莠去津对标准化水生微宇宙的影响

传统的生态毒理学实验系统主要涉及外源化学物质对单个物种的影响,易使实验结果与有害物质进入自然生态系统后的真实反应有所偏离,此外,自然生态系统的复杂性和天然可恢复性也使野外试验难以得到明晰的结论。微宇宙试验无疑是摆脱这些困境的良好途径。以广泛使用的除草剂莠去津为研究对象,以标准化水生微宇宙(standardized aquatic microcosm,SAM)试验为研究手段,探讨了莠去津对水生生态系统的影响。结果表明,莠去津浓度为0.023mg/L时对藻类生长会产生影响;浓度为0.033mg/L时对藻类生长和河虾生存均会产生影响,但对其他浮游动物,如大型溞、介虫、轮虫等未产生显著的毒性效应?摧ソ蛟谒低持械陌踩兄滴?0.009mg/L,毒性高,其对光合作用自养生物毒性很大,而对浮游动物毒性较小或产生间接效应。

实验室水生微宇宙的组建和基本生态学过程

在实验室内以贮备的纯培养生物、培养液和沉积物组建了水生微宇宙。生物群落包括我国淡水生态系统常见的8种藻、2种原生动物和1种甲壳动物,以及存在于实验室内的天然微生物群落.微宇宙运行28—31天,研究了藻类群落和大型溞种群的消长关系,以及毛初级生产力 P、总呼吸 R 和 P/R 比值的变动规律。试验结果表明,这种人工组合的水生微宇宙具有天然水生态系统的基本功能和生态学过程,经演替后,其生物组成和代谢可趋于稳定,并具有可重复性,可望作为在种群、群落和生态系统水平上评价化学品风险的多物种试验系统.

水生微宇宙研究热点及毒性对比与预测分析

为了解水生微宇宙的研究现状和趋势,本文对国内外相关文献发文量统计后进行了计量分析,并使用CiteSpace提取文献关键词进行了聚类和时间线分析,结果表明:①国外和国内的水生微宇宙研究发文量分别于20世纪90年代和21世纪10年代显著增加.②国内文献占比从21世纪10年代的16.1%升至21世纪20年代的26.1%.③生态毒理学研究在水生微宇宙领域占比较大.基于微宇宙的生态毒理学实验可在一定程度上反映群落水平的毒性效应,对相同暴露时间下单物种毒性实验与微宇宙毒性实验进行对比发现,两种实验的毒性数据呈显著正相关(P<0.05),且微宇宙毒性实验数据平均值较单物种毒性实验数据平均值低56%.此外,分别构建了通过单物种及水质参数预测微宇宙毒性数据的回归模型.研究显示,国内水生微宇宙相关研究正在逐步发展,且生态毒理学在国内外水生微宇宙研究中成为主要研究方向,相较于单物种毒性实验,物种在微宇宙毒性实验中种间关系的影响下对污染物更敏感.

杀虫剂三唑磷在室内淡水微宇宙中的生态效应

作为一种中等毒性的有机磷杀虫剂,三唑磷在稻区的使用十分普遍。为弄清其对淡水生态系统的影响,选择5组浓度(0、0.35、1.75、17.5、52.5μg·L^(-1)),在以藻类作为营养源的室内微宇宙系统内进行研究,采用多变量分析软件CANOCO 5对数据进行分析。非限制性排序和多重比较的结果表明,给药后0~6 d,三唑磷对于浮游动物群落的最高无作用浓度(NOEC_(community))和最低有效浓度(LOEC_(community))分别为17.5μg·L^(-1)和52.5μg·L^(-1)。给药后第9天,最高浓度组(52.5μg·L^(-1))的群落结构开始恢复,此刻三唑磷在水中的实测浓度平均值为4.35μg·L^(-1)。对于单个物种种群密度做差异显著性分析和多重比较,结果显示浮游动物当中受影响最大的是绿色湖湾介Strandesia viridis。给药30 d后,该物种在52.5μg·L^(-1)处理组的种群密度明显下降,历时57 d的试验结束时,种群密度仍未恢复到对照水平。对于藻类,非限制性排序和多重比较的结果显示三唑磷在群落层次的影响未达到能够明显区分NOEC_(community)和LOEC_(community)的程度。在单物种层面,在给药后9~12 d,三唑磷对单细胞的羊角月牙藻Selenastrum capricornutum种群有刺激作用。其NOECspecies和LOECspecies分别为1.75μg·L^(-1)和17.5μg·L^(-1)。没有迹象表明三唑磷的引入能够明显改变水体pH、电导、浊度和水体C循环状况。结合暴露评估软件GNEEC(Version 2.0)输出的环境浓度(峰值为2.44μg·L^(-1)),本研究结果显示三唑磷在正常使用剂量下有可能对稻田周边浮游动物群落的内部结构造成扰动,但是它不会对整个系统造成不可恢复的影响。

用微宇宙法研究稀土元素在富营养化水体中的归趋

本文利用静态实验室水生微宇宙的方法研究了轻、中、重三类五种稀土混合物（La,Ce,Sm,Gd,Y）在富营养水体、底泥、浮萍、大型蚤、螺蛳和金鱼中的分布和富集。结果表明,稀土在水生微宇宙各组分中的分布和积累的趋势为轻稀土>中稀土>重稀土。稀土元素在水体中6h后基本趋于平衡,其大部分为底泥所吸附;不同生物对稀土的分布和富集存在着较大的差异,其趋势为浮萍>大型蚤>螺蛳>金鱼。

模拟水生态系统及其在环境研究中的应用

随着70年代污染生态毒理学的发展,微宇宙作为评价化学品的环境影响的有力工具日益受到重视。由于从点源和非点源释放的化学物质可经直接或间接途径进入水生态系统,水生微宇宙在环境研究中的应用发展很快。早期的研究工作侧重于化学污染物在水环境的归宿。自70年代末以来,研究注意力逐渐集中于有毒物质在水生态系统内不同生物学组织水平上的生态学效应。本文分下列4个方面进行述评:(1)关于模拟生态系统的若干基本概念;(2)应用于环境研究的不同类型水生微宇宙;(3)尚有争议的若干问题;(4)水生微宇宙技术应用的新动向和展望。

不同营养水平调水对贡湖湾湖区水质及浮游藻类影响的模拟研究

为探究“引江济太”工程调水给受水湖区水体带来的生态效应,采用水生微宇宙模型进行为期11 d的室内模拟实验,以太湖贡湖湾湖区为受水水体,引入3组设定好的不同营养盐水平(贫营养水平O、中营养水平M、富营养水平E)的望虞河河水,研究在不同营养盐水平调水影响下,受水水体水生态环境的动态响应过程。结果表明:整个实验过程中,中营养和贫营养调水组的水体TN、NO_(3)^(-)-N、NH4_(+)-N、TP、SRP、TOC含量下降明显,富营养调水组影响效果较中营养和贫营养调水组差;调水提高了受水水体生态系统的多样性和均匀度水平,硅藻等非蓝藻细胞密度增加,蓝藻细胞生长受到竞争胁迫,中营养和贫营养调水的影响作用效果好于富营养水平。RDA分析结果表明,受水水体的pH、DO、SiO_(3)^(2-)-Si、TDS、NO_(3)^(-)-N、SRP是本实验水体影响藻类群落结构的主要环境驱动因子。