子基团(羧基、羟基及硫酸根等),对不同类型金属离子表现出强烈的亲和性[5],是生物膜中吸附重金属离子的关键成分.而蛋白质和多糖是胞外聚合物的主要组分,二者的质量比约在012～5之间[6].本文通过长春市南湖水中生物膜优势菌种胞外蛋白吸附Pb 2+和Cd 2+的实验,研究了胞外蛋白吸附重金属的规律.1　实验部分自然水体生物膜胞外聚合物和胞外蛋白参照文献[7]的方法制备.将装有20mL 胞外蛋白质溶液(20mg/L )的透析袋放入200mL 含金属离子的溶液中,在20℃和100r/m in 条件下,在全温振荡培养箱中连续振荡一定时间,达吸附平衡后,用原子吸收分光光度计测定烧杯内以及透析袋溶液中的Pb 2+和Cd 2+浓度.利用二者浓度之差计算吸附量.2　结果与讨论2.1　吸附时间、温度和pH 值对吸附的影响　由图1可见,Pb 2+的吸附比Cd 2+快,二者达到吸附平衡F i g .1　Effects of the adsorpti on ti m e on the adsorpti on equ ili br i u m 的时间分别为2和6h .因此选择吸附平衡时间为6h .将吸附温度分别调至10,20和30℃进行实验发现,随着温度升高,重金属吸附量均有所增加,根据Lang muir 方程,可计算出10,20和30℃条件下,自然水体生物膜胞外蛋白对Pb 2+的最大吸附量分别为3139,3148和3170mg/g;对Cd 2+的最大吸附量分别为1127,1137和1139mg/g .可见,环境温度对体系吸附金属离子的影响不大,故实验选择温度为20℃.当溶液pH 值由3变化到8时,胞外蛋白对Pb 2+及Cd 2+的吸附能力逐渐增强.这是由于当pH 值较低时,胞外蛋白的表面基团被氢离子或水合氢离子占据,由于斥力作用阻碍了金属离子对胞外蛋白的靠近,所以pH 值越低,吸附能力越弱.当pH >610时,重金属离子溶液出现沉淀而干扰吸附.为了避免氢氧化铅、氢氧化镉沉淀的产生,实验控制溶液pH 值为610±01112.2　共存离子对吸附的影响　当溶液中Cd 2+和Pb 2+共存时,Cd 2+的存在使胞外蛋白对Pb 2+的吸附6421高等学校化学学报 Vol.27　量下降,Pb2+的存在也会使胞外蛋白对Cd2+的吸附量明显下降.这是由于蛋白表面可结合金属离子的带负电荷基团的数目是有限的,共存离子的存在会使金属离子在蛋白氨基、酰胺基和羧基等配位基团(活性结合点)上的竞争加剧.2.3　生物膜胞外蛋白对Pb2+和Cd2+的热力学和动力学吸附特征　对在不同温度和不同pH值条件下获得的Pb2+和Cd2+吸附数据用线性回归法分别以Lang muir和Freundlich吸附等温式进行拟合,其相关系数均在019717～019930之间,说明两个吸附等温式均适合描述胞外蛋白对Pb2+和Cd2+的吸附过程.其中Lang muir方程略优于Freundlich方程.在不同温度和不同pH值条件下,利用Lang muir2H in2 shel w ood动力学方程对Pb2+和Cd2+吸附结果进行拟合可知,胞外蛋白吸附Pb2+和Cd2+的动力学过程符合Lang muir2H inshel w ood方程一级动力学模式,其相关系数均在019876～019994之间.2.4　生物膜胞外蛋白对Pb+2和Cd2+的吸附机理　分别对吸附Pb2+和Cd2+前后的胞外蛋白进行红外光谱分析.结果表明,胞外蛋白吸附Pb2+和Cd2+前后的峰形基本不变,只是某些峰发生漂移.说明胞外蛋白对Pb2+和Cd2+的吸附并未破坏其自身的结构,仅仅是与Pb2+和Cd2+形成了化学键.分析红外光谱可知,胞外蛋白吸附Pb2+后,酰胺Ⅰ[γ(—C O)]和仲酰胺基[γ(N—H)]谱峰发生漂移;吸附Cd2+后,酰胺Ⅱ[δ(N—H)+γ(C—N)]、酰胺Ⅲ[δ(C—N)+γ(C—N)]和仲酰胺基[γ(N—H)]谱峰均发生漂移.表明在胞外蛋白吸附Pb2+的过程中,氨基(—NH)N和酰胺中的C和N原子起主要作2用.而胞外蛋白在吸附Cd2+的过程中,氨基(—NH)N和酰胺中的N原子起了主要作用.这与文2献[8]的结果基本一致.参　考　文　献[1]　W hite D.C..B i of ouling[J],1996,10(1—3):3—16[2]　K ANG Chun2L i(康春莉),G UO J ing(郭　晶),G UO Ping(郭　平)et al..Che m.J.Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2005,26(11):2043—2045[3]　SchorerM.,Eicele M..W at.A ir and Soil Pollu.[J],1997,99:651—659[4]　Morgan J.W.,Forster C.F.,Evis on L..W at.Res.[J],1990,24(6):743—753[5]　B r own M.J.,Lester J.N..W at.Res.[J],1979,13:817—837[6]　Fr olund B.,Pal m gren R.,Keiding K.et al..W at.Res.[J],1996,30(8):1749—1758[7]　Ha Y.W.,Stack R.J.,Hes pell R. B.et al..App l.Envir on.M icr obi ol.[J],1991,57:2016—2020[8]　T ANG Yue2Q in(汤岳琴),N I U Hui(牛　慧),L I N Jun(林　军)et al..Journal of Sichuan University,Engineering Science Editi on(四川大学学报,工程科学版)[J],2001,33(3):50—54Stud i es on Pb2+and Cd2+Adsorpti on by Extracellul arProte i n of Na tura l B i of il mK ANG Chun2L i,S U Chun2Yan,G UO Ping,ZHAO Yu2Xia,DONG De2M ing3(College of Environm ent and Resources,J ilin U niversity,Changchun130021,China)Abstract　The ads or p ti on of Pb2+and Cd2+on the extracellular p r otein of natural bi ofil m was investigated. The extracellular p r otein was obtained fr om the extracellular poly mers of superi ority bacteria of natural bi ofil m cultivated in C South Lake of Changchun.The results showed that both Lang muir and Freundlich is other m e2 quati ons could be used t o describe the ther modyna m ics ads or p ti on p r ocesses of Pb2+and Cd2+on the extracel2 lular p r otein.One order kinetic model of Lang muir2H inshel w ood equati on could be used t o describe the kinetic ads or p ti on characteristics of heavy metals.The existence of Cd2+affected the ads or p ti on of Pb2+,and Pb2+al2 s o affected the ads or p ti on of Cd2+.Te mperature and pH value could als o affect the ads or p ti on p r ocesses.The mechanis m of Pb2+and Cd2+ads or p ti on by the extracellular p r otein were studied by infrared s pectra and the functi onal gr oup s partici pated in the ads or p ti on were identified.Keywords　B i ofil m;Extracellular p r otein;Ads or p ti on;Pb2+;Cd2+(Ed.:K,G)。

铅镉砷混合接触对人体免疫功能影响的研究的开题报告

铅镉砷混合接触对人体免疫功能影响的研究的开题
报告
一、研究背景
随着工业化进程不断加快，人们在日常生活中接触到的有害化学物
质也越来越多，其中包括铅、镉和砷等重金属物质。

这些物质在人体内
积累后不易清除，长期接触会对人体健康产生不可逆的影响。

研究表明，铅、镉和砷混合接触会对人体免疫功能产生不良影响，但目前对其具体
机制尚未完全解明。

二、研究目的
本研究旨在探究铅、镉和砷混合接触对人体免疫功能的影响机制，
为防止这些有害化学物质对人体免疫系统的损害，提供科学依据。

三、研究方法
本研究将采用实验研究方法，选取实验动物进行铅、镉和砷混合接触，并观察其免疫功能的变化。

通过血液和组织学检测等方法，探究这
些有害化学物质对免疫系统的影响机制。

四、研究内容
1.筛选适宜的实验动物，并建立铅、镉和砷混合接触的实验模型。

2.观察被实验动物的免疫功能变化，进行免疫学指标的检测。

3.采取组织学方法对实验动物的肝脏、肾脏等重要器官进行检测，
评估这些有害化学物质对器官的损伤程度。

4.详细分析铅、镉和砷混合接触对人体免疫系统的影响机制。

五、研究意义
本研究有助于深入了解铅、镉和砷混合接触对人体免疫功能的影响，为人们掌握有害化学物质对免疫系统的危害程度提供科学依据。

同时，
本研究结果可以为制定有针对性的防护措施提供理论支持。

铅镉砷联合毒物对人体免疫功能影响的流行病学研究

铅镉砷联合毒物对人体免疫功能影响的流行病学研究
周勇;胡建安;张辉;周少平
【期刊名称】《湘南学院学报（医学版）》
【年(卷),期】2007(009)001
【摘要】目的探讨铅镉砷联合毒物对机体免疫功能的影响.方法选择48名重金属中毒的矿工作为毒物组、48名同期住院病人作为对照组,分别检测患者血、尿铅、镉、砷含量,及血免疫球蛋白含量.结果毒物组血、尿铅、镉、砷含量较对照组显著升高(P＜0.01).与对照组比较,毒物组IgG、IgM浓度下降(P＜0.01),而IgA浓度则升高(P＜0.01).结论铅镉砷联合毒物损伤了机体的免疫功能.患者血液中免疫球蛋白含量能够作为铅镉砷混合物中毒的灵敏的早期诊断指标.
【总页数】3页(P26-28)
【作者】周勇;胡建安;张辉;周少平
【作者单位】中南大学公共卫生学院,湖南,长沙,410078;湘南学院预防医学教研室,湖南,郴州,423000;中南大学公共卫生学院,湖南,长沙,410078;湘南学院化学与生命科学院;湘南学院预防医学教研室,湖南,郴州,423000
【正文语种】中文
【中图分类】R181.3+4
【相关文献】
1.铅镉砷混合接触对人体免疫功能影响分析 [J], 吴越人
2.铅镉及铅镉联合胁迫致雏鸡红细胞免疫功能的影响 [J], 张陆;夏士亮;朱言柱;徐
世文;李金龙
3.铅镉砷联合作用对小鼠肾脏微量元素的影响 [J], 袁宏冰;张工
4.铅镉砷混合毒物对机体免疫功能的影响 [J], 张辉;王向日;周泽美;周少平;周勇;方云祥
5.镉、砷及其联合作用对大鼠免疫功能影响的实验研究 [J], 黎大明;余贵英;陈成章因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

固定香菇废弃菌柄对铅和镉的生物吸附研究的开题报告

固定香菇废弃菌柄对铅和镉的生物吸附研究的开题报告一、研究背景随着工业化进程的加快，大量的重金属污染物排入环境中，对生态环境以及人类健康造成了巨大威胁，铅和镉是其中的代表性重金属污染物。

当前对于重金属污染治理的主要手段为化学吸附、生物吸附及土壤修复等技术。

而生物吸附因其技术简单、成本低、环保，逐渐成为重金属污染治理的新兴技术之一。

随着对于生物吸附剂的研究不断深入，越来越多的研究发现废弃物或者生物质作为生物吸附剂，具有良好的吸附性能。

香菇废弃菌柄作为一种常见的农业废弃物，其物化性质稳定，化学组成复杂，含有丰富的多糖类化合物，同时其表面也具有一定的亲水性和微孔结构，因此，其用作生物吸附剂对于重金属的吸附性能具有一定的潜力。

二、研究目的本研究旨在通过探究固定香菇废弃菌柄对铅和镉的生物吸附性能，了解其吸附机制，为废弃菌柄在重金属治理领域的应用提供理论依据和实验依据。

三、研究内容及方法1、香菇废弃菌柄的提取和表征采用水提法进行香菇废弃菌柄颗粒的提取、洗涤、烘干等预处理。

利用红外光谱、X射线衍射仪等仪器对其表面结构和组成进行表征。

2、铅、镉离子的吸附实验使用香菇废弃菌柄颗粒作为生物吸附剂，对不同浓度的铅离子、镉离子进行吸附实验，通过改变实验条件（如初始浓度、吸附时间、温度等）来探究吸附剂对吸附性能的影响。

3、重金属吸附机理的研究通过对吸附后和吸附前样品进行表征，探究吸附机理及其影响因素。

同时，使用可逆/不可逆吸附动力学拟合模型进行数据分析和解释。

四、研究意义本研究通过对废弃菌柄的提取、表征以及重金属离子的吸附实验，来探究废弃菌柄在重金属治理领域的应用前景。

同时，为开发低成本、高效率的生物吸附剂提供了借鉴，对于废弃物资源化利用提供了实践。

铅综合实验报告

铅综合实验报告铅综合实验报告引言：铅是一种常见的金属元素，具有广泛的应用。

然而，铅的使用也带来了一系列的环境和健康问题。

为了深入了解铅的性质和影响，我们进行了一系列的综合实验。

本报告将对这些实验进行详细描述和分析。

实验一：铅的物理性质在这个实验中，我们首先对铅的外观进行观察。

铅呈现出银白色的外观，具有一定的光泽。

接着，我们使用天平测量了一定质量的铅的质量，并计算了它的密度。

结果表明，铅的密度为11.34克/立方厘米。

此外，我们还对铅进行了熔点和沸点的测量。

实验结果显示，铅的熔点为327.5摄氏度，沸点为1749摄氏度。

实验二：铅的化学性质在这个实验中，我们研究了铅的化学性质。

首先，我们将铅与氧气反应，观察到铅在高温下与氧气反应生成了黑色的氧化铅。

这表明铅具有一定的活性。

接着，我们将铅与酸反应，发现铅与盐酸反应生成了氯化铅。

这进一步证实了铅的化学反应性。

实验三：铅的毒性测试为了研究铅对生物体的毒性，我们进行了一系列的毒性测试。

首先，我们使用小鼠作为实验对象，将一定浓度的铅溶液注射到小鼠体内。

结果显示，高浓度的铅溶液对小鼠的神经系统和肝脏造成了明显的损害。

此外，我们还进行了细胞实验，发现铅可以干扰细胞的正常功能，导致细胞死亡和损伤。

这些实验结果表明，铅具有较强的毒性，对生物体造成潜在的健康风险。

实验四：铅的环境污染为了研究铅的环境污染情况，我们进行了一系列的野外调查。

我们选择了几个可能受到铅污染的地点，采集了土壤和水样品，并进行了铅含量的测定。

结果显示，这些地点的土壤和水中铅的含量明显高于正常水平。

这表明铅的排放对周围环境造成了污染。

结论：通过以上实验，我们对铅的性质和影响有了更深入的了解。

铅具有一定的化学反应性和活性，对生物体具有较强的毒性。

此外，铅的排放也导致了环境的污染。

因此，我们需要加强对铅的监测和控制，以保护人类的健康和环境的可持续发展。

在培养基和食料中添加铅和镉对轮虫种群动态的影响

在培养基和食料中添加铅和镉对轮虫种群动态的影响在培养基和食料中添加铅和镉对轮虫种群动态的影响由于工业活动的影响,墨西哥水体环境中的重金属浓度在上升.浮游动物,尤其是轮虫类,由于对环境变化十分敏感而且是淡水中的常见组成部分,因此被广泛用于生态毒理试验以确定水质标准.在不同的胁迫途径下(如通过培养基或食料),重金属的毒性是不同的.在本研究中,通过在轮虫Brachionus rubens的培养基和食料中添加重金属这两种途径,我们评估了镉和铅的效应.对于这两种重金属,均采用将轮虫置于含0.5×106个/ml绿藻的培养基中或每天喂食经5倍于LC50值的金属处理(1,2和4h)的绿藻.对于在培养基中添加镉,使用了三个毒性水平(0.1,0.2和0.4 mg/L),铅的浓度分别为0.005,0.010 和0.015 mg/L.基于LC50的数据,B.rubens对铅的敏感性要比镉高24倍.镉浓度为0.4 mg/L时,培养基中加入镉造成B.rubens的生长趋缓.而喂食经不同时间处理的绿藻后,轮虫的密度随着食料在重金属中处理时间的延长而减小.培养基中或食料中添加铅时,轮虫种群生长的的趋势与在镉处理下的情况类似.随着培养基中重金属浓度的增加,每天种群增长率(r值)会减小.在培养基和食料处理两种不同途径下,r值会在0.33(对照)到0.02 d-1(经重金属处理)间变化[动物学报 51(1):46-52,2005].作者：S.S.S.SARMA Hilda Fabiola NUNEZ-CRUZ S.NANDINI 作者单位：S.S.S.SARMA,Hilda Fabiola NUNEZ-CRUZ(Laboratory of Aquatic Zoology,Division of Investigation & Postgraduate Studies Building UMF,National Autonomous University of Mexico,Campus Iztacala,AP 314,CP 54090,Tlalnepantla,State of Mexico,Mexico)S.NANDINI(UIICSE,Division of Investigation & Postgraduate Studies,National Autonomous University of Mexico,Campus Iztacala,AP 314,CP 54090 Tlalnepantla,State of Mexico,Mexico) 刊名：动物学报ISTIC PKU 英文刊名：ACTA ZOOLOGICA SINICA 年，卷(期)：2005 51(1) 分类号：关键词：轮虫Brachionus rubens 重金属毒性种群增长慢性毒性急性毒性 Rotifera Brachionus rubens Heavy metal toxicity Population growth Chronic toxicity Acute toxicity。

铅镉联合对大鼠肾脏的毒性研究的开题报告

铅镉联合对大鼠肾脏的毒性研究的开题报告
题目：铅镉联合对大鼠肾脏的毒性研究
背景：铅和镉都是普遍存在于环境中的重金属污染物，它们会对人体健康造成很大的危害。

铅和镉的主要靶器官是肾脏，因此研究铅镉联合对肾脏的毒性影响具有重要的意义。

研究目的：本研究旨在探究铅镉联合所引起的肾脏损伤的机制，并通过基因表达和蛋白质组学研究进一步确定其信号通路和靶点，为防范和治疗铅镉污染所致的肾损伤提供科学依据。

研究方法：采用大鼠动物模型进行实验，将大鼠随机分为对照组、铅组、镉组、铅镉组。

每组大鼠按照体重给予不同的剂量铅、镉或铅镉混合污染物，观察肾功能指标及病理学变化，同时采用基因表达和蛋白质组学等分析手段进行深入研究。

预期结果：铅镉联合能够显著增加大鼠肾脏损伤的程度，表现为肾小球系膜细胞增生、肾小球基底膜增厚等；同时，铅镉联合还会影响肾脏相关基因和蛋白质的表达，进一步明确其机制和靶点。

研究价值：本研究将深入探讨铅镉联合毒性对肾脏的影响机制，为认识并防范铅镉联合对人体健康带来的影响提供支持。

同时，本研究结果也可为铅镉联合污染所致的肾损伤的治疗提供新的思路。

镉及镉、锌联合对金鱼的毒性效应的开题报告

镉及镉、锌联合对金鱼的毒性效应的开题报告
一、研究背景及意义
镉和锌都是存在于自然界中的重要金属元素，但在一定浓度下，对生态环境和生命体系均具有毒性影响。

金鱼是一种常见的淡水养殖鱼类，其具有较高的生物灵敏度和适应性，被广泛应用于生态毒理学、水质监测等领域。

因此，研究镉及镉、锌联合对金鱼的毒性效应，对于探讨重金属污染的生态风险，提高环境管理水平具有现实意义。

二、研究内容和方法
1.鱼类试验动物的选取：
选择体长10～12 cm、平均体重约15 g，肝、鳃及肌肉无明显病变、健康状态良好的金鱼，进行实验。

2.试验方案的设置：
通过对金鱼处于不同浓度的镉和锌离子水溶液中的暴露，测定在不同浓度下对其生长和代谢的影响，探究重金属对金鱼的毒性效应。

3.毒理学指标的测定：
记录金鱼的生物学参数以及生理指标变化，如体重、鳃呼吸量、肝脏指数等，以及金鱼各器官的组织形态、细胞微观结构，发现不同浓度下的镉及镉、锌联合对金鱼的影响特征。

三、研究预期结果
通过实验的分析，会产生关于镉及镉、锌联合对金鱼毒性效应的了解。

此外，还将初步探究重金属对金鱼的生态毒理学影响机制，乃至对于生物灵敏度、环境污染物对生态系统的影响等问题进行探讨和研究，有助于推进环境保护工作。