铜(Ⅱ)离子

铜(Ⅱ)离子（精选十篇）

铜(Ⅱ)离子 篇1

含铜废水产生于矿山、冶炼及加工电镀等一系列加工利用铜的工业中。含铜废水的处理方法主要有:置换法、离子交换法、化学中和法、吸附法。离子交换技术是一种液相组份分离技术, 具有优异的分离选择性与很高的浓缩倍数, 操作方便, 效果突出。因此采用离子交换可以实现从废水中去除重金属离子或分离物质。离子交换树脂对废水中重金属离子的选择性分离, 可以更好地实现废水中重金属离子的处理和重金属离子的回收, 对于重金属废水处理的应用有着重要的意义。

1 实验部分

1.1 实验原料及设备

采用经石灰中和法处理后的铜冶炼废水进行研究, 采用北京赛默飞世尔公司生产的金属元素测试仪ICP-AES。

1.2 实验所用树脂

D851树脂是在特殊大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有弱酸性亚胺二乙酸基[-CH2N- (CH2OOH) 2]的螯合树脂。该产品能在很大范围内, 甚至从高浓度的溶液中固定、鏊合一种或几种特定的阳离子。主要用于高价金属离子和过渡元素的分离、提纯, 尤其适用于离子隔膜碱生产过程中, 盐水中锶的含量接近或高于钙含量时盐水的二次精制, 对钙、镁具有较高的选择性, 并具有较高的交换容量。其相关理化性质为含水量55%~65%, 最高使用温度90℃, 不溶于水、酸、碱及有机溶剂等。

1.3 离子交换静态实验研究

1.3.1 树脂吸附平衡时间及速率分析

称取树脂600mg (3个平行样, 3个空白) 分别置于250m L三角烧瓶中, 加入10mg/L重金属浓度标准溶液100m L置于恒温摇床中, 在200±lr/min、25±0.5℃条件下分别吸附5min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、120min, 通过ICP检测仪检测铜的浓度。

1.3.2 树脂吸附温度试验

称取树脂600mg (3个平行样, 3个空白) 分别置于250m L三角烧瓶中, 加入10mg/L重金属浓度标准溶液100m L置于恒温摇床中, 在200±lr/min、25±0.5℃条件下在室温20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃振荡30min和60min后各取一次样, 通过ICP检测仪检测铜的浓度。

1.3.3 树脂用量试验

将20ml1000mg/LCu SO4储备液稀释至10mg/L, 调节p H。称取树脂0mg、20mg×6、40mg×6、60mg×6、80mg×6、100mg×6、120mg×6、140mg×6 (3个平行样, 3个空白) 分别置于250m L三角烧瓶中, 加入100mg/L重金属浓度标准溶液100m L置于恒温摇床中, 在200±lr/min、25±0.5℃条件下吸附30min和60min后分别取样, 通过ICP检测仪检测铜的浓度。

1.3.4 树脂吸附p H值实验

将20ml1000mg/LCu SO4储备液稀释至10mg/L, 用稀盐酸和氢氧化钠调节p H分别为1、2、3、4、5、6、7。用一次性注射器分别取所用原液并经滤膜注射到10ml离心管中, 测总重金属含量和溶解态重金属含量。称取树脂600mg (3个平行样, 3个空白) 分别置于250m L三角烧瓶中, 加入不同p H的10mg/L重金属浓度标准溶液100m L置于恒温摇床中, 在200±lr/min、25±0.5℃条件下振荡30min后, 取样并通过滤膜注射到10ml离心管中, 通过ICP检测仪检测所取样液中铜的浓度。

1.3.5 重金属浓度试验

将储备液分别稀释至10、20、50、100、150、200mg/L, 调节p H至最佳p H值。称取树脂600mg (3个平行样, 3个空白) 分别置于250m L三角烧瓶中, 加入不同浓度重金属浓度标准溶液100m L置于恒温摇床中, 在200±lr/min、25±0.5℃条件下振荡30min后, 取样并通过滤膜注射到10ml离心管中, 通过ICP检测仪检测所取样液中铜的浓度。

2 结果与讨论

2.1 时间对离子交换树脂吸附量的影响

通过实验发现, 在吸附时间为0~60min内, 树脂的吸附容量与Cu2+去除率随吸附处理时间的增长而增加, 并且增加趋势相当明显, 增长趋势基本一致, 而溶液中Cu2+浓度随处理时间的增长而降低。在这段时间内, 树脂吸附未达到饱和, 并且因为处理时间较短, 水中的部分Cu2+还没来得及扩散到树脂的有效交换位置与树脂的活动离子发生离子交换反应, 导致吸附量较低, Cu2+剩余浓度较高。吸附时间达到60min后, Cu2+与树脂的活动离子充分发生交换反应, 树脂基本达到吸附饱和状态, 树脂的吸附容量与Cu2+去除率增加趋势相当缓慢, 使处理液中的Cu2+浓度趋于稳定, 处理效果较好。所以本实验的最佳吸附时间为60min。

2.2 温度对离子交换树脂吸附量的影响

通过实验发现, 在40℃前, 树脂的吸附容量随吸附温度的升高而增加, 且增加趋势较为明显。40℃到50℃, 树脂的吸附容量增加较为缓慢, 逐渐吸附饱和, 50℃之后, 吸附容量有降低的趋势。离子交换树脂的吸附过程需要一定能量, 适当的温度有利于向交换反应的方向进行。但温度太高时, 由于溶液中酸的影响, 离子交换树脂热分解加快, 会使离子交换树脂物理化学性能变差, 影响其稳定性, 并会增加能耗和影响离子交换树脂寿命。所以实际吸附温度不应超过40℃。

此外, 在40℃之前, Cu2+去除率随温度的升高逐渐增大, 溶液中Cu2+浓度随温度的升高逐渐减小。40℃之后, 不论反应时间是30min还是60min, 变化趋势均趋于平缓, 主要是因为40℃的树脂吸附性能最好, 单位吸附容量最高。

2.3 树脂量对离子交换树脂吸附量的影响

树脂的吸附容量随树脂投加量的变化见图1, 溶液中Cu2+浓度和Cu2+去除率随树脂投加量的变化见图2。

从图1中可见, 在Cu2+初始浓度为10mg/L, 反应温度为25℃, 初始p H值为5.0的反应条件下, 在树脂投加量为0至0.06g的条件下, 不论是吸附30min还是60min, 树脂的吸附容量都是增加的, 而且增加趋势明显。在树脂投加量为0.06g时, 吸附容量达到最大值, 此时去除率为40%。当树脂投加量超过0.06g时, 树脂的吸附容量随树脂投加量的增加而减小。这一趋势说明对Cu2+浓度为10mg/L的溶液, 当树脂投加量为0.06g左右时, 树脂充分发挥了吸附效能, 如果此条件下的其他条件都为最佳条件, 相应的去除率将会有很大程度的提高, 也可以满足水质要求, 具体分析实验见离子交换树脂动态吸附实验。

从图2中可见, 在Cu2+初始浓度为10mg/L, 反应温度为25℃, 初始p H值为6.0的反应条件下, 在树脂投加量为0至0.06g的条件下, 不论是吸附30min还是60min, 在树脂投加量为0至0.08g的条件下, Cu2+的去除率随树脂的投加量增加较为显著, 溶液中Cu2+浓度减少速度也比较快。在树脂投加量为0.08g的条件下, 30min和60min Cu2+的去除率分别达到50%和65%。随着树脂投加量的继续增加, Cu2+去除率的上升幅度逐渐较为平缓, Cu2+浓度减少趋势也随之减缓。在树脂投加量由0.06g增加到0.14g的条件下, 30min和60min Cu2+去除率分别增加了10%和15%。在溶液中重金属离子浓度一定的条件下, 树脂投加量的增加会增加溶液中树脂活性吸附点位, 从而降低吸附后溶液中残余的重金属离子浓度。

2.4 p H值对离子交换树脂吸附量的影响

树脂的吸附容量随初始p H值的变化见图7, 溶液中Cu2+浓度和Cu2+去除率随初始p H值的变化见图8。

从图3、4中可见, 在Cu2+初始浓度为10mg/L, 反应温度为25℃, 树脂投加量为0.1g的条件下, 在p H值为1至5.5的条件下, 树脂的吸附容量与Cu2+去除率随p H值的升高而逐渐增加, 并且增加趋势较为显著, 而溶液中Cu2+浓度逐渐减小, 趋势正好相反。在p H值为5.5时, 树脂的吸附容量和Cu2+去除率达到最大值, 溶液中Cu2+浓度达到最小值。当p H值超过5.5时, 树脂的吸附容量与Cu2+去除率随p H值的升高而逐渐减小, 溶液中Cu2+浓度逐渐变大。在p H<5.5时, 随着溶液酸度的增强, 离子交换树脂吸附量及Cu2+去除率逐渐减少, 这是由于酸度增强, 溶液中的H+浓度增大, 降低了离子交换树脂中可交换基团的解离度, 从而吸附量减少。当p H>5.5时, 随着p H值的增加, 由于离子的水解效应, 降低了溶液中各种离子的质量浓度, 从而吸附量会相应减少, 去除率降低。因此, 离子交换树脂的最佳吸附p H值约为5.5。

2.5 重金属浓度对离子交换树脂吸附量的影响

通过实验发现, 随着初始重金属浓度的增加, 树脂的吸附容量呈现先增加后趋于稳定的趋势, 在初始重金属浓度为75mg/L至100mg/L中的某一浓度值时, 树脂单位吸附容量达到最大值, 树脂达到吸附饱和状态。分析可知, 0.1g的树脂所能处理的重金属溶液浓度最大值为50mg/L, 此时去除率仅为60%, 如果实际应用中要处理高浓度废水, 则应提高树脂投加量。将其他条件变为相应的最佳条件则吸附容量以及去除率均可以提高, 吸附容量曲线将向上平移, 去除效果更好。

此外, 随着初始重金属浓度的增加, Cu2+去除率越来越低, 溶液中Cu2+浓度越来越高。树脂的吸附容量是有一定限度的, 初始溶液浓度在50mg/L之后, 溶液的浓度超过了树脂所能吸附的最大量, 树脂已经饱和, 所以去除率越来越低, Cu2+浓度越来越大, 并呈线性增长。初始溶液浓度在100mg/L之前, 由于吸附时间仅为30min, 重金属离子来不及与树脂发生充分交换反应, 而且实验所用标准使用液浓度增加幅度较大, 所以去除率也是下降的趋势。

3 结语

本文采用树脂静态吸附实验对铜冶炼废水中Cu2+进行研究, 可得出D851型树脂的最佳吸附时间为60min, 最佳吸附温度为35℃, 最佳吸附p H值为5.5, 0.1g树脂在实验条件下所能处理的最大溶液浓度为100mg/L, 但去除率较低, 通过反应条件优化和增加树脂投加量可以提高其去除率。

摘要：为了探究铜冶炼废水中Cu2+的处理方法, 本文选用D851型离子交换树脂处理废水中的Cu2+, 通过离子交换树脂静态吸附实验确定了该树脂的最佳使用条件, 最佳反应时间为60min, 最佳反应温度为35℃, 最佳反应p H值为5.5。

关键词：冶炼废水,树脂,离子交换,静态

参考文献

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铜(Ⅱ)离子 篇2

以铜离子为模板的褐藻酸凝胶对铜离子的选择性富集研究

以铜离子为模板,制备了褐藻酸凝胶(Cu-alginate),通过吸附实验及过柱渗滤实验, 试验了该吸附剂对铜离子的选择性吸附性能,并且采用该吸附剂富集了自来水中微量的Cu2+, 结合原子吸收法测定了水样中Cu2+的`含量.结果表明:该吸附剂对Cu2+有较高的选择性吸附性能,显著优于一些化学合成铜离子模板缩聚物及非铜模板褐藻酸凝胶(如Ca-alginate),非重金属离子(如K+、Na+、Ca2+)及某些重金属离子(如Ni2+、Cd2+)等对Cu2+的吸附均不产生明显干扰.用该吸附剂富集水中的微量铜离子,回收率可达97.7%.

作 者：邬建敏 王永尧 杨晨磊 作者单位：浙江大学理学院化学系,杭州,310029刊 名：分析化学 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY年，卷(期)：30(12)分类号：O65关键词：褐藻酸凝胶 铜离子 离子模板聚合物 吸附

铜离子对金鱼肝脏、肾脏的病理影响 篇3

关键词：Cu2+；金鱼；组织结构

铜在水产养殖中作为渔药经常使用，可以用来杀灭某些小型寄生虫如原生动物、单殖吸虫等；还可用来作为除藻剂杀死或去除丝状藻等。常用的铜有硫酸铜、螯合铜等，其共同特点是利用铜离子来起杀灭作用，但是当铜离子浓度超过水生动物的耐受范围时，则会引起其中毒，对某些低浓度时，水生动物外表无行为特征，但有内部组织结构破坏的中毒应该引起重视。本文从病理学角度利用常规组织切片的方法，探讨铜离子对金鱼的主要代谢器官-肝脏和主要排泄器官-肾脏的组织结构影响，以期为水产养殖中正确使用含铜药剂并使其更好地发挥疗效提供科学依据；同时为保护渔业种质资源，制定渔业水质标准提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验鱼 试验用鱼为200条体长（3±0.3 cm）的金鱼，于秦皇岛花卉市场购买。

1.1.2 主要试剂 3 讨论

将实验鱼放入药液中和对照组时，均出现了金鱼剧烈游动的情况，这可以理解为金鱼对环境突变的应激反应。

在硫酸铜药浴过程中，金鱼表现出体表和鳃黏液大量分泌且与浓度呈正相关，这是由于金鱼受到硫酸铜刺激后的机体自身免疫反应。金鱼表现出异常游泳的症状，可能为铜损伤了其神经系统，这与多数重金属对水生动物的影响相符。

肝脏是鱼的主要代谢器官，铜进入鱼体后要通过肝脏的代谢才能钝化、灭活，因此，肝脏是铜对金鱼危害的主要靶器官。中毒鱼肝脏主要表现为肝细胞空泡变性和大面积溶解性坏死。由于铜主要分布并储存于肝脏，肝细胞的严重变性和坏死导致肝脏功能下降，必然造成铜在鱼体内的蓄积，加重毒性反应，从而导致体内物质代谢障碍，也必然加速中毒鱼死亡。

肾脏是鱼的主要排泄器官和次要造血器官，铜进入鱼体后要通过肾脏才能排出体外，因此，肾脏也成为铜对金鱼危害的主要靶器官。中毒鱼的肾脏主要表现为肾小管细胞出现颗粒变性和严重变性的细胞坏死、溶解。肾脏的变性和坏死会导致肾脏的排泄功能下降，从而加剧了铜在鱼体内的蓄积，导致鱼的铜中毒情况向更深层发展。

（收稿日期：2014-08-03；修回日期：2014-08-05）

铜(Ⅱ)离子 篇4

关键词：铜离子,多极治疗,内痔出血

内痔发病率很高,尤其是出血的内痔。铜离子电化学治疗仪是用于治疗内痔的专用仪器,用于临床已有10余年之久,治疗患者几万人次,均收到了很好的效果。这一先进技术得到推广以后,中关村医院在近2年也进行了应用,也同样受到了很好的疗效。

1 资料与方法

1.1 资料来源

中关村医院及北大医院在2008年1月至2009年11月期间用多极治疗针共治疗了537例内痔出血的患者,疗效满意,现总结如下:

临床资料:共治疗单纯性内痔出血患者537例。其中男性患者387例,女性患者150例。年龄最大的64岁,年龄最小21岁,平均46.2岁。见表1。

病史最长的间断性发作30余年,最短的10d,均为近期内出现便血并经保守治疗1周以上而不见好转者。临床表现为无痛性便血10滴(自述)以上至喷射状出血者。治疗各期内痔及分组见表2。

1.2 仪器设备

用含铜量99.9%的纯铜制成直径0.7mm的针型电极(简称铜针),铜针分正负极,在治疗过程中,采用多极同时治疗的方法进行,同极间距不能太近,一般采用正负极交替的方法。铜针正负极在治疗过程中自动互换,它的作用范围是以刺入部位为中心周围10～15mm³,铜针两极间距一般设定为7～10mm。使用CHAT—5302/MP铜离子电化学治疗仪(简称治疗仪),选择治疗仪设定的治疗值进行治疗。

1.3 治疗方法

患者取左侧卧位,常规消毒皮肤,肛门用周围浸润性封闭式麻醉。麻醉后,扩开肛门,用新洁尔灭消毒肠腔。将一次性肛门镜轻柔的插入肛门内,检查确定出血部位。根据痔核的大小、多少来决定此次治疗的方案。用干棉球擦拭干净肠腔内的分泌物及粪便,再用新洁尔灭棉球常规消毒治疗部位的黏膜。将特制的铜针电极刺入痔核内,根据痔核大小决定刺入深度,一般深度8～15mm,并且根据痔核的大小刺入多个电极,同时通电,按治疗仪自动设置好的参数进行同时治疗。治疗后仪器自动关闭,轻轻地逐个取下或用棉球压住铜针刺入部位的黏膜慢慢的取下铜针。治疗后治疗部位放置消炎栓或止血剂,用以保护治疗部位。一个较大痔核可同时治疗2～3针,但铜针最好不要同时刺入同一个痔核,如需要可拉开间距,并且注意各针之间的正负极。治疗时要注意观察痔核部位的变化。

2 结果

2.1 疗效标准

根据中华医学会肛肠组制定的全国统一标准。痊愈:症状消失,痔核消失或全部萎缩。好转:症状改善,痔核缩小或大部分萎缩。未愈:症状及体征均无变化[1]。

2.2 治疗后疗效观察

共计537例,均以出血为主要症状。术后进流食2d,第3天开始第一次复查,复查后恢复正常饮食及排便,生活恢复正常规律。此后每周复查一次,,一般复查4～5次。治疗后1周内排便不再出血者,一度有142例,占142例的100%。二度128例,占162例79.01%,34例出血量减少,占20.99%。三度167例,占233例的71.67%,66例出血量减少,占28.33%。2周后复查不出血者:一度142例未在出血。二度159例,98.14%。3例便后手纸有血迹,占1.86%。三度198例,占233例的84.97%。35例明显减少,占15.03%。1个月后复查不出血者:一度142例,占100%。二度162例,占100%。三度233例,占100%。见图1～图3。

2.3 随访

均采取电话随访,共随访512例,占95.34%,失访者25例,占4.66%,被访者均以治疗半年以上。5例术后半年以内又有少量出血,占随访人数的0.93%,经用药保守治疗出血停止,治疗后未见复发出血现象。

3 讨论

通过537例患者的治疗,自己的体会是,首先要选择好适应症,要考虑患者的具体情况,根据痔核的大小,多少决定铜针的数量。如果是多个大小不等的痔核,应采取先大后小的治疗方法;只有根据不同情况采取不同的治疗针数才能达到最佳的效果。在进针方面本人认为以45°角为最佳角度,这样才能使铜离子在痔核内比较均匀的扩散,痔组织较均匀的接受铜离子,达到最佳的治疗效果[2]。如较大的痔核要分层次进行治疗,只有这样痔核内的血管才能避免铜离子分布不均匀,血管萎缩才能全面。只有采取不同的治疗方式、方法,才能使铜离子发挥最佳治疗效果。多极治疗的优势是即缩短治疗时间又保证治疗效果,使患者感到手术比较简单,思想压力减轻,不畏惧治疗。

参考文献

[1]常宝志,黄莚庭,胡章顺.中华现代外科学杂志.2007,3(4):168-170.

铜(Ⅱ)离子 篇5

将天然蛭石进行处理制备出改性蛭石.在静态条件下,对改性蛭石处理含铜废水进行了研究,探讨了改性蛭石用量、废水酸度、接触时间、温度对除铜效果的`影响.结果表明,在废水pH值5.0～7.0、Cu2+浓度0～100 mg/L范围内,按Cu2+与改性蛭石质量比为1/30投加改性蛭石进行处理,Cu2+去除率可达98%以上,且处理后废水pH值为7.62,废水近中性.含Cu2+为28.6 mg/L的电镀废水经改性蛭石处理后,废水中Cu2+含量为0.36 mg/L,Cu2+含量显著低于国家排放标准.

作 者：罗道成 刘俊峰 LUO Dao-cheng LIU Jun-feng 作者单位：湖南科技大学化学化工学院,湖南,湘潭,411201刊 名：材料保护 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MATERIALS PROTECTION年，卷(期)：39(5)分类号：X781.1关键词：废水处理 含铜电镀废水 改性蛭石 吸附性能

铜离子对蟾蜍蝌蚪红细胞影响的研究 篇6

近些年,对整个生物圈范围内两栖类动物种类的调查发现,世界各地的两栖类动物的数量逐渐减少,进而引起对该事件的关注[2]。蟾蜍蝌蚪是两栖动物变态前45~50 d的幼体状态,细胞分裂旺盛,对水中含Cu2+毒物反应灵敏度比较高[3,4],并且蟾蜍蝌蚪的红细胞体积比较大,易于进行微核观察,因此检测水体污染,蟾蜍蝌蚪是一种比较理想的动物。

试验选择观察蟾蜍蝌蚪的微核作为Cu2+毒理作用的指标,研究Cu2+对蟾蜍蝌蚪红细胞微核及核异常的影响,全面深入了解Cu2+对蟾蜍蝌蚪的毒害作用,进而为地方水环境监测和治理提供科学依据。

1 材料

1.1 试验动物

2014年4月末,于吕梁市离石区吕梁学院新校区自然状态下的湖水中采集自然抱对产卵、孵化出蝌蚪、即将处于变态期的蟾蜍蝌蚪带回实验室[5],体重为(0.196±0.002)g,体长(2.0±0.5)cm,暂养于容积为4 L的聚乙烯塑料桶内1周,桶中装有经曝气的自来水,并不断充气,水温约为19℃,p H值约为7.85,2~3 d换水1次,每天投放1次蝌蚪饲料。试验时选择处于45~50 d的变态期,并且发育状态比较好的个体(体型相似,没有任何损伤,较为鲜活,反应灵敏)。

1.2 试验试剂及仪器

五水硫酸铜均为分析纯,购自天津市光复科技发展有限公司(分子式为Cu SO4·5H2O,相对分子质量为249.68);氯化钠,购自上海市光复科技发展有限公司(分子式为Na Cl,相对分子质量为58.5,氯化钠的含量≥99.9%)。甲醇33 m L,细胞缓冲液:Na Cl0.7 g,中性红3 mg,结晶紫1.5 mg,甲醛溶液4 m L,加水至1 000 m L,混匀。试验前再稀释成所需的各浓度。血细胞计数板高为0.1 mm,1/400 mm2规格是25×16型。电子分析天平,由沈阳龙腾电子有限公司生产;广泛p H试纸、药匙、烧杯、量筒、滤纸、玻璃棒、胶头滴管、橡胶手套、解剖刀、镊子、解剖针、温度计、试管、曝气的自来水,均由吕梁学院生命科学系提供;用双蒸水配制母液。

2 方法

2.1 染毒

选择来源相同,发育状况和体重相接近(体重为0.2 g左右,体长为0.25 cm左右)的蟾蜍蝌蚪。在动物解剖实验室内,用曝气后的自来水驯养几天后随机放入Cu2+浓度分别为0.010 mg/L、0.015 mg/L、0.020 mg/L、0.025 mg/L、0.030mg/L的试验组和对照组水中[1],每组投放30只蟾蜍蝌蚪。并在24 h、36 h、42 h 3个时间段内将蟾蜍蝌蚪分别转移到经曝气后的自来水中,处死取血。同一时间、各浓度中随机取10只蟾蜍蝌蚪进行采样处理,并拍照记录异常情况,及时清理死亡的蟾蜍蝌蚪,以免其污染水体,影响试验效果[6]。

2.2 蝌蚪取血与涂片的制备

选取大小和体重相差不多的蟾蜍蝌蚪,吸干体表水分,选取蟾蜍蝌蚪尾部和腮部的组织进行取血:首先剪去蟾蜍蝌蚪的尾巴,然后将蟾蜍蝌蚪放进装有细胞缓冲液的烧杯中浸泡,半分钟后取出进行解剖,选取腮部组织再次浸泡到细胞缓冲液中(时间为3~4 min),观察细胞时一只手挤压胶头滴管吸取液体,同时另一只手要振荡烧杯,使细胞缓冲液与蟾蜍蝌蚪血充分混合。

取干净的血细胞计数板,在计数区盖上干净的盖玻片,从计数板中间平台两边的凹槽内沿盖玻片的下边缘滴入1滴红细胞溶液(不宜过多),利用红细胞溶液液体的表面张力充满计数区,不要产生气泡,并用吸水纸吸去沟槽中流出的红细胞溶液,放在电子显微镜下进行观察。

2.3 数据的统计分析

用血细胞计数板进行观察和记数,观察计数区的1,2,3,4,5这五个区域,分别为右上、右下、左上、左下、中间的5个大方格(80个小方格)。每组观察5个计数板,每个计数板统计800~1 000个红细胞,记录微核及核异常的细胞数,并选取比较典型变异的红细胞拍照,观察结果以千分率(‰)表示。

微核细胞率(‰)=具有微核的细胞总数/观察细胞总数×1 000‰;核异常细胞率(‰)=具有核异常(除去微核红细胞数)的细胞总数/观察细胞总数×1 000‰;总和异常细胞率=微核细胞率+核异常细胞率[4,5,6,7,8,9,10]。

试验数据采用Excel软件包进行统计学分析,及时运用显微分析系统收集典型的微核和核异常的红细胞图像。

3 结果与分析

结果见289-290页彩图1、图2、290页彩图3、表1~4。

由289-290页彩图1、图2、290页彩图3可知,Cu SO4·5H2O处理24 h、36 h 5个试验组均可引起蟾蜍蝌蚪红细胞的微核细胞率的增加,同时也会引起核异常细胞率的增加,而每个浓度组的微核细胞率均比核异常细胞率小。在Cu2+浓度为0.030 mg/L时微核细胞率有所下降,其下降原因可能是高浓度的Cu2+抑制了蟾蜍蝌蚪红细胞的分裂,蝌蚪红细胞总数中新生成的红细胞和含有微核的红细胞数所占的比例降低[7]。Cu2+浓度为0.025 mg/L时,微核细胞率达到最大值,Cu2+浓度为0.030 mg/L时,核异常细胞率达到最大值,微核细胞率和核异常细胞率没有同时达到最大值。

注:与对照组相比,数据肩标#表示差异不显著(P>0.05),*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01)。

由表4可知,不同浓度的Cu2+均可以诱发蟾蜍蝌蚪的红细胞核产生微核,并且与对照组的微核相比有一定差异。在24小时时Cu2+浓度为0.010 mg/L与对照组相比差异不显著(P>0.05)。在24小时时Cu2+浓度为0.015 mg/L和36小时时Cu2+浓度为0.010 mg/L与对照组相比差异显著(P<0.05),在其他时间和浓度条件下试验组与对照组都存在极显著差异(P<0.01)。

由图2可知,Cu2+浓度为0.030 mg/L时在24 h、36 h、42 h这3个时间段内微核细胞率、核异常细胞率和总核异常细胞率相比较。随着时间的延长,微核细胞率和核异常细胞率均在缓慢的增大,表明Cu2+在蟾蜍蝌蚪体内具有一定的富集性,毒物在蟾蜍蝌蚪体内富集的越来越多,对蝌蚪身体造成的伤害就越严重,进而影响红细胞的分裂,造成红细胞的分裂不正常,出现微核细胞和核异常细胞现象,因此微核细胞率和核异常细胞率也均增加[7]。

由290页彩图3可知,不同时间段、不同浓度条件下的微核细胞率、核异常细胞率和总细胞异常率的关系。总的趋势是随着浓度的增加和时间的延长微核细胞率、核异常细胞率和总核异常细胞率都在增加。说明铜离子在蟾蜍蝌蚪体内有一定的毒害效应和富集效应。

4 讨论

由试验可以得出,Cu2+对蟾蜍蝌蚪具有较大的毒害作用,说明蟾蜍蝌蚪的红细胞微核率随着Cu2+浓度的增大和时间的延长呈逐渐升高的趋势,与对照组相比差异极显著(P<0.01),这说明本试验体系可靠。由此可知,Cu2+对蟾蜍蝌蚪的毒害作用有一定的时间效应和浓度效应。浓度效应:随着Cu2+浓度的增加,蟾蜍蝌蚪的微核细胞率、核异常细胞率和总核异常细胞率均升高,说明随着Cu2+浓度的增加其毒害程度也在加剧。时间效应:随着毒染时间的延长,蟾蜍蝌蚪的微核细胞率、核异常细胞率和总核异常细胞率也缓慢上升,说明Cu2+在蟾蜍蝌蚪的体内具有一定的富集作用,随着时间的延长,Cu2+在蟾蜍蝌蚪体内富集的越来越多,造成的伤害也越来越严重[7,8]。

微核的产生是因为由染色体的无着丝点片断或纺锤体损伤而失去的整个染色体,在分裂后期仍留在细胞质中或因核膜受损后核物质向外突出并延长,形成一个或几个嗜染性与细胞核相似但比较小的小体。所有进行分裂的细胞,在染色体断裂的作用下均能产生微核[9]。一般认为,小微核是由染色体断裂产生的无着丝粒片段形成的,大微核是由纺锤丝断裂造成的一条或一组染色体滞后形成的[10]。然而,有时微核细胞率下降是因为微核率还取决于细胞分裂的速度[3],可能是高浓度的Cu2+抑制了蟾蜍蝌蚪红细胞的分裂,蟾蜍蝌蚪新产生的红细胞及含有微核的红细胞占红细胞总数的比例减少[4]。

参考文献

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铜(Ⅱ)离子 篇7

《2004年度中国动物源性食品有毒有害物质监控计划》中将养殖虾和鳗鱼中孔雀石绿和孔雀石绿的限量要求规定为“不得检出”, 并规定检验方法的检出限为 2μg/kg。

目前已建立的关于孔雀石绿的检测方法主要为高效液相色谱法[2,3,4,5]、高效毛细管电泳[6]、共振瑞利散射[7]、酶联免疫吸附分析法[8]等。

本文采用电化学分析方法对铜与孔雀石绿 (简称MG) 的配合物进行研究。实验发现, 铜-孔雀石绿配合物在NH4Cl溶液中于-0.69V (vs.SCE) 产生灵敏的吸附波, 该波可用于孔雀石绿的测定, 线性范围为 2.5×10-7～1.25×10-4mol/L, 检出限可达到 1.0×10-7mol/L, 方法稳定, 波形明晰。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 主要仪器

JP-2A型示波极谱仪, 成都仪器厂;MEC-12多功能微机电化学分析仪, 江苏电分析仪器厂;三电极系统 (工作电极为滴汞电极, 参比电极为饱和甘汞电极, 辅助电极为213型铂电极) ;pH-3C酸度计, 上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂。

1.1.2 主要试剂

5.0×10-4mol/L MG标准溶液:准确称取0.0091g MG, 用石英亚沸二次蒸馏水溶解后转入50mL容量瓶中定容, -4℃以下保存。

Cu2+标准溶液:1000μg/mL, 国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院, 用时稀释到所需浓度。

NH4Cl溶液:1mol/L。

其余试剂均为分析纯, 水为石英亚沸二次蒸馏水。

1.2 实验方法

准确移取MG溶液与Cu2+标准溶液适量于10mL容量瓶中, 摇匀, 加入NH4Cl溶液, 定容, 在-0.50～-1.00V范围内进行阴极化扫描, 记录二阶导数极谱波, 依据此波进行配合物形成条件及配位机理的研究。循环伏安法用悬汞电极为工作电极, 饱和甘汞电为参比电极, 铂丝为对电极的三电极系统, 用MEC-12多功能微机电化学分析仪进行研究。

2 结果与讨论

2.1 配合物极谱波

在扫描范围为-0.50～-1.00V之间, 铜-孔雀石绿配合物其二阶导数极谱波如图1, 由图可以看出, NH4Cl溶液本身无峰 (曲线a) , NH4Cl溶液加入MG也无峰 (曲线b) , 当介质中同时加入Cu2+和MG后, 于-0.69V处产生一灵敏的极谱波 (曲线c) , 此波即为Cu2+-MG配合物的极谱吸附波。当固定Cu2+浓度, 峰电流随着MG浓度的增加而线性增加。据此建立了测定MG的新方法, 并研究了测试的最佳实验条件。

a-NH4Cl溶液;b-NH4Cl溶液+MG;c-NH4Cl溶液+Cu2++MG

2.2 最佳条件的选择

2.2.1 支持电解质及用量选择

试验了Cu2+-MG配位体系在HAc-NaAc、KNO3、Britton-Robinson缓冲溶液、KCl、NH3-NH4Cl缓冲溶液、NH4Cl中的还原波, 其中孔雀石绿的浓度为 1×10-5mol/L, 考察其对ip的影响, 结果表明在KCl、NH3-NH4Cl缓冲溶液和NH4Cl中均有峰, 而在NH4Cl溶液中, 配合物极谱波的波形好, 灵敏度高, 故选择NH4Cl溶液作为支持电解质。

实验还表明, 支持电解质NH4Cl溶液的浓度对配合物峰电流的大小有影响。配制一系列浓度 0.1～1.0 mol/L的NH4Cl溶液, 测试Cu2+-MG在不同浓度的NH4Cl溶液中产生的极谱波高, 结果表明当NH4Cl溶液浓度为 0.5 mol/L时, 峰电流最大, 故本实验选NH4Cl溶液的浓度为0.5mol/L。

2.2.2 扫描的起始电位对极谱波的影响

实验证明:在NH4Cl缓冲溶液中, Cu2+-MG配合物的峰电流与起始电位有关, 对定量测定有影响, 起始电位越正, 峰电流越大, 所以实验时应该固定起始电位, 本实验选择扫描的起始电位为-0.50V。

2.2.3 Cu2+的最佳用量

Cu2+的用量对峰电流影响较大, 当Cu2+浓度过低时, 观察不到配合物的还原峰或波形不好, 因此, 固定Cu2+浓度为3.0×10-5mol/L, 改变MG的用量, 按实验方法测定极谱波。

综上所述, 在0.5mol/L NH4Cl溶液中, Cu2+与MG可形成配合物, 该配合物在-0.69V处产生一不可逆还原波, 可依据此波进行配合物性质的研究。

2.2.4 线性范围及检出限

Cu2+-MG配合物峰电流与MG的浓度在2.5×10-7～1.25×10-4mol/L范围内呈线性关系。线性回归方程为y=0.0639x-0.0037, 线性相关系数r=0.9985, 检出限为 1.0×10-7mol/L。

2.2.5 稳定性及重现性

在 0.5mol/L的NH4Cl溶液中, Cu2+浓度固定为 3.0×10-5mol/L, MG浓度在 2.5×10-6～3.0×10-5mol/L范围, 溶液在2h内测定, 峰电流和峰电位均无明显变化。对于浓度为 1.0×10-5mol/L的MG进行10次测定, RSD为2.0%。

2.2.6 共存离子的影响

取cMG= 1.0×10-5mol/L, 测定误差不超过±5%时, 允许共存离子的倍数为 (括号中是倍数) :Na+ (500) 、K+ (500) 、Mg2+ (200) 、Ca2+ (100) 、CO2+ (50) 、Bi3+ (50) 、Fe3+ (50) 、Fe2+ (50) 、Mn2+ (20) 、Sn2+ (20) 、Zn2+ (30) 。相同浓度的Pb2+、Cd2+和Ni2+干扰测定。

2.2.7 样品分析及回收率

2.2.7.1 水样分析

分别取水样1、水样2、水样3、水样4各5mL, 分别加入NH4Cl溶液5mL和Cu2+标液200μL, 测定其峰电流, 往上述水样中加入孔雀石绿标准溶液, 进行回收率的测定, 结果如表1。

2.2.7.2 土样分析

从四个不同养殖场鱼池采取底泥土若干, 自然风干后, 于40℃烘箱中干燥4h, 研细, 过100目筛, 得到土样。分别称取2.00g该土样于4只50mL的碘量瓶中, 加入二次水10mL, 超声波振荡10min, 2000r/min离心15min, 取上层清液, 待用。

分别取上述提取液1mL于10mL容量瓶中, 分别加入NH4Cl溶液5mL、Cu2+标液200μL稀释并定容至10mL, 在上述最佳条件下测定土样中的MG含量, 并用标准加入法测定方法的回收率。结果见表2。

2.3 机理研究

2.3.1 配合物极谱波的确定

在NH4Cl溶液中, 当Cu2+与MG以1:2的摩尔比混合时, 在-0.69V处产生一新的还原峰, 而Cu2+的还原峰 (-0.48V) 明显降低。当Cu2+与MG以1:4比例混合时, -0.69V处的还原峰增大, 而Cu2+的还原峰消失。以上实验说明-0.69V的还原波应为Cu2+与MG形成配合物后所产生的极谱波。

2.3.2 配合物组成的确定

采用等摩尔系列法, 取cCu2++cMG=1.0×10-5mol/L, 连续变化二组分的浓度比, 测得配合物的组成为Cu2+:MG=1:4。

2.3.3 配合物极谱波性质的探讨

2.3.3.1 电毛细管曲线

纯底液与加入MG溶液的电毛细管曲线比较, 加入MG在零电荷电位的正负两侧教宽范围都引起电毛细管曲线的下降, 在-1.2V以后, 2条电毛细管曲线才相互重合, 说明Cu2+-MG配合物在汞电极上具有吸附性。

2.3.3.2 表面活性剂的影响

加入少量的表面活性剂 (十二烷基硫酸钠、溴化十六烷基吡啶、溴化十六烷基三甲基铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、油酸钠、动物胶) 使峰高明显降低以至波形消失, 说明此波为吸附波。

2.3.4 循环伏安图

在MEC-12多功能微机电化学分析系统上, 起始电位为-0.50V, 扫描速率为100mV/s, 静止时间为20s, 对Cu2+-MG配合物作循环伏安图, 可以看出, 向阴极扫描得一还原峰, 峰电位EPC为-0.69V, 而反扫无峰, 表明电极过程为不可逆还原。

2.3.4.1 静止时间的影响

改变扫描前静止时间, 还原波峰电流随扫描前静止时间的延长而升高。当静止时间达到100s时峰电流不再增加, 这说明电极过程为吸附不可逆过程。

2.3.4.2 扫描速率的影响

在5～250mV/s范围内改变扫描速率作循环伏安图, 可以看出扫描速率与峰电流成线性关系, 线性方程为:y=0.0008x+0.4143 (x单位为μA) , 相关系数r=0.9966。这说明配合物在电极表面产生吸附, 电极过程为吸附速率控制过程。

2.3.5 汞柱高度的影响

在选定的实验条件下, 测定汞柱高度与Cu2+-MG配合物极谱峰高的关系, 汞柱高度与极谱峰高呈良好的线性关系, 线性回归方程为y=0.05H+0.9479, 相关系数为r2=0.9964 (H单位为cm) , 也说明配合物的吸附性能。

3 结 论

在0.5mol/L NH4Cl溶液中, 用单扫描示波极谱法可获得灵敏的铜-孔雀石绿配合物极谱吸附波, 其二阶导数波峰高与孔雀石绿浓度在2.5×10-7～1.25×10-4mol/L范围内成线性关系, 检出限为 1.0×10-7mol/L, 测得电活性配合物组成为Cu2+:MG=1:4, 该方法用于孔雀石绿的检测, 灵敏度高、操作简便、分析速度快、费用低。

摘要：在0.5mol/L NH4C l溶液中, 用单扫描示波极谱法在-0.69V (vs.SCE) 可获得灵敏的铜-孔雀石绿 (MG) 配合物极谱吸附波, 其二阶导数波峰高与孔雀石绿浓度在2.5×10-71.25×10-4mol/L范围内成正比关系, 检出限为1.0×10-7mol/L, 测得电活性配合物组成为Cu2+:MG=1:4。该方法用于水样、土样中孔雀石绿的测定, 回收率分别为95.2%108.0%和92.0%106.0%。

关键词：铜,孔雀石绿,配合物吸附波,单扫描极谱法

参考文献

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铜离子与骨痂形成的相关性探讨 篇8

1 资料与方法

1.1 一般资料

每位所选病例观察期为1个月, 观察期内所选病例总数为123例, 男82例, 女, 41, 年龄12-55岁, 均为单纯性骨折, 无其他疾病。

1.2 观察方法

将符合标准的病人分四组, 三种不同浓度硫酸铜溶液组均有31例患者, 而对照组有30例患者, 采用三种不同浓度硫酸铜溶液即5%、10%、20%三组浓度硫酸铜溶液, 每次30mL, 每日2次外敷骨折处, 同时红外线照射骨折处30min, 每日2次;每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 根据X-RAY摄片, 用骨折线清晰、骨折线模糊、骨折线消失三种分别记录;同时抽血检测血铜离子浓度, 记录是否引发不良反应, 对不良反应进行处理并记录。

1.3 数据处理

采用率的U检验进行组间数据分析。

2 结果

本研究用3种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入患者及对照组患者, 第四周复查X-RAY摄片的情况见附表;本研究中测试化验血铜结果:男性在15.20-18.30 umol/L, 女性在15.5-20.90 umol/L, 男女均在正常范围内, 均无明显升高, 而且无不良反应, 无中毒病例。

3 讨论

目前骨折愈合的过程:骨折愈合不同于其他组织的修复, 最终不是形成藏痕, 而是十分类似于原有骨结构。传统的骨折愈合方式大致可经历4个阶段: (1) 血肿形成, 通常在伤后4-8h即可在两断端间形成血肿; (2) 血肿机化, 在骨折后的24-72h内发生, 骨折周围软组织的急性炎性反应不断加重, 血管扩张, 血浆渗出, 炎细胞浸润, 出现中性粒细胞、组织细胞和肥大细胞, 开始吞噬和清除坏死组织;同时, 骨折断端的骨外膜出现增生、肥厚, 成纤维细胞增殖, 骨外膜内层即生发层, 增殖成骨细胞, 与毛细血管一起向血肿内生长, 使血肿逐渐机化; (3) 骨痂形成, 在骨折后1-2周, 机化的血块被纤维血管组织所替代, 再沉积胶原纤维和钙盐, 通过成骨细胞和多种内源性生长因子的作用, 逐渐产生骨样组织和新骨, 形成骨痂; (4) 骨痂改建, 在骨折2周后, 骨样组织内不断有钙盐沉积, 并逐渐钙化为坚实的骨组织, 与骨折断端的骨组织连接、融合在一起医学教育网搜集整理。新形成的骨小梁排列很不规则, 以后通过较长时间对应力作用的功能适应和骨质的吸收与重建, 逐渐调整、改建, 恢复到和原来骨组织一样的结构。

在骨内、外骨痂和桥梁骨痂完全骨化、愈合后, 其强度已能承受因肌收缩或外力引起的应变力量时, 即达到骨折的临床愈合, 下颌骨骨折的临床愈合所需时间通常为6-8周。这时由于骨痂的密度较密质骨低, 骨折断端坏死骨被吸收, 故在X线片上仍可见到清晰的骨折线。一般需5-6个月后, 在X线片上骨痂与密质骨的界限消失, 看不到骨折线, 此时已达到组织学上的骨性愈合。

影响骨折愈合的因素:在骨折愈合过程中, 骨膜中成骨细胞增殖起着重要的作用, 因此在处理骨折时应注意保护骨膜, 不使其再受损伤, 以利骨折愈合。骨折愈合还与患者的年龄及其健康状况、损伤程度、是否及时准确复位、牢靠固定及是否合并感染等因素有关。

中药自然铜, 世为中医伤科常用药之一, 《本草纲目》中提到, 自然铜具散瘀止痛, 续筋接骨之功用。然而, 自然铜中何种成分起到药用, 不得而知, 从医学古籍描述中可以推测, 铜离子成分可能起到药用[1]。

本研究通过选择单纯性骨折的病例总数为123例, 将其分四组, 其中有一对照组, 其他组采用三种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入, 每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 同时抽血检测血铜离子浓度, 记录不良反应。对本研究总数为123例患者第四周复查X-RAY摄片的情况进行统计学分析, 率的u检验显示, 使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入患者较对照组, 其骨痂生长P<0.01为差异具有高度显著性, 说明使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入可以加速骨痂形成。本研究中测试化验血铜男女均在正常范围内, 均无明显升高, 无中毒病例。说明硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入不会升高血铜离子浓度, 但硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入可能可以升高局部组织铜离子浓度, 加强骨折愈合中的骨诱导, 引发局部组织代谢旺盛, 加速骨痂形成, 此点有待进一步研究验证。

摘要：目的 本研究旨在了解铜离子与骨痂形成的相关性, 即铜离子的应用是否能促进骨痂的形成, 加速骨折愈合, 缩短骨折患者的治疗时间。方法 选择单纯性骨折的病例总数为123例, 将其分四组, 其中有一对照组, 其他组采用三种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入, 每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 同时抽血检测血铜离子浓度, 记录不良反应。结果 使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入可以加速患者骨痂形成;本研究组浓度的硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入不会升高血铜, 无不良反应, 无中毒病例。结论 铜离子能够促进骨痂形成, 加速患者骨折愈合, 缩短骨折治疗时间。

关键词：硫酸铜溶液,红外线,骨折治疗,骨痂形成

参考文献

铜(Ⅱ)离子 篇9

目前,对电镀废液中金属离子的测定方法有多种,如化学分析法、仪器分析法等。一般的化学分析法操作繁琐且分析时间长。采用紫外可见分光光度计操作简便、快速、准确度高。电镀废水和废液中有的含铬,有的含镍,或含镉、氰、酸、碱等,准确检测其含量有利于环境监控和贵金属的回收。Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +能与EDTA配位,形成具有颜色的化合物,为了准确、快速地测定其含量,本工作采用多波长分光光度法先分别在4 个最佳吸收波长下测量Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +的吸光度,再测量4 种离子混合下的吸光度; 根据其浓度和吸光度的比例关系,利用计算机测定每种金属离子的吸光度; 根据测定的吸光度值,利用回归方程计算4 种金属离子的质量浓度。

1快速分析条件的确定

1. 1 最佳吸收波长

分别将1. 0 mg /L铁、铜、铬、镍、钙、镁、锌不同量的标准溶液置于容量瓶中,采用p HS -3C精密p H计以氢氧化钠( 氢氧化钠∶ 水= 1 ∶ 5) 和盐酸( 浓盐酸∶ 水=1 ∶ 5 ) 溶液调整其p H值至5 左右; 加入10 m L 10%EDTA溶液和5 m L醋酸钠-醋酸缓冲溶液( 50 g三水醋酸钠溶于适量水中,加6 mol/L 34 m L,用水稀释至500m L) ; 在沸水中煮沸2 min,使其显色,冷却后稀释至刻度。空白试验在相同的条件下加蒸馏水,作为对照。测试仪器为UV-Vis Analyst。

图1 为各个物质在不同波长下的吸光度曲线。由图1 可知,一定量的各个金属标准溶液在特定的几个波长处具有明显的吸光度: Cu2 +在720 nm处最大,且只有Ni2 +对其有少量的干扰,故此是Cu2 +在EDTA溶液中的最佳波长; Cr3 +在390,550 nm处都具有较强的吸收峰,但在390 nm处会受到Fe3 +,Cu2 +和Ni2 +不同程度的干扰,550 nm处的干扰离子较少,所以其最佳吸收波长为550 nm; Ni2 +在整个波段有3 个明显的吸收峰,970 nm处最强,且只有Cu2 +有少量干扰,所以将其定为最佳波长; Fe3 +在后面的整个波段没有形成较强完整的吸收峰,为了便于和其他3 种金属离子组成的线性方程进行计算,选定干扰程度小且吸光度值合适的330 nm为最佳波长。由于Ca2 +,Mg2 +和Zn2 +与EDTA不显色,几乎没有吸光度,所以对Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +均不会产生干扰。

1. 2 摩尔吸光系数

摩尔吸光系数 ε 是估量某物质灵敏度及对其作定性鉴定的重要参数。由于特定的物质在一定的波长下ε 不变,所以分别在Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +和Ni2 +最佳吸收波长下测定吸光度,可最终确定其 ε,并将其值代入计算吸光度的线性方程A = ε·b·c。若要同时测定混合溶液中Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +的含量,只需测定该混合溶液在330,550,720,970 nm处的吸光度,再将其代入线性方程即可。

1. 3测试条件

(1)p H值

醋酸钠-醋酸缓冲溶液中杂质离子的吸光度较小,取5. 0 m L,将其p H值控制在5 左右,有利于4 种离子与EDTA形成配位物,使其吸光度保持长久稳定。

(2)显色时间

EDTA为显色剂,能与Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +形成具有颜色的配位物,显色10 min,吸光度即可达到最大值,且是很稳定的有色螯合物,24 h内不会有明显的变化。

(3)加和性

基于Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +吸光度加和性的原理,多波长回归分析量测模型是建立在朗伯-比尔定律与吸光度数据加和性的基础之上的。为确保测定的准确度和精密度,在整个测定波长范围内,4 种配位物吸光度数值必须具有良好的加和性。

2 Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +的测定

表1 为4 种金属离子分别在波长330,550,720,970 nm下的吸光度。由表1 可知: 测定的结果与加入量较接近,相对误差小于5% ,在允许误差之内。

表2 为0. 05 mg /m L Fe3 +,0. 10 mg /m L Cu2 +,1. 00mg / m L Cr3 +,1. 00 mg /m L Ni2 +标准液中,4 种金属离子在不同用量时的吸光度。由表2 可知: Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +测定限量为5 × 10- 4,1 × 10- 3,5 × 10- 3,5 ×10- 3mg / m L,说明本法对微量组分的测定是可行的。

3结论

( 1) 对含有Fe3 +,Cu2 +,Cr3 +,Ni2 +的电镀废水和废液采用多波长分光光度法同时显色,可同时测定其含量,操作简便、快捷。

铜(Ⅱ)离子 篇10

铜(Cu)是生物生命过程所必需的一种微量重金属元素,对造血、细胞繁殖、酶的活性及某些内分泌功能都有重要的影响[4]。然而,即使是生命过程必需的元素,摄入过量也会产生毒性。高浓度的Cu对于鱼类的行为反应、生理指标和组织结构等产生较大影响,可表现出较强的毒性[5],引起鱼类中毒甚至死亡[6]。鱼类早期发育阶段(胚胎和仔、稚幼鱼)是其整个生活史中对各种污染物最为敏感的阶段之一[6,7]。文章对离子铜(Cu2+)对鱼类早期发育阶段的毒性和机理进行综述。

1 Cu2+对鱼类受精卵的影响

Cu2+可穿过绒毛膜进入胚胎[8]。Cu2+对鱼类受精卵的毒性作用主要表现在降低孵化率、延缓胚胎发育时间、对胚胎和初孵仔鱼的致畸作用等[9,10,11,12]。

1.1 Cu2+对孵化率和存活率的影响

不同鱼类对重金属离子的耐受性表现出较大差异。Cu2+对部分种类受精卵的安全浓度远低于国家渔业水质标准(0.01 mg·L-1)。例如0.10 mg·L-1的Cu2+使黑鲷(Sparus macrocephalus)卵胚胎全部死亡[13]。当Cu2+质量浓度为0.032 mg·L-1时,只有33.33%淡水石斑鱼(Cichlasomn mangguense)胚胎能出膜,浓度达到0.1 mg·L-1时胚胎36 h内全部死亡[14]。在1.6 mg·L-1 Cu浓度下,牙鲆(Paralichthys olivaceus)胚胎在18 h内全部死亡;0.8 mg·L-1 Cu浓度下18 h存活率为70%[12]。Cu2+处理组半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)胚胎孵化率较低,0.01和0.08 mg·L-1组的胚胎孵化率都低于68%,与对照组差异显著,0.1 mg·L-1组的孵化率仅为5%,且仔鱼孵化出膜后活力很弱很快死亡,仔鱼畸形率对照组差异极显著[9]。在0.4080 mg·L-1 Cu浓度下染毒6 h,鮸鱼(Miichthys miiuy)受精卵的存活率为50%,第9小时全部死亡[8]。Cu2+对大银鱼(Protosalanx hyalocranius)受精卵96 h的半致死浓度(96 h LC50)为0.0112 mg·L-1,但安全浓度为0.00112 mg·L-1 [15],大大低于国家渔业水质标准。

1.2 Cu2+对胚胎发育时间的影响

Cu2+在水体中达到一定剂量时,随着Cu剂量的增加,发育时间延长[16]。0.158 mg·L-1的Cu2+可使黑鲷卵孵化出膜推迟1 h[10]。0.4和0.8 mg·L-1 Cu2+浓度组鮸状黄姑鱼(Nibea miichthioides)的胚胎发育时间可推迟至少1 h[11]。染毒48 h,对照组牙鲆胚胎孵化率为90%,而0.4 mg·L-1 Cu浓度组则没有孵化出仔鱼,直到第54小时才孵出30%[12]。其原因可能是重金属离子破坏了胚胎孵化酶的作用机制或其他使胚体运动减慢的机制而导致胚胎破膜时间延长[9]。

1.3 Cu2+的致畸作用

Cu2+对胚胎有较强的致畸作用[9,11],可使鱼类胚胎发育畸形,如胚胎尾部发育萎缩,不能孵化出膜,初孵仔鱼脊柱L、V和S形弯曲等。在鮸鱼胚胎发育过程中,Cu2+可导致各种畸形,如胚胎尾巴弯曲、初孵仔鱼不能出膜和胚胎死亡等[8]。将牙鲆胚胎进行染毒,0.2和0.4 mg·L-1 Cu2+浓度组胚胎可孵化出仔鱼,但初孵仔鱼畸形率分别可达到50%和33%[12]。Cu在胚胎内的不断积累,可能严重影响胚胎发育和器官分化[11]。

1.4 其他影响

Cu2+对胚胎的胁迫作用还可影响水体中鱼类胚胎的耗氧率。纹缟虾虎鱼(Tridentiger trigonocephalus)胚胎耗氧率随重金属离子浓度升高呈逐渐上升的趋势,当Cu2+浓度达到0.4 mg·L-1时,耗氧率开始降低[17]。原因可能是外界重金属对胚胎产生胁迫作用,使胚胎通过加强自身代谢,消耗越来越多的氧气来维持受损机体的生理代谢,因此,耗氧率随重金属离子浓度升高而上升。当重金属离子达到一定浓度,会损坏胚胎发育机制,使胚胎处于中毒状态,扰乱了正常的生理代谢过程,降低代谢强度,因此,耗氧率逐渐降低[17]。

2 Cu2+对仔鱼的影响

2.1 Cu2+对仔鱼和胚胎的毒性作用比较

研究发现泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)[18]、草鱼(Ctenopharyngodon idella)[19]和大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)[16]等鱼类的胚胎对重金属等的耐毒性强于仔鱼。这可能是由于受精卵在胚胎发育过程中外面有卵膜保护而减轻了毒物的作用[19]。

但也有的鱼类与此相反,如大银鱼仔鱼对Cu2+的耐受浓度比大银鱼受精卵要高[15]。Cu对淡水石斑鱼和鮸状黄姑鱼胚胎的毒性明显大于仔鱼[11,14]。其主要原因可能是重金属离子进入胚胎后容易破坏组织器官的形成和影响其正常的代谢活动,而仔鱼由于体内组织器官趋于完善,对外界重金属离子有一定的抵抗和耐受能力[14]。

2.2 Cu2+对仔鱼的毒性

Cu2+对仔鱼的毒性主要表现在活力差、失去平衡和致死等方面。如暴露于重金属污染水中的黑鲷仔鱼,活力明显较差,随着浓度增大,沉于水底的仔鱼数量增多,仔鱼中毒后体色变黑,身体失去平衡,鳃呼吸加快,出现痉挛挣扎,直至死亡[13]。Cu2+可以导致斑马鱼(Brachydanio rerio)胚胎和仔鱼畸形,诱导神经系统呈螺旋状[20]。

不同种类的仔鱼对Cu2+的耐受程度不同(表1)。表中各鱼类仔鱼对Cu2+的耐受程度相差较大,牙鲆仔鱼的24 h LC50是半滑舌鳎的16倍以上,表明牙鲆仔鱼对Cu2+的24 h耐受性高于半滑舌鳎仔鱼。表中各种鱼类在相应的实验条件下安全浓度都比较低,其中Cu2+对牙鲆初孵仔鱼、鮸鱼初孵仔鱼、鮸状黄姑鱼初孵仔鱼、半滑舌鳎初孵仔鱼和10 d仔鱼的安全浓度均明显低于国家渔业水质标准。

3 Cu2+对稚鱼和幼鱼的影响

3.1 Cu2+对鱼苗毒性的其他影响因素

重金属离子可诱导鱼类细胞凋亡[21],表现出较高毒性,其毒性作用还受到其他因素的影响,如温度、pH和碱度等。

随水温升高,Cu2+对鱼苗的急性毒性明显加剧,半致死浓度和安全浓度降低。麦穗鱼(Pseudorasbora parva)鱼苗在温度为20、26和32℃时的96 h LC50逐渐降低,分别为0.035、0.024和0.018 mg·L-1[22];Cu2+对黑鲷稚鱼的安全浓度为0.0126 mg·L-1(18～19.5℃)或0.067 mg·L-1(22～25.5℃)[10],显示温度的提高加强了Cu2+的毒性。

当pH为6.7、7.5和8.8时,Cu2+对麦穗鱼鱼苗96 h LC50分别为0.022、0.027和0.026 mg·L-1;碱度为0.79、1.30和1.65 mmol·L-1时,96 h的LC50分别为0.027、0.075和0.049 mg·L-1[22]。pH的改变影响Cu的存在形式,从而改变其毒性并间接影响水生生物的生命活动[22]。

3.2 Cu2+对稚鱼和幼鱼成活率的影响

Cu2+可引起稚鱼和幼鱼中毒,主要表现为体表分泌粘液增多,眼球突出,脑颅和鳃部充血,肝脏和肠道淤血等[22],重者可导致游泳不平衡、打转和死亡。一定浓度的Cu2+可引起中华鲟(Acipenser sinensis)稚鱼(全长平均为2.36cm)平均心率比对照组略高,但没有发现明显差异(P>0.05)[23]。

高浓度Cu2+对稚鱼和幼鱼也可以致死,但不同种类的稚鱼和幼鱼对Cu2+的毒性耐受程度也存在差异(表2)。从表2可以看出,各染毒时间内不同种类的稚鱼和幼鱼对Cu2+的半致死浓度各不相同。其中,Cu2+对半滑舌鳎稚鱼的安全浓度为0.005 mg·L-1,Cu2+对金鱼(Sarassius auratus)幼鱼的安全浓度为0.00266 mg·L-1,均低于国家渔业水质标准。

3.3 Cu2+对鳃的影响

鳃是鱼类呼吸的主要器官,分布有大量的毛细血管,与水体直接接触。因此是最容易接触毒物且容易吸收毒物的部位之一。Cu2+急性毒性实验也表明,鱼类幼苗体表和鳃部容易产生粘液[22],在鳃表面形成屏障,阻碍氧气的交换,从而导致鱼类窒息而死。另一方面,水体中的Cu2+进入鱼类血液后,主要在肝脏富集[1,2,3]。Cu2+可使肝溶酶体膜磷脂发生氧化反应,导致溶酶体膜的破裂,水解酶大量释放,从而引起肝组织坏死[26]。

随着Cu2+的吸收,鱼类的呼吸机能受到影响。在染毒10 min时,Cu2+使泥鳅幼鱼的呼吸强度明显高于对照组;但随染毒历时的延长,泥鳅幼鱼呼吸强度逐渐减弱,最终可致死亡[27]。另一方面,染毒幼鱼初始呼吸强度增加也有可能是染毒幼鱼为了减少Cu对机体的损伤,体表产生粘液,在一定程度上降低了鳃部氧气交换的效率,故通过增加呼吸强度为机体补充氧。

Cu2+还可影响牙鲆鳃丝Na+-K+-ATPase活力[28]。重金属离子与牙鲆鳃丝直接接触使鳃上皮Na+-K+-ATPase的构象发生变化,酶活性中心的构型和低介电区域发生变化,最终影响Na+-K+-ATPase活力,导致鳃上皮细胞膜的结构和功能受到损伤,从而影响鳃丝的渗透调节和呼吸等生理功能[28]。金属与酶的活性位点或附近位置的结合会影响酶与底物的结合,金属结合于距离酶的活性位点较远的部位,也可能引起酶蛋白构象的变化,使酶活性改变或失去调节功能;金属还可以通过改变膜的通透性来引起辅助因子以及底物浓度的变化,从而间接对酶活性产生影响[29]。

4 Cu2+和其他重金属离子等的联合毒性

根据重金属之间相互作用的机制,其联合毒性可分为加和(或累加)、拮抗和协同3种作用。Cu和其他重金属等有毒物质的联合毒性,对于不同鱼类和不同发育阶段有不同的作用效果,表现出加和、拮抗或协同作用等。

高浓度多因子混合重金属毒液显示毒性加强。在浓度超过国家渔业水质标准20倍时,168 h内鲤(Cyprinus carpio)鱼苗Cu+锌(Zn)和Cu+汞(Hg)组死亡率可达100%,三因子和四因子的联合毒性表示出更强的毒性,Cu+Hg+Zn组超标20倍,4 h死亡率达100%,而Cu+Hg+镉(Cd)+Zn组超标10倍,24 h内可使鲤鱼苗全部死亡[19]。

多种重金属离子之间的协同作用不仅表现出累加的效应,有时也表现出一定的拮抗。Cu+Hg+Zn和Cu+Cd+Hg在超过国家水质标准5倍时对草鱼胚胎的致死率均为22.5%,而Cu+Hg同样的毒液浓度对胚胎致死率为30%[19]。浓度为0.072 mg·L-1的Cu2+可以对斑马鱼造成的孵化抑制率为53.15%,但相同浓度的Cu2+和离子镉(Pb2+)共同作用的抑制率为43.89%,显示2种重金属的联合毒性作用为拮抗作用[20]。Cu-锰(Mn)和Cu-甲基异柳磷对真鲷(Pagrosomus major)和平鲷(Rhabdosargus sarba)幼体的联合毒性也表现为拮抗作用[26]。有研究表明,Cu和Zn的混合毒性对革胡子鲶(Clarias lazera)生理参数的影响主要在于Cu,Zn的存在并不影响Cu产生作用的方式[30]。

而同样还是Cu和Pb,无论是Cu和Pb的混合体系,还是先经Cu预暴露后再投放到含Pb体系中,彩虹方头鱼(Paracheirodon innesvi)对Cu和Pb的吸收均表现出明显的协同作用[31]。Cu和砷、苯酚对鲤鱼的联合毒性表现为协同作用,可增大鲤鱼微核诱发效应,使其肝和肾脏酯酶活性减弱,同工酶带减少[32]。

由此可知,多种重金属和其他毒物的联合作用,尤其是累加效应和协同效应,给水生生物带来更大毒性。因此,应加强含有多种重金属离子和其他毒物的污水对环境危害的监测。

5 对策和建议

鱼类早期发育阶段胚胎和仔鱼是整个生活史中对各种污染物最为敏感的阶段之一[6,7]。从表1和表2中各鱼类胚胎和幼体对重金属Cu的安全浓度来看,多数单因子Cu的安全浓度均低于国家渔业水质标准。考虑到重金属离子或其他有机毒物等因素与Cu的联合毒性特别是累加效应,混合毒物对鱼类早期发育阶段的毒性作用更大。尤其在鱼类繁殖季节,更应加强各相关部门对渔业水质的监测和检查力度,严格控制生活污水和工业废水的排放,防止河流或者海洋近岸鱼类受精卵、仔鱼和幼鱼等染毒致死,保护渔业资源。