生态毒理学报


特别策划_纪念刘建康先生专辑:水生生物完整性——传承与创新

  • 序言

    蔡庆华;潘文斌;徐耀阳;

    <正>享誉海内外的著名鱼类学家和淡水生态学家、我国淡水生态学奠基人和鱼类实验生物学主要开创者、中国科学院水生生物研究所研究员(原所长和名誉所长)、中国科学院院士刘建康先生于2017年秋天离开了我们。为深切缅怀刘建康先生对我国鱼类学和淡水生态学的卓越贡献,同时呼吁加强水生生物多样性与流域生态系统的保护,我们应《生态毒理学报》编辑委员会的邀请一起策划组织了主题为"水生生物完整

    2018年04期 v.13 1-2页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K]
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综述

  • 湿地生态风险评价中生物完整性指数研究进展

    侯晓丽;王云彪;

    湿地是陆地与水域之间的过渡地带,是地球上生产力最高的生态系统。湿地生态风险评价的实际应用将使人们更好地理解物理、化学和生物风险源如何影响湿地,并为湿地管理提供科学支撑,这就要求确定湿地生态健康评价指标的完整性。生物完整性指数以环境生态毒理学数据为依据,是进行生态系统健康风险评价的最有力工具。大中型无脊椎动物作为易选择的分类群,可用于湿地评估的生物完整性指数的建立,土壤动物特别是线虫类群作为湿地土壤和水环境健康评价的指示生物具有广阔前景。通过线虫分子毒理学等研究方法,可优化出生物完整性指数体系,建立扰动背景下的湿地生态风险评价模型,为湿地污染的监测、防控和修复,提供理论依据和实践方法。

    2018年04期 v.13 3-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 86K]
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  • 新烟碱类农药的污染现状及转化行为研究进展

    李田田;郑珊珊;王晶;赵元慧;李超;

    新烟碱类(neonicotinoids)农药自在20世纪80年代中期引入以来,便发展成为世界上使用最广泛的一类杀虫剂。近年来,该类化合物在环境中被不断检出,并通过饮用水和食物等方式进入食物链,给人类健康带来极大的安全隐患。文章综述了新烟碱类杀虫剂在空气、土壤、水相、生物体和人体中的暴露浓度,以及这类农药在环境中的转化行为。目前针对新烟碱类杀虫剂的环境暴露研究仍十分有限,需要更全面调查其在多环境介质中的暴露状况以综合评价其生态风险。关于新烟碱类化合物的毒理学研究主要集中在急性毒性试验,而对于其他形式的毒性效应有待进一步研究。最后对新烟碱农药未来的研究重点和方向提出了展望。

    2018年04期 v.13 9-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1713K]
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专论

  • 丹江口水库底栖动物群落次级生产力空间分布

    李斌;张敏;蔡庆华;

    于2007年7月—2008年5月,分季度对丹江口水库底栖动物群落及水环境进行为期一年的调查。运用经验公式估算丹江口水库大型底栖动物群落的生产力,并分析底栖动物密度、生物量、生产力及P/B系数的空间分布,探讨环境因子与底栖动物群落生产力空间分布的关系。结果显示,丹江口水库底栖动物年平均密度、生物量及生产力分别为4 761 ind·m~(-2)、1.61 g DM·m~(-2)和35.45 g DM·m~(-2)·y~(-1),P/B系数为22.0 y~(-1)。不同区域生产力差异很大,湖泊区达61.80 g DM·m~(-2)·y~(-1),而支流区仅有5.48 g DM·m~(-2)·y~(-1)。P/B系数同样在湖泊区达到最大,为34.0 y~(-1);在丹江过渡区最低,为13.1 y~(-1)。颤蚓是生产力的主要贡献者,周年生产力为31.85 g DM·m~(-2)·y~(-1),占总生产力的90%。湖泊区由于其稳定的水动力条件,为颤蚓提供了非常适宜的生境,因此具有很高的生产力水平。与之相反,支流区由于水体扰动较大,底栖动物生物量及生产力水平均较低。从生产力的角度研究丹江口水库底栖动物群落的空间分布规律及影响因子,对丹江口水库的生态管理具有参考价值。

    2018年04期 v.13 22-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 长三角城郊樟溪流域水体氮磷分布特征及其影响因素

    孙丽梅;裘钱玲琳;杨磊;唐剑锋;徐耀阳;

    快速城镇化和人类活动导致城郊流域水体营养盐污染和富营养化问题加重,识别氮、磷污染对流域水质的管控具有重要的意义。本研究选取长三角典型城郊地区宁波樟溪流域,在流域内根据土地利用类型、地形特征等布设样点,于2016年连续4个季度进行水样采集,研究樟溪流域河流水体氮、磷的含量及形态,及氮、磷在该流域的时空分布特征,并对其来源和影响因素进行分析。研究结果表明,流域内氮、磷分布具有较大的空间差异性,其中NH+4-N(n.d.~1.375 mg·L~(-1))、TN-N(0.570~11.363 mg·L~(-1))、DIP(n.d.~0.169 mg·L~(-1))、TP(0.010~1.908 mg·L~(-1))。在子流域空间分布上,人类活动频度越高的区域氮、磷的浓度越高,各采样点水体不同形态氮含量和磷含量具有明显的季节变化规律:春季和秋季的含量要高于夏季和冬季。本研究选取采样点距城镇距离、距源头距离以及土地利用类型所占采样点缓冲区的比例来表征人类活动的影响,结果表明,TN和TP含量与距城镇距离呈显著负相关关系,表明城镇化水平对流域氮、磷污染的重要影响。另外,典型城郊流域河流水体氮、磷污染主要受土地利用类型的影响,其含量与农业和城镇用地呈显著正相关关系(P<0.01),其含量随人类活动频度的增加而升高。

    2018年04期 v.13 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 3887K]
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  • 树枝状河网结构中干支流相互作用及其等级性对底栖硅藻群落及多样性格局的影响

    董笑语;李斌;贾兴焕;蔡庆华;

    等级性的树枝状结构造就了溪流网络中底栖硅藻独特的多样性格局及群落构建方式。于2004年6月对香溪河溪流网络进行底栖硅藻群落及生境调查,选择7个亚流域,在每个亚流域中选择2个干支流汇合点,分别位于河网边缘和河网中心,采用群落分析及β多样性分解的方法,探究树枝状结构中干支流的相互作用及其等级性对底栖硅藻群落及多样性格局的影响。研究结果显示树枝状干支流汇合点上下游之间的栖息地环境、生物密度、物种丰富度、群落组成均不存在显著差异。然而,对位于网络边缘与中心的汇流点上下游进行比较,发现树枝状结构在群落构建中的作用具有等级性。河网边缘与中心的干支流群落β多样性组分存在显著的差异:在河网边缘,β多样性的周转组分显著高于河网中心,因此,河网边缘的干支流群落格局主要受物种在干支流间的物种周转所影响;河网中心β多样性的嵌套组分更高,这说明群落格局更多由干支流间物种的增减所造成。

    2018年04期 v.13 38-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 3598K]
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  • 三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

    郑飞燕;谭路;陈星;李斌;孙婷婷;蔡庆华;

    为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-P>OP>Fe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P<0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。

    2018年04期 v.13 49-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
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  • 宁波市某人工泻湖浮游生物变化特征及影响因素分析

    孙丽梅;汪文东;高凤;曹昌丽;唐剑锋;

    以宁波市北仑区梅山水道形成的人工泻湖为研究对象,在不同季节进行水质及浮游生物调查,分析其浮游生物时空分布特征与水质的关系。4个采样点共检出浮游植物66种,以硅藻为绝对优势种,检出浮游动物25种,主要为桡足类、少量轮虫及网纹虫;拦坝后水道内浮游生物密度有了数量级增长,各项生物评价指数降低,但各采样点仍处于中污染水平。监测理化参数表明,研究水域在拦坝后盐度下降、悬浮物浓度下降,氮磷含量无明显变化;水域大部分点位处于中度富营养化水平。结合浮游生物分布与理化参数进行分析,发现堤坝合龙后,水道内侧海水淡化、悬浮物含量下降,导致浮游生物密度上升、生物多样性下降、出现淡水优势种群;营养盐含量不是浮游生物生长的限制因子,对浮游生物分布无显著影响。

    2018年04期 v.13 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
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  • 白洋淀底栖藻类与多环芳烃生态风险相关性研究——基于综合生物反应指数法

    秦珊;张璐璐;崔建升;李双江;

    湖泊富营养化与有机污染物的交互作用是当前国内外研究热点,为了建立富营养化湖泊中多环芳烃(PAHs)生态效应与底栖藻类群落之间的相关关系。本研究以白洋淀为研究区,选取8个国控样点作为采样点,依据人为干扰程度不同将8个采样点划分为3种生境:生境1(S1和S2)主要遭受上游府河废水排放影响;生境2(S3、S6和S8)主要遭受水产养殖和生活污水的影响;生境3(S4、S5和S7)遭受人为干扰较小。分别在2009年4月、8月和11月收集了底栖藻类样品,并测定了白洋淀中15种PAHs。运用RQ_((NC))和RQ_((MPC))等改进风险熵值(RQ)方法计算PAHs生态风险。研究结果表明:(1)底栖藻类群落指标AD、Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的值在11月最高,其次是8月和4月;就空间分布而言,这些指标值在生境1中最高,其次是生境2和生境3;而Chl c/a和BAC值在8月最高,其次是11月和4月,从空间分布特征而言,这些指标值在生境3最高;(2)相关分析结果表明,Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的指标与PAHs污染物浓度呈显著正相关,而Chl c/a和BAC指标与污染物PAHs浓度呈显著负相关;(3)就空间分异特征而言,生境1中的ΣPAHs浓度最高,就季节变化而言,PAHs的浓度从4月到8月逐渐增加,而从8月到11月逐渐下降。各类PAHs表现出与ΣPAHs相同的时空变化特征;(4)IBR与RQ_(ΣPAHs(NCs))呈正相关关系(r=0.827,P<0.01);除RQAcy(NCs)外,其他种类PAHs生态风险均与IBR呈相正相关关系(r=0.699~0.899),其中RQ_(BaP(NCs))与IBR显著正相关(r=0.899,P<0.01)。此外,除沉积物TP外,IBR与TSI、水中TN、水中TP和沉积物TN也呈显著正相关(r=0.722~0.862)。因此,在富营养化湖泊中应考虑运用底栖藻类IBR生态监测PAHs污染水平。

    2018年04期 v.13 68-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2175K]
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  • 基于着生硅藻指数的梧桐河水生态健康评价

    薛浩;郑丙辉;孟凡生;王业耀;张铃松;程佩瑄;

    在黑龙江省梧桐河,调查了13个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征,应用8种硅藻指数对该河流水生生态系统进行健康评价,并在此基础上应用主成分分析、相关分析、冗余分析、箱型图分析等统计分析方法研究了影响梧桐河着生藻类群落的主要环境因子和8种硅藻指数在梧桐河的适用情况。结果显示:梧桐河存在一定程度的环境污染,优势种以小型异极藻(Gomphonema parvulum)等耐污种为主。8个硅藻指数中,硅藻属指数(Generic Index of Diatom,GI)、澳大利亚河流硅藻生物评价指数(Diatom Index for Australian Rivers,DIAR;Diatom Species Index for Bioassessment of Australian Rivers,DSIAR)评价结果偏差较大,在梧桐河不适用;相似度指数(Jaccard Index,JI)与富营养化硅藻指数(Trophic Diatom Index,TDI)评价结果较为严格,评分明显偏低;硅藻污染耐受指数(Pollution Tolerance Index,PTI)、硅藻生物评价指数(Diatom Bioassessment Index,DBI)和生物硅藻指数(Biological Diatom Index,BDI)在梧桐河流域适用性最好。根据冗余分析(RDA),将梧桐河流域点位分为3组,第一组点位为中-重度污染,主要影响因子为流速和总磷;第二组点位为轻-中度污染,主要影响因子为磷酸盐、氨氮和溶解氧;第三组点位为轻污染-清洁,主要影响因子为p H和电导率。

    2018年04期 v.13 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 4955K]
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  • 鄱阳湖大型底栖动物群落结构的空间分布及影响因子研究

    杨晨昱;张敏;渠晓东;彭文启;余杨;朱翔;

    由于受人类活动干扰的加强以及受与长江干流之间"江湖关系"变化的影响,近年来鄱阳湖水生生态系统的状况及变化受到较多关注。对底栖动物群落结构的研究将有助于了解鄱阳湖生态系统结构现状及影响因子,对鄱阳湖保护对策的制定形成有效支撑。2016年7月,对鄱阳湖湖区(分别于鄱阳湖保护区和南矶山保护区)的底栖动物群落结构及相关环境因子进行了调查。调查共发现大型底栖动物27种,隶属于5门8纲,平均密度为48.40 ind.·m-2,其中主要以软体动物门为主;平均生物量为28.12 g·m-2,亦主要由软体动物门贡献。湖区主要优势种为河蚬(Corbicula fluminea)(优势度y=0.0655)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)(y=0.0336)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)(y=0.0268)。底栖动物密度、生物量及多样性指数均呈现出鄱阳湖保护区高于南矶山保护区的格局,且二者在群落组成上有明显差异,鄱阳湖自然保护区主要以腹足纲和寡毛纲为主,南矶山自然保护区主要以瓣鳃纲和腹足纲为主。典范对应分析的结果显示,鄱阳湖保护区主要受到高水深、低浊度及高溶氧的影响;南矶山保护区各样点之间群落相似性较差,分别受不同因子的影响,这表明在各区域内部,局域微生境在局域群落结构的塑造上起主要作用,因此该区域内生态系统的保护应适当考虑空间尺度。

    2018年04期 v.13 91-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2987K]
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  • 北京河流大型底栖动物空间格局及其环境响应研究

    张宇航;张敏;张海萍;余杨;王永刚;孙仕军;渠晓东;

    大型底栖动物群落结构及多样性对于区域河流环境状况具有重要的指示意义。基于2014年5月—2015年8月间北京市河流大型底栖动物群落结构调查数据,分析底栖动物的生物多样性特征和空间格局。调查共发现大型底栖动物151种(或分类单元),隶属于5门9纲67科127属,水生昆虫占绝对优势。聚类分析表明76个采样点可被分为4组,组1主要包含北部山区的潮白河水系,具有较为典型的山溪型河流底栖动物特征,组2主要包含永定河山峡段和北运河水系的清河,组3主要包含大清河水系和北运河水系的温榆河、北沙河、南沙河等,二者具有城市河流兼有山溪型河流底栖动物的特征,组4主要包含北运河水系,具有典型的城市河流底栖动物特征。优势种分析表明:组1的优势种为热水四节蜉(Baetis thermicus)、秀丽白虾(Exopalaemon modestus)和网栖石蛾(Cheumatopsyche sp.),组2为直突摇蚊(Orthocladius sp.)、钩虾(Gammarus sp.)和长足摇蚊(Tanypus sp.),组3为摇蚊科幼虫(larvae of Chironomidae)和寡毛类(Oligochaeta),组4是以中华摇蚊(Chironomus sinicus)为代表的摇蚊幼虫。功能摄食类群研究表明:组1以收集者和滤食者占绝对优势,相对丰度分别为60%和29.6%;组2、组3、组4均以收集者占绝对优势,相对丰度分别为97.7%、90%、97.5%。物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的组间差异性显著(P<0.05)。研究表明,北京河流大型底栖动物受河流自然环境变化的影响显著,形成了典型的山区-城市底栖动物空间格局,山区河流中保持了较高的生物多样性,城市河流及其过渡区的大型底栖动物退化明显,大型底栖动物能够明显指示环境状况的变化并可指导河流环境的保护与恢复。

    2018年04期 v.13 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1757K]
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  • 应用鱼类生物完整性指数评价荔浦河河流健康

    邓明星;黄亮亮;莫苑敏;黄健;王倩;宋晓红;高明慧;邹琦;吴志强;

    生物完整性指数是河流生态系统健康评价主要方法之一。为评价荔浦河河流健康状况,选择鱼类作为指示生物,构建了基于鱼类生物完整性指标体系。2017年1月、4月、7月和10月对荔浦河4次采样共采集到鱼类21 192尾,经鉴定共计94种,隶属于6目17科62属。以S1(修仁镇)、S10(马岭镇)、S11(双江镇)作为参考点,经过分布范围分析、箱体图判别能力分析及相关性分析等指标筛选过程从25个候选指标筛选出5个指标,即鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类数量百分比、敏感性鱼类数量百分比、产漂浮型卵鱼类数量百分比。将荔浦河河流健康等级分为"健康"、"一般"、"较差"、"极差"和"无鱼"5个等级。结果表明,荔浦河青山镇、荔浦县及蒲芦乡河段健康状态为"一般"水平,东昌镇、龙怀乡、杜莫镇及新坪镇河段健康状态为"较差"水平,茶城乡河段健康状态为"极差"水平。筑坝工程、架桥工程和修路工程等人类活动导致荔浦河支流上的健康状况比干流更差。上述研究结果可为荔浦河的河流管理和保护提供理论依据和技术支持。

    2018年04期 v.13 111-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K]
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  • 中国西南不同湿地类型水鸟多样性评价

    王荣兴;李冬梅;张淑霞;肖文;

    水鸟是反映湿地生态系统健康的指标之一,对不同湿地水鸟多样性进行评价能提出有利于湿地生态系统健康良性发展的湿地管理措施,亦能更好地保护水鸟资源。为缓解近年来中国自然湿地退化和消失的问题,中国政府积极推进实施了大量修复自然湿地和新建人工湿地的工程。然而受限于人力、物力和经费,当前对自然湿地和人工湿地水鸟多样性的系统调查和评价多局限于单一地点或局部区域。因水鸟的分布具有地域性,从地域尺度进行不同湿地类型水鸟多样性评价将更为客观,公众科学数据为区域大尺度数据获取提供了可能。本研究借助中国观鸟记录中心数据,比较了2014年1月至2018年2月中国西南4省(市)自然湿地和人工湿地的水鸟物种多样性和组成相似性;结果共记录到9目19科139种水鸟,其中有94.96%的物种分布于自然湿地,67.63%的物种分布于人工湿地;各类群水鸟在自然湿地中的物种数均高于人工湿地。结果说明自然湿地在水鸟保护中具有重要栖息地功能,人工湿地能为大部分水鸟提供栖息地,但不能完全代替自然湿地。自然湿地中的湖泊湿地、河流湿地和沼泽化草甸以及人工湿地中的水库、城市人工景观水面和娱乐水面是水鸟,特别是受威胁水鸟分布的重要湿地类型;建议政府部门重点对上述湿地亚类进行合理的规划和管理。

    2018年04期 v.13 120-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K]
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  • 洱海流域湖泊湖滨带福寿螺时空分布

    邓晓玲;刘德清;郭学飞;田震;杨璐;顾荣;黄志旁;李延鹏;刘硕然;肖文;

    福寿螺是世界100种恶性入侵物种中唯一的水生螺,已对大理及周边地区造成了不可估量的经济损失和生态安全问题。为探究洱海流域湖泊湖滨带福寿螺时空分布及与水环境因子、季节之间的关系,探索福寿螺在大理地区的入侵机制,为大理地区高效防治福寿螺提供建设性建议,并为福寿螺时空分布格局的相关研究积累资料,于2016年冬季和2017年夏季在大理洱海及其上游水源地海西海、西湖、茈碧湖、绿玉池,以及罗时江湿地进行系统抽样,利用统计软件分析福寿螺分布与水质关系,结合GIS,分析福寿螺的时空分布以及潜在入侵危害。结果表明,从空间尺度上,洱海流域福寿螺有进一步扩散的趋势;从时间尺度上,福寿螺的密度随季节性水位的改变而变化;洱海流域的福寿螺分布和水质因子之间基本无相关性。

    2018年04期 v.13 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2950K]
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  • 洱海冬季水鸟群落结构与水位变化的潜在关系

    张淑霞;王荣兴;沈建新;马畅;肖文;

    水深是影响水鸟栖息地利用最重要的因素,而湿地的水位波动会导致水深发生变化。为研究水位波动对水深岸陡型高原湖泊冬季水鸟群落的影响,本研究以云南大理洱海为研究地点,在水位下降前后,即2014年和2017年的冬季(11月至次年1月)对洱海北部湖湾5个观察点各进行10次和8次水鸟统计调查,结果 2014年冬季共记录到22个物种,11 611只个体;2017年冬季共记录到30个物种,17 278只个体。对比涉禽、钻水鸭、潜水类三类功能集团的变化,发现水位下降后钻水鸭和潜水类的物种丰富度和多度都有所增加,而涉禽的物种丰富度不变,多度下降,这一结果与浅水滩地型湿地的响应变化规律不同。6种钻水鸭2017年冬季同时在洱海出现,说明可能为共同的环境因素所吸引。研究结果说明水位下降是洱海钻水鸭类物种丰富度和多度增加的必要条件。

    2018年04期 v.13 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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  • 地表水中抗生素复合残留对水生生物的毒性及其生态风险评价

    王作铭;陈军;陈静;徐汉杰;

    针对上海地区地表水中混合并持久残留的抗生素对水生态的危害,测试了3种主要被使用的抗生素(磺胺甲恶唑,SMZ;土霉素,OTC;氟苯尼考,FF)对4个不同营养级的水生生物代表种(蛋白核小球藻、费氏弧菌、大型蚤和斑马鱼胚胎)的单一毒性和联合毒性,并进一步对生态风险进行评估来探究抗生素对水生态系统的综合作用。研究表明:水生生物对单一抗生素暴露的毒性敏感顺序为:蛋白核小球藻>斑马鱼胚胎>费氏弧菌>大型蚤。用联合指数(CI)来评价抗生素二元混合物之间的相互作用时发现对于不同水生模式生物,抗生素之间的相互作用方式以拮抗作用(CI>1)为主。通过与浓度加和(CA)和独立作用(IA)2个传统模型的预测效果比较,发现CI模型能准确预测到抗生素联合毒性偏离相加作用。由于养殖废水中这3种抗生素的含量均远高于其他水体(如黄浦江、长江口、工厂废水),其对不同营养级的水生生物均表现出较高的风险性,需要对养殖废水采取相应的风险削减措施;相比之下,其他水体中抗生素对费氏弧菌、斑马鱼胚胎、大型蚤均表现出低风险,但是对蛋白核小球藻仍具有一定的风险性,需要警惕抗生素对水体初级生产者的风险性。

    2018年04期 v.13 149-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1792K]
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  • 2种典型家用消毒剂对水生生物的急性毒性影响及生态效应阈值研究

    朱英;胡双庆;沈根祥;张洪昌;杨灿;

    家用消毒剂大量用于日常生活中,进入水体环境后对水生生物产生潜在危害效应,目前尚缺乏保护水生生物安全的生态效应阈值。本研究以2种典型家用消毒剂(有效成分分别为对氯间二甲苯酚和次氯酸钠,前者命名为消毒剂A、后者为消毒剂B)为研究对象,开展其对8种不同营养级淡水水生生物的急性毒性效应研究。结果表明,除底栖动物外,消毒剂B对藻类、溞类和鱼类的急性毒性均高于消毒剂A;我国本土种稀有鮈鲫对2种消毒剂的敏感性高于其他2种鱼类;2种消毒剂对藻类的毒性高低均为近头状伪蹄形藻>斜生栅藻>蛋白核小球藻;近头状伪蹄形藻对2种消毒剂最敏感。基于上述毒性数据构建了物种敏感分布(SSD)曲线,计算对保护95%的物种不受影响时所对应的污染物浓度(HC5),并结合评估因子法推导出2种消毒剂预测无效应浓度(PNEC)值作为急性生态效应阈值,消毒剂A和消毒剂B的PNEC值分别为13.16 mg·L~(-1)(有效成分对氯间二甲苯酚PNEC值为0.33 mg·L~(-1))和0.71 mg·L~(-1)(有效成分次氯酸钠PNEC值为0.01 mg·L~(-1)),消毒剂A对淡水生物的PNEC比消毒剂B大了一个数量级,表明相较于消毒剂B,消毒剂A对水生态环境更为友好。本研究结果可为制订典型家用消毒剂的水质基准提供科学依据。

    2018年04期 v.13 161-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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  • 氟啶胺对斑马鱼胚胎线粒体氧化磷酸化和多巴胺系统基因表达的干扰效应

    郑珊珊;王晓红;赵元慧;

    杀菌剂氟啶胺是哺乳动物细胞中一种典型的线粒体氧化磷酸化解偶联试剂,极易在鱼体内富集,且对鱼类具有极高的毒性。本文测定了氟啶胺对斑马鱼(Danio rerio)胚胎的96 h半数致死浓度LC50值,并研究了该浓度下氟啶胺对斑马鱼胚胎线粒体呼吸耗氧速率和多巴胺神经通路中关键基因表达的干扰效应。氟啶胺对斑马鱼胚胎的96 h-LC50值为0.5μmol·L~(-1),该浓度下氟啶胺能够导致胚胎发生中轴骨骼发育不全和心脏水肿等畸形现象,这说明该杀菌剂对斑马鱼胚胎具有极高的毒性。在该浓度下,胚胎的基础呼吸速率和ATP产量均受到了显著抑制,这说明氟啶胺在斑马鱼细胞内同样具有解偶联活性,该杀菌剂能够干扰斑马鱼的线粒体氧化磷酸化过程。另外,LC50浓度氟啶胺还能够激活线粒体内锰超氧化物歧化酶基因(sod2)的表达,这说明氟啶胺能够引发线粒体内氧化自由基的产生,从而导致线粒体功能异常。由于多巴胺系统对线粒体能量产生和氧气消耗具有较高的敏感性,因此本文检测了斑马鱼体内多巴胺系统关键基因的转录水平。LC50浓度的氟啶胺能够显著抑制与多巴胺合成有关的酪氨酸羟化酶基因(th)和与多巴胺接收有关的多巴胺受体基因(drd2a)的转录水平,这说明斑马鱼在发育中多巴胺系统是氟啶胺引发神经疾病的有效靶位。一直以来氟啶胺在水环境中的残留是备受关注的环境问题,因此研究氟啶胺对斑马鱼胚胎的毒性作用机制具有重要意义。

    2018年04期 v.13 170-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K]
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  • 3种新型污染物对发光菌的毒性作用研究

    汪皓琦;董玉瑛;汪灵伟;

    分析了3种常见的代表性新型污染物对发光菌的单一毒性和等毒性比例下的联合毒性,基于毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)评价混合体系联合毒性作用类型。三氯生、五氯酚、双酚A对发光菌的半数效应浓度(EC_(50))分别为:0.045、0.035、0.74 mg·L~(-1)。不同的评价方法对3种新型污染物的联合效应评价结果具有较好的一致性,多元混合体系呈现为不同程度的拮抗作用,结合分子结构特征和不同取代基的相互作用,初步分析了联合毒性机理,进一步毒性作用机制还需要通过对生物生理生化响应等进行深入研究。新型污染物混合体系对发光菌的联合作用呈现以拮抗作用为主,表明此类污染物环境残留可导致相关化学品功效降低,引发微生物耐药性的产生和传播的风险。

    2018年04期 v.13 179-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 3种不同功效医药品活性成分对发光菌的毒性作用

    方政;董玉瑛;赵晶晶;邹学军;

    因药物活性成分的环境残留引发的风险和健康问题成为公众关注的焦点。本文以海洋发光细菌为受试生物,研究了布洛芬、阿奇霉素、三氯生3种医药品的单一和联合毒性作用。结果表明,3种医药品对发光菌的EC_(50)值分别为:36.5×10~(-5)、30.26×10~(-5)和0.0155×10~(-5)mol·L~(-1);二元及多元混合体系对发光菌的EC_(50)值高于单一体系的毒性作用,进一步采用相加指数法(AI)、毒性单位法(TU)、混合毒性指数法(MTI)评价3种医药品多元体系的联合毒性的作用类型,取得了一致的评价结果。3种医药品的二元混合体系及多元混合体系的作用类型均属于拮抗作用,但拮抗作用的强弱不同,这与医药品不同药效官能团结构可影响其对微生物生理生化反应过程有关。研究3种医药品对发光菌急性毒性作用可为该类新型污染物的环境风险评价提供基础数据。

    2018年04期 v.13 185-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K]
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  • 标准化测试种子发芽和根伸长毒性试验的基质应用研究

    邓桂荣;梅承芳;陈燕玲;梁燕珍;许玉洁;梁秋;曾国驱;

    种子发芽和根伸长毒性试验是研究和评价新化学物质对陆生生物危害性的重要手段之一。为探究在标准化测试中能否使用非推荐基质,以及使用推荐基质时能否用灭菌法替代酸洗法处理石英砂,选取8种植物种子在5种基质中进行试验。结果表明,不同基质对种子发芽率的影响较小,但基质较低的养分含量和特殊的物理结构易对部分种子根长形成胁迫,甚至直接制约根系发育。生菜、水稻在5种基质中的发芽率和根长无显著性差异;绿豆、甘蓝、西瓜在酸洗石英砂中的根长分别为25.1、24.5、29.0 mm,在其余4种基质中根长显著缩短;青瓜在吸水纸和发芽纸中发芽率偏低,仅为83.3%;玉米在酸洗石英砂和灭菌石英砂中的发芽率和根长无明显差异,为100%/45.7 mm和93.3%/44.8 mm,其他基质中显著偏低。标准化测试条件下,以推荐的酸洗石英砂上各种子的发芽率和根长为评判依据,生菜和水稻试验可使用本研究中任意基质,绿豆、甘蓝和西瓜试验仅可使用酸洗石英砂作为基质,青瓜和玉米试验可使用干热灭菌法替代酸洗法处理石英砂,并且青瓜试验还可使用滤纸基质。以上结果为测试机构在工作实践中优化试验条件提供理论依据。

    2018年04期 v.13 191-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 96K]
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  • 布洛芬对活性污泥中功能酶活性的影响

    赵晶晶;董玉瑛;方政;邹学军;

    布洛芬是常用非甾体抗炎药,使用量大、去除率低,且药品的存在会诱发水生生物发生不同应激变化。研究对比了在不同浓度梯度布洛芬暴露下活性污泥中脲酶、转化酶活性的动态变化率、总变化率的不同响应。结果表明,在布洛芬浓度为35~40μg·L~(-1)时,对脲酶活性的抑制程度超过了40%,布洛芬浓度达28μg·L~(-1)后,脲酶活性总变化率单调增加,在布洛芬浓度达到40μg·L~(-1)时,脲酶活性总变化率超过了70%。而转化酶活性动态变化率低于±20%,总变化率低于±30%。上述研究结果表明,脲酶活性在布洛芬较低浓度暴露下变化幅度大、响应快。因此推荐使用较为敏感的脲酶活性生物指标,评价布洛芬等新型有机污染物对复杂污泥机制中活性污泥微生物活性影响。相关实验数据可以对污水处理系统的潜在风险进行早期预警。

    2018年04期 v.13 197-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K]
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  • 南方某铀矿山废水对生物的急性毒性研究

    刘顺亮;陶峰;宋晓红;孙占学;

    为探明铀矿山对周围环境的联合毒性机制,本研究以常用生物毒性测试菌种——发光细菌青海弧菌Q67和费氏弧菌以及禾花鲤为受试生物代表,实地采集的铀矿山废水为目标废水,研究铀矿山废水对发光细菌和禾花鲤的急性毒性。实验结果表明,矿山废水对3种生物的急性毒性存在显著的剂量-效应关系,毒性效应浓度EC_(50)(LC50)的大小顺序为禾花鲤幼鱼>费氏弧菌>青海弧菌Q67,Pb~(2+)/U~(6+)浓度分别为6.052/3.026 mg·L~(-1)、2.284/1.142 mg·L~(-1)、1.339/0.669 mg·L~(-1),均可有效指示矿山废水的毒性水平,其中发光细菌更为灵敏、快速;且青海弧菌Q67的EC_(50)值最小,灵敏度最高,可作为表征矿山废水毒性风险的首选指示物。研究结果能够为放射性矿区废水生态风险预警、安全处理处置、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。

    2018年04期 v.13 203-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • 沉水植物对阿特拉津胁迫的毒理响应

    瞿梦洁;朱锋;李慧冬;刘伟;朱端卫;

    为揭示在阿特拉津胁迫下沉水植物生长及其与谷胱甘肽代谢途径的关系,通过培养实验研究了沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对0、0.5、1.0和2.0 mg·kg~(-1)阿特拉津的吸收特性,并对不同培养时期沉水植物的鲜重、总谷胱甘肽含量(T-GSH,即还原型谷胱甘肽GSH和氧化型谷胱甘肽GSSG之和)、GSH/GSSG比值及其形态变化、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性进行了测定。结果表明:沉积物阿特拉津初始浓度越高,植物体内阿特拉津浓度也越高。在培养60 d内,添加的阿特拉津对2种沉水植物的生长均产生显著抑制作用(P<0.05)。在阿特拉津胁迫60 d后,各处理植物体内GSH/GSSG比值有所回升,其GR和GST活性均高于空白对照组。处理组植物体内GR和GST活性在30 d时达到最高值。与此同时,GSH脱去谷氨酸后能与阿特拉津形成共轭物。以上结果提示,≤2 mg·kg~(-1)阿特拉津在培养前60 d内会对植物生长产生抑制,但在90 d时植物会从伤害中恢复过来。沉水植物体内的谷胱甘肽在GR和GST作用下,对阿特拉津及其产生的活性氧具有一定去除作用,并通过控制酶活使植物体保持一定的GSH含量;另一方面,GSH可以与阿特拉津结合形成新的共轭物,以此缓解阿特拉津对沉水植物的毒害。

    2018年04期 v.13 209-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K]
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