本文關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴脅迫對淡水生物種群生長及種間關(guān)系的影響及其生態(tài)風(fēng)險評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北師范大學(xué)》 2014年

多環(huán)芳烴脅迫對淡水生物種群生長及種間關(guān)系的影響及其生態(tài)風(fēng)險評價

金香琴  

【摘要】：多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是環(huán)境中普遍存在的持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants, POPs)，具有致癌、致畸、致突變等特點，嚴(yán)重威脅生物體生存和人類的健康，因此受到廣泛的關(guān)注。但學(xué)者們關(guān)于多環(huán)芳烴的生態(tài)毒性方面的研究重點放在了對單種群水平的毒性效應(yīng)上，忽視了對生物群落以及生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制的研究。本論文以水生藻類、大型溞(Daphnia magna)等水生生物種群為研究對象，采用生態(tài)毒理學(xué)基礎(chǔ)實驗方法，結(jié)合種群生態(tài)學(xué)理論，研究了在多環(huán)芳烴暴露水平下急性、慢性毒性效應(yīng)，并以不同水生生物建立具有不同種間關(guān)系的生物群落，探討在多環(huán)芳烴脅迫下種間關(guān)系的變化，著重進(jìn)行多環(huán)芳烴菲對種群及群落水平上的毒性效應(yīng)機(jī)制的探討，利用以上實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行曲線模擬，進(jìn)行個體種群及群落水平上多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險分析和評價。主要得到以下結(jié)論： （1）多環(huán)芳烴對藻類的毒性效應(yīng)研究中發(fā)現(xiàn)，多環(huán)芳烴萘、菲、熒蒽、苯并[a]芘對水生藻類具有低濃度促進(jìn)、高濃度抑制生長的效應(yīng)。多環(huán)芳烴對斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)的96h-EC50值分別為，萘15.178mg/L、菲1.821mg/L、熒蒽0.281mg/L、苯并[a]芘0.00188mg/L。四種多環(huán)芳烴的毒性大小為，萘菲熒蒽苯并[a]芘。菲對三種藻類的96h-EC50值分別為，銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)0.924mg/L、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)0.925mg/L、斜生柵藻1.821mg/L。三種藻類對菲脅迫的耐受性順序分別為，斜生柵藻蛋白核小球藻銅綠微囊藻。以NOEC、EC50、種群安全限值為反應(yīng)終點，進(jìn)行種群生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果為，萘、菲、熒蒽對斜生柵藻種群無風(fēng)險，而苯并[a]芘對斜生柵藻種群具有不可恢復(fù)的生態(tài)風(fēng)險。 （2）通過多環(huán)芳烴對大型溞的急性慢性毒性試驗，多環(huán)芳烴暴露下大型溞的24-LC50分別為，萘5.485mg/L、菲3.226mg/L、熒蒽0.295mg/L、苯并[a]芘0.0041mg/L；48-LC50分別為，萘4.158mg/L、菲2.488mg/L、熒蒽0.237mg/L、苯并[a]芘0.0037mg/L。多環(huán)芳烴對大型溞的LC50隨著時間的延長而降低，說明多環(huán)芳烴隨著時間毒性增強(qiáng)。多環(huán)芳烴對大型溞的毒性大小為，萘菲熒蒽苯并[a]芘。以NOEC、LC50作為反應(yīng)終點進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價，結(jié)果為萘、菲、熒蒽對大型溞不存在生態(tài)風(fēng)險，而苯并[a]芘具有致死風(fēng)險。在21d慢性繁殖試驗中，與對照組相比，菲濃度為0.4mg/L時，對大型溞的母溞產(chǎn)溞總量、母溞最終體長、初卵時間、產(chǎn)頭胎時間、胎數(shù)產(chǎn)生了顯著的影響，其中產(chǎn)溞總量、母溞最終體長最為敏感，從產(chǎn)溞總量指標(biāo)看，0.1mg/L是菲脅迫下轉(zhuǎn)向抑制作用的臨界點。 （3）進(jìn)一步對銅綠微囊藻和斜生柵藻的種間競爭關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，銅綠微囊藻和斜生柵藻的初始密度不同對菲脅迫的響應(yīng)存在差異。單獨培養(yǎng)下，菲脅迫對不同初始密度的斜生柵藻的生長沒有明顯的影響；但銅綠微囊藻的生長受較大影響，且初始密度越小受到生長抑制作用越大�；旌吓囵B(yǎng)時，在菲脅迫下2種藻類受到初始密度的影響較大，在低濃度菲脅迫下，2:1比例組的斜生柵藻的刺激作用增強(qiáng)。銅綠微囊藻在混合培養(yǎng)時受到生長抑制作用，隨著所占比例的增加、菲濃度的增加生長抑制作用增強(qiáng)。隨著菲濃度的增加種間競爭力發(fā)生改變，影響最終競爭結(jié)局，，同時影響藻種群的內(nèi)稟增長率，從而具有進(jìn)一步影響群落穩(wěn)定性的生態(tài)風(fēng)險。 （4）大型水生植物對綠藻的生長普遍存在影響。在本研究中，美人蕉(Cannaindica)種植根區(qū)水對斜生柵藻的生長具有化感效應(yīng)，且呈現(xiàn)“低促高抑”現(xiàn)象。在不同濃度的菲脅迫下，美人蕉種植根區(qū)水對藻類的影響呈現(xiàn)不同的變化。在15%和30%比例種植根區(qū)水處理組，隨著菲濃度的增加，對斜生柵藻的生長促進(jìn)作用增強(qiáng)，100%種植根區(qū)水處理組，隨著菲濃度的增加，對斜生柵藻的生長抑制作用增強(qiáng)。說明菲脅迫使種植根區(qū)水對藻類的效應(yīng)增強(qiáng)。 （5）大型溞對柵藻為代表的綠藻具有較強(qiáng)的攝食能力。在本研究中，大型溞對斜生柵藻的攝食作用使斜生柵藻的生長受到嚴(yán)重的抑制作用，且在菲脅迫下，大型溞的攝食能力出現(xiàn)“低促高抑”的現(xiàn)象。在0.05mg/L處理組和0.1mg/L處理組大型溞的濾水率和攝食率高于對照組，生長和繁殖強(qiáng)于對照組；0.2mg/L處理組大型溞的濾水率和攝食率低于對照組，攝食能力下降，生長和繁殖受到影響。大型溞在低濃度菲脅迫下出現(xiàn)攝食及生長繁殖增強(qiáng)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象改變大型溞的生活史，可能影響到整個水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，對水生生態(tài)系統(tǒng)安全具有潛在的威脅。 在本研究中，多環(huán)芳烴對群落中種間關(guān)系產(chǎn)生效應(yīng)的濃度低于對單種群急性毒性（半抑制或半致死）的效應(yīng)濃度。因此，在生態(tài)系統(tǒng)中，污染物對某一種群產(chǎn)生毒性效應(yīng)時，已經(jīng)對該生物群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可恢復(fù)的效應(yīng)。水生生態(tài)系統(tǒng)是復(fù)雜而敏感的，也是整個生命系統(tǒng)食物鏈中的基礎(chǔ)環(huán)，了解污染物對水生生物種群的生態(tài)風(fēng)險直接為人類的健康風(fēng)險提供有力的證據(jù)。本文以實際測得數(shù)據(jù)進(jìn)行種群生態(tài)風(fēng)險評價，較完整的分析了多環(huán)芳烴對斜生柵藻與大型溞種群的生態(tài)風(fēng)險，以及嘗試從生物群落種間關(guān)系的角度分析多環(huán)芳烴對生態(tài)系統(tǒng)的影響，為今后水生生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險評價提供參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X173;X826
【目錄】：

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5 趙香愛;何苗;金玉善;叢琳琳;李東浩;;人參種植地土壤中多環(huán)芳烴的分布特征[A];持久性有機(jī)污染物論壇2010暨第五屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

6 劉玲;羅斌;張金良;劉琴;;不同燃料與室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴含量關(guān)系的探討[A];中國毒理學(xué)會環(huán)境與生態(tài)毒理學(xué)專業(yè)委員會第二屆學(xué)術(shù)研討會暨中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與基準(zhǔn)專業(yè)委員會2011年學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2011年

7 呂金剛;畢春娟;陳振樓;周婕成;韓景超;;上海市崇明島農(nóng)田土壤中多環(huán)芳烴含量及來源分析[A];持久性有機(jī)污染物論壇2011暨第六屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

8 趙淑莉;代天有;段小麗;魏復(fù)盛;;北京城市空氣中多環(huán)芳烴的污染特征[A];有機(jī)污染環(huán)境化學(xué)前沿與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略論文集[C];2006年

9 吳文婧;謝金開;陶澍;徐福留;;多環(huán)芳烴在四種食用淡水魚中的含量和分布[A];持久性有機(jī)污染物論壇2008暨第三屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

10 魏玲;劉俐;李發(fā)生;;不同濃度多環(huán)芳烴的三維及同步熒光特征[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會摘要集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董新昕;[N];中國國門時報;2004年

2 記者 孟晶;[N];中國化工報;2007年

3 記者 王春;[N];科技日報;2011年

4 沈宣銘　肖新華;[N];溫州日報;2007年

5 陳樹棠;[N];衛(wèi)生與生活報;2006年

6 本報記者 張曉鳴 實習(xí)生 徐子睿;[N];文匯報;2013年

7 梁 彥;[N];大眾科技報;2003年

8 華凌;[N];科技日報;2012年

9 本報實習(xí)生 李天波 本報記者 陳瑜;[N];科技日報;2013年

10 本報記者 章迪思;[N];解放日報;2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳蔓莉;兩株優(yōu)勢菌對多環(huán)芳烴的降解機(jī)理研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

2 尤孝方;燃燒過程中多環(huán)芳烴的生成與數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2006年

3 馬斌;多環(huán)芳烴在根際界面的環(huán)境行為及微生物響應(yīng)[D];浙江大學(xué);2012年

4 董繼元;蘭州地區(qū)多環(huán)芳烴環(huán)境歸趨模擬和風(fēng)險評價[D];蘭州大學(xué);2010年

5 胡健;貴陽市大氣—水體—土壤環(huán)境中多環(huán)芳烴的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（地球化學(xué)研究所）;2005年

6 周芹;典型有機(jī)磷農(nóng)藥和多環(huán)芳烴的大氣降解機(jī)理的理論研究[D];山東大學(xué);2011年

7 邵一先;郭莊泉巖溶水系統(tǒng)中多環(huán)芳烴的分布與歸趨研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2014年

8 王震;遼寧地區(qū)土壤中多環(huán)芳烴的污染特征、來源及致癌風(fēng)險[D];大連理工大學(xué);2007年

9 劉金泉;二氧化氯與多環(huán)芳烴污染物的反應(yīng)活性及機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

10 孫大志;地下環(huán)境中多環(huán)芳烴（菲）水文地球化學(xué)行為及歸趨模擬研究[D];吉林大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龔嫻;南昌市周邊農(nóng)田土壤中多環(huán)芳烴的測定方法、分布特征和源解析[D];南昌大學(xué);2010年

2 陳曉英;典型污染源排放顆粒物中多環(huán)芳烴的組成特征研究[D];南京理工大學(xué);2005年

3 王蕾;降解多環(huán)芳烴優(yōu)良菌的篩選分離及代謝性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

4 趙紅梅;海帶對多環(huán)芳烴的吸收及代謝研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2007年

5 歐陽勛;超臨界CO_2萃取土壤中多環(huán)芳烴的研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

6 劉春慧;正定矩陣因子分解和非負(fù)約束因子模型應(yīng)用于中國典型流域沉積物中多環(huán)芳烴的源解析[D];大連理工大學(xué);2010年

7 趙波;腐殖酸分子中與多環(huán)芳烴作用的核心官能團(tuán)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2009年

8 陳晶;淮南礦區(qū)環(huán)境中多環(huán)芳烴分布賦存規(guī)律及環(huán)境影響[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2005年

9 唐銀健;黃浦江水體中低環(huán)多環(huán)芳烴分布規(guī)律的研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

10 王曉麗;廣州白云山風(fēng)景區(qū)闊葉植物葉片中的多環(huán)芳烴[D];中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2007年

  本文關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴脅迫對淡水生物種群生長及種間關(guān)系的影響及其生態(tài)風(fēng)險評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：154772