利用水溞趋光性监测水中的拟除虫菊酯类农药和汞

【摘要】： 日趋严重的水环境污染制约着社会经济可持续发展，加强水资源管理是改善水环境的必要措施。在水资源管理工作中，水质监测是一项必不可少的基础性工作，它包括理化监测和生物监测。在实际工作中，它们需要互相配合相互补充才能及时准确地提供正确的信息。目前，由于生物监测的方法不多，并存在可比性差、操作复杂等缺点，因此，迫切需要研究一些灵敏、简便、准确的生物监测方法，应用于水环境的监测工作中。 水溞(Daphnia)属于节肢动物门、甲壳动物纲、腮足亚纲、枝角类的浮游水生动物，广泛分布于世界各地，水溞在水生食物链及生态平衡中占有重要的地位。水溞对于水体中的有害物质比较敏感，因此，利用它们对水中污染物的反应来评价水环境的安全性。 水溞趋光性是指水溞向着或背着光源游泳的能力，具有遗传属性，受环境条件的影响。利用水溞趋光特性对水环境进行监测是国内外正在研究的一项新技术，该方法尚处于不断完善之中，相关资料的积累也较少。因此，利用溞科浮游生物的趋光行为监测水体中的污染物质，还需要进行大量的基础性研究：包括从自然水体中筛选出对毒物敏感、但对环境因素变化不敏感的溞科浮游生物作为生物监测器；选用具有代表性的污染物，如重金属、农药以及它们的混合物，研究它们与溞科浮游生物趋光行为的关系：以及环境条件(如鱼类荷尔蒙等)对水溞趋光性的影响规律等。 目前，水体中的重金属、有机污染(如农药)以及它们间的复合污染已成为水生态系统中的重要环境问题。但是，人们对水体中重金属、农药的单一污染研究较多，而复合污染方面的相关研究较少。因此，研究农药和重金属对水溞趋光行为的影响规律，弄清它们共存时产生的生物和环境效应，是治理水体污染需要解决的重要问题。 本项研究采用大型溞(Daphnia magna，Dm)和隆线溞(Daphnia carinata，Dc_4)纯生物株作为试验生物，以水溞趋光指数为指标，研究了拟除虫菊酯农药(甲氰菊酯、高效氯氰菊酯)和重金属汞对水溞的急性生物毒性(半致死浓度LC_(50)和趋光指数Ip)，以及它们同时存在时对水溞趋光性的影响，同时研究了水体中鱼类荷尔蒙与毒物间的关系，为建立一种快速、准确、灵敏的生物监测方法提供理论依据，为农药及重金属监测提供参考。 主要结论如下： 1．供试的4种大型溞生物株均表现为正的趋光性，趋光指数的大小顺序为Dm_2＞Dm_4＞Dm_3＞Dm_1。其中，Dm_2与Dm_1，Dm_3，Dm_4的趋光指数存在显著性差异，说明Dm_2是最佳的试验材料。 2．同一生物株不同龄期水溞趋光指数呈现一定的变化规律。大型溞：4d＞2d＞6d＞8d＞10d＞1d；隆线溞：4d＞2d＞8d＞6d＞1d＞10d。其中，2d、4d与其它龄期的趋光指数存在显著差异，所以，本试验均选用龄期为4d的水溞作为试验材料。 3．在单一毒性试验基础上，按等质量浓度比对甲氰菊酯、高效氯氰菊酯和氯化汞共存时对隆线溞的联合毒性进行试验，结果发现毒物两两配比及三者共存的联合毒性均表现为拮抗作用。 4．甲氰菊酯、高效氯氰菊酯和Hg~(2+)作用于水溞时，水溞趋光指数与毒物的浓度呈显著负相关关系，2种拟除虫菊酯农药对水溞趋光指数的模拟方程均为一元二次方程，重金属Hg~(2+)对两种水溞的模拟方程为线性方程。 两种毒物共存时，水溞趋光指数的变化均有别于单一毒物单独作用。但通过成组数据差异显著性检验分析，未达显著水平(p＞0.05)。由此可见，在本试验设置的浓度范围内两种毒物混合均没有表现出联合作用。 5．水体中鱼类荷尔蒙的存在可显著降低两种水溞的趋光行为。受鱼类荷尔蒙影响水溞在3种毒物溶液中的趋光指数变化趋势不同于正常条件下培养水溞的变化趋势，但是通过成组数据差异显著性比较，发现鱼类荷尔蒙只对高效氯氰菊酯的毒性产生显著影响。