硝磺草酮對(duì)微囊藻和四尾柵藻的毒性效應(yīng)及致毒機(jī)理研究.pdf

1、除草劑大多是人工合成的生物外源性物質(zhì)，其殘留已成為生態(tài)系統(tǒng)的主要污染問(wèn)題。施用的除草劑大部分通過(guò)噴霧漂移、土壤浸出、降雨沖刷、地表徑流等途徑進(jìn)入水體，污染了湖泊、河流、地下水甚至海洋環(huán)境。水體中殘留的除草劑不可避免的對(duì)非靶標(biāo)水生生物產(chǎn)生潛在影響。浮游藻類是水生態(tài)系統(tǒng)中最主要的初級(jí)生產(chǎn)者，也是水體食物鏈的關(guān)鍵組成部分，驅(qū)動(dòng)著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，維護(hù)著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的平衡和穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)外資料表明，除草劑對(duì)藻類的生長(zhǎng)和群落結(jié)構(gòu)有顯

2、著影響，但關(guān)于三酮類新興除草劑硝磺草酮對(duì)藻類的毒性效應(yīng)研究鮮見(jiàn)報(bào)道，此外，在藻類種間關(guān)系定量化、藻細(xì)胞光合色素、光合作用特征和抗氧化系統(tǒng)研究方面，尚無(wú)數(shù)據(jù)說(shuō)明硝磺草酮對(duì)藻類的作用機(jī)理。因此，研究硝磺草酮對(duì)典型藍(lán)、綠藻的毒性效應(yīng)及致毒機(jī)理；2種藻對(duì)硝磺草酮的富集及其種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系對(duì)硝磺草酮毒性的響應(yīng)差異是十分必要的。
　　本文以微囊藻(Microcystis sp.)和四尾柵藻(Scenedesmus quadricauda)為受試生

3、物，提出了半效應(yīng)濃度EC50-nominal和EC50-free的差異及應(yīng)用，建立了不同初始體積比例混合培養(yǎng)體系研究藻類種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的方法，研究了硝磺草酮對(duì)藻的毒性效應(yīng)，并探討了藻對(duì)硝磺草酮的富集、藻種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、光合色素含量、光合作用特征和藻細(xì)胞抗氧化酶活性及抗氧化物質(zhì)含量對(duì)硝磺草酮的響應(yīng)，初步闡明了硝磺草酮對(duì)典型藍(lán)、綠藻的作用機(jī)制。主要取得如下結(jié)果：
　　硝磺草酮對(duì)微囊藻的生長(zhǎng)呈“低促高抑”現(xiàn)象，而其對(duì)四尾柵藻的生長(zhǎng)有明顯的抑

4、制作用。硝磺草酮對(duì)微囊藻的96 h EC50-nominal值為9.76 mg·L-1，96 h EC50-free值為6.19 mg·L-1；硝磺草酮對(duì)四尾柵藻的96 h EC50-nominal值為7.15 mg·L-1，96 h EC50-free值為4.41 mg·L-1。四尾柵藻對(duì)硝磺草酮的敏感性高于微囊藻。硝磺草酮標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)微囊藻和四尾柵藻的毒性遠(yuǎn)低于其商品。
　　深入研究了硝磺草酮對(duì)微囊藻和四尾柵藻的致毒機(jī)理，硝磺草酮

5、引起2種藻葉綠素 a含量降低，光能捕獲能力受損。硝磺草酮破壞微囊藻和四尾柵藻的熱能耗散機(jī)制，影響藻細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程、電子傳遞過(guò)程，降低藻的光合能力、對(duì)光強(qiáng)的利用能力和耐受光強(qiáng)的能力。硝磺草酮引起微囊藻和四尾柵藻細(xì)胞內(nèi)活性氧含量增加，形成氧化壓力，使藻細(xì)胞受到氧化損傷。硝磺草酮脅迫下，四尾柵藻在對(duì)硝磺草酮的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制中敏感性較微囊藻低。
　　微囊藻和四尾柵藻均具有富集硝磺草酮的能力，富集能力與藻對(duì)硝磺草酮的耐受性呈正相關(guān)關(guān)系。2

6、種藻容易富集較低濃度的硝磺草酮。與四尾柵藻相比，微囊藻更易從環(huán)境中富集硝磺草酮，同時(shí)代謝排出硝磺草酮更為緩慢。硝磺草酮未被藻降解為主要已知代謝產(chǎn)物4-甲磺酰-2-硝基苯甲酸(MNBA)和2-氨基-4-甲磺酰苯甲酸(AMBA)。
　　混合培養(yǎng)對(duì)四尾柵藻和微囊藻種群生長(zhǎng)有顯著影響，混合培養(yǎng)體系2種藻的比增長(zhǎng)率低于純培養(yǎng)。硝磺草酮影響四尾柵藻和微囊藻的種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。5、10 mg·L-1硝磺草酮脅迫下，四尾柵藻和微囊藻的種間競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)態(tài)由不