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基于SOM分析的重金属和有机农药对发光细菌急性毒性效应
1
作者
刘信勇
朱利明
+6 位作者
陈珊
郭芳
邹曦
刘洋洋
常志兵
张晓敏
肖新宗
《水生态学杂志》
北大核心
2025年第3期22-31,共10页
系统评估污染物急性毒性,为水污染控制和环境管理提供技术支持。选取10种重金属化合物和10种有机农药作为研究对象,采用ISO推荐的费氏弧菌(Vibrio fischeri)发光抑制法,评估污染物的急性毒性,利用自组织映射神经网络(SOM)分析不同污染...
系统评估污染物急性毒性,为水污染控制和环境管理提供技术支持。选取10种重金属化合物和10种有机农药作为研究对象,采用ISO推荐的费氏弧菌(Vibrio fischeri)发光抑制法,评估污染物的急性毒性,利用自组织映射神经网络(SOM)分析不同污染物的毒性效应。结果表明,不同重金属和农药对发光细菌的急性毒性存在较大差异。根据半抑制效应浓度(EC_(50))值,确定重金属毒性大小排序如下:二氯化汞>硝酸铅>硫酸锌>酒石酸锑钾>氯化铁>氯化镉>硫酸铜>氯化镍>重铬酸钾>氯化锰,其中二氯化汞(EC_(50)=0.37 mg/L)毒性最强,氯化锰(EC_(50)=257.48mg/L)最弱;有机农药毒性大小排序如下:吡虫啉>烟嘧磺隆>啶虫脒>甲霜灵>草甘膦>三唑酮>氟氯氰菊酯>敌百虫>芸苔素内酯>阿特拉津,其中吡虫啉(EC_(50)=9.36 mg/L)毒性最强,阿特拉津(EC_(50)=6044.52 mg/L)毒性最弱。SOM分析表明,毒性较强的污染物(如二氯化汞、吡虫啉)在映射图中聚集于高毒性区域,其EC_(50)值分布范围相近(0.37~30.5mg/L),表明其对发光细菌的毒性机制可能具有相似性;而低毒性污染物(如阿特拉津、敌百虫、芸苔素内酯酯)则分布于另一区域,EC_(50)值跨度较大(2244.92~6044.52 mg/L),毒性差异显著。此外,部分重金属与农药因潜在相似的作用机制或代谢途径呈现邻近分布。研究揭示了重金属与农药对发光细菌的毒性作用规律,证实了SOM在毒性分类与机制探索中的有效性,可为环境化学品的生物毒性测试、突发污染事件的应急监测及生态风险管理提供重要参考依据。
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关键词
发光细菌
急性毒性
重金属
有机农药
自组织映射神经网络
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职称材料
题名
基于SOM分析的重金属和有机农药对发光细菌急性毒性效应
1
作者
刘信勇
朱利明
陈珊
郭芳
邹曦
刘洋洋
常志兵
张晓敏
肖新宗
机构
中国南
水
北调集团中线有限公司
水
利部中国科学院
水
工程
生态
研究所
生态
环境部长江
流域
生态
环境监督管理局
生态
环境
监测
与科学研究中心
流域水生态智能监测预警与保护湖北省重点实验室
出处
《水生态学杂志》
北大核心
2025年第3期22-31,共10页
基金
湖北省重点研发项目(2024BCB064)
中国南水北调集团中线有限公司资助项目(NSBDZX/SH/YW/2022-002)。
文摘
系统评估污染物急性毒性,为水污染控制和环境管理提供技术支持。选取10种重金属化合物和10种有机农药作为研究对象,采用ISO推荐的费氏弧菌(Vibrio fischeri)发光抑制法,评估污染物的急性毒性,利用自组织映射神经网络(SOM)分析不同污染物的毒性效应。结果表明,不同重金属和农药对发光细菌的急性毒性存在较大差异。根据半抑制效应浓度(EC_(50))值,确定重金属毒性大小排序如下:二氯化汞>硝酸铅>硫酸锌>酒石酸锑钾>氯化铁>氯化镉>硫酸铜>氯化镍>重铬酸钾>氯化锰,其中二氯化汞(EC_(50)=0.37 mg/L)毒性最强,氯化锰(EC_(50)=257.48mg/L)最弱;有机农药毒性大小排序如下:吡虫啉>烟嘧磺隆>啶虫脒>甲霜灵>草甘膦>三唑酮>氟氯氰菊酯>敌百虫>芸苔素内酯>阿特拉津,其中吡虫啉(EC_(50)=9.36 mg/L)毒性最强,阿特拉津(EC_(50)=6044.52 mg/L)毒性最弱。SOM分析表明,毒性较强的污染物(如二氯化汞、吡虫啉)在映射图中聚集于高毒性区域,其EC_(50)值分布范围相近(0.37~30.5mg/L),表明其对发光细菌的毒性机制可能具有相似性;而低毒性污染物(如阿特拉津、敌百虫、芸苔素内酯酯)则分布于另一区域,EC_(50)值跨度较大(2244.92~6044.52 mg/L),毒性差异显著。此外,部分重金属与农药因潜在相似的作用机制或代谢途径呈现邻近分布。研究揭示了重金属与农药对发光细菌的毒性作用规律,证实了SOM在毒性分类与机制探索中的有效性,可为环境化学品的生物毒性测试、突发污染事件的应急监测及生态风险管理提供重要参考依据。
关键词
发光细菌
急性毒性
重金属
有机农药
自组织映射神经网络
Keywords
luminesscent bacteria
acute toxicity
heavy metals
organic pesticides
Self-Organizing Map neural network analysis
分类号
R994.6 [医药卫生—毒理学]
X592 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于SOM分析的重金属和有机农药对发光细菌急性毒性效应
刘信勇
朱利明
陈珊
郭芳
邹曦
刘洋洋
常志兵
张晓敏
肖新宗
《水生态学杂志》
北大核心
2025
0
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