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

摘要

为明确水体中常见的钙镁钾离子混合物对重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺、Cd²⁺和Fe³⁺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Zn²⁺>Cd²⁺>Cu²⁺>Fe³⁺>Cr⁶⁺,在添加不同浓度Ca²⁺-Mg²⁺-K⁺混合液后重金属离子的毒性降低，当Ca²⁺、Mg²⁺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Ca²⁺-Mg²⁺-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；Ca²⁺-Mg²⁺-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。

关键词

重金属离子 / 联合毒性效应 / 兴奋刺激效应 / 明亮发光杆菌T3

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2019YFB2103003)