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水体酸化条件下Cu(Ⅱ)对斑马鱼胚胎的毒性效应

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生态毒理学报 2013年第3期8卷 389-394页

作者：吴寅吴永贵马岚熊宇霏张枢陈琴贵州大学应用生态研究所贵阳550025

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24... 详细信息

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。

关键词：水体酸化 Cu2+ 斑马鱼胚胎联合生物毒性

水体酸化对几种微藻显微结构和营养成分的影响

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水体酸化对几种微藻显微结构和营养成分的影响

作者：王璐青岛科技大学

学位级别：硕士

大气CO浓度升高使得水体碳酸盐体系改变,从而影响水中浮游植物。微藻作为水中初级生产力,由于可以产生多种代谢物质而被认为具有良好的商业应用前景。微拟球藻、杜氏盐藻、普通小球藻、牟氏角毛藻及莱茵衣藻是饵料藻的典型代表。很多关... 详细信息

大气CO浓度升高使得水体碳酸盐体系改变,从而影响水中浮游植物。微藻作为水中初级生产力,由于可以产生多种代谢物质而被认为具有良好的商业应用前景。微拟球藻、杜氏盐藻、普通小球藻、牟氏角毛藻及莱茵衣藻是饵料藻的典型代表。很多关于微藻应对CO升高的响应研究都停留在短期酸化(ST),长期酸化(LT)相对较少。本文在模拟当前(400μatm)和未来(1000μatm)大气CO浓度的基础上研究了短期酸化和长期酸化对微拟球藻、杜氏盐藻及普通小球藻显微结构的影响,并且研究了ST和LT下牟氏角毛藻、杜氏盐藻及莱茵衣藻脂肪酸和氨基酸组成的变化。为了探讨微藻生理变化的内在原因,我们研究了ST和LT下牟氏角毛藻的分子响应机制。研究结果显示,ST和LT条件下微拟球藻细胞内叶绿体数量增多。ST促进杜氏盐藻叶绿体发育,但是LT下盐藻类囊体片层缺失,这与其光合作用结果一致;ST和LT下盐藻淀粉粒数目增多。对于普通小球藻,ST和LT下类囊体包裹的淀粉粒数量减少,但是细胞内油体增多,说明CO浓度升高可能会减少其碳水化合物的含量但会促进普通小球藻油脂的积累。脂肪酸和氨基酸是重要的营养物质,本文研究表明,ST和LT对牟氏角毛藻、杜氏盐藻及莱茵衣藻营养成分的影响具有物种差异性。ST和LT下牟氏角毛藻SFA和C16:0含量上升,而PUFA、C18:0、C18:3n3、EPA、∑EAA、∑AA含量及∑EAA/∑AA下降。ST下杜氏盐藻PUFA、C18:0、C18:3n3、∑EAA、∑AA含量升高且∑EAA/∑AA增大但SFA和C16:0含量下降,LT下C16:0、∑EAA、∑AA含量上升,但是SFA、PUFA、C18:0、C18:3n3及∑EAA/∑AA下降。对于莱茵衣藻,LT会降低其SFA、PUFA、C16:0、C18:0、C18:3n3、∑EAA、∑AA含量且∑EAA/∑AA减小,而ST下变化各不相同。本研究的结果表明,从某些方面来说,升高CO浓度会降低牟氏角毛藻的营养品质,而ST会增加杜氏盐藻的营养价值,但是LT会降低莱茵衣藻的营养品质。转录组的结果表明,牟氏角毛藻的细胞和代谢过程都受不同程度的影响,长期酸化和短期酸化的响应也不同,长期酸化下,涉及卡尔文循环、糖酵解、油脂合成和氮代谢的基因上调,参与某些氨基酸合成的基因下调,可能是牟氏角毛藻已经进化出新的特征以适应升高的pCO。

关键词：水体酸化微藻显微结构脂肪酸氨基酸转录组

水体酸化和微塑料的联合处理对沉水植物群落的影响

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水体酸化和微塑料的联合处理对沉水植物群落的影响

作者：胡傲湖北大学

学位级别：硕士

由于人类活动和全球变化的影响,微塑料和水体酸化带来的问题正严重威胁着淡水生态系统的结构和生态服务功能。沉水植物群落是水生生态系统的重要组成部分,关于微塑料和水体酸化对沉水植物群落的相关生态毒性研究尚未引起足够的重视。本... 详细信息

由于人类活动和全球变化的影响,微塑料和水体酸化带来的问题正严重威胁着淡水生态系统的结构和生态服务功能。沉水植物群落是水生生态系统的重要组成部分,关于微塑料和水体酸化对沉水植物群落的相关生态毒性研究尚未引起足够的重视。本研究以我国常见的沉水植物苦草(Vallisneria natans)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为受试植物,以微塑料浓度50 mg/L、100 mg/L和水体酸化p H5.6、p H6.3、p H7.0的联合处理作为试验处理,探讨微塑料和水体酸化联合处理对苦草、轮叶黑藻及其群落的影响,以期为探究微塑料和水体酸化对水生生态系统的生态风险评估提供理论支撑。主要研究结果如下:1)在微塑料处理下,与对照相比,50 mg/L微塑料显著提高了混合种植时的轮叶黑藻总长增长率及鲜重增长率。与对照相比,50 mg/L微塑料对单独种植的轮叶黑藻分枝数产生了显著的抑制作用,100 mg/L时则为促进。与对照相比,两种浓度的微塑料添加均提高了轮叶黑藻的比叶面积。100 mg/L的微塑料显著刺激了混合种植的轮叶黑藻和苦草体内可溶性糖含量的增加。单独种植轮叶黑藻的叶绿素含量在微塑料浓度为100 mg/L时显著高于50 mg/L。在50 mg/L微塑料浓度处理下轮叶黑藻的竞争能力显著强于苦草,可能会对轮叶黑藻和苦草的群落结构产生影响。2)在水体酸化(p H 5.6～7.0)处理下,p H值的下降对单独种植的苦草总长增长率、鲜重增长率存在显著的抑制作用。p H5.6、p H6.3与p H7.0相比,均提高了除单独种植苦草外的比叶面积。p H5.6与p H7.0相比显著降低了单独种植轮叶黑藻的可溶性糖含量,但显著提高了混合种植苦草的可溶性糖含量。在p H6.3处理下,轮叶黑藻的竞争能力显著强于苦草,可能会对轮叶黑藻和苦草的群落结构产生影响。3)微塑料和水体酸化的联合处理对混合种植的苦草植株总长增长率、鲜重增长率和分枝数产生了显著的抑制作用,但同时显著提高了各受试植物的比叶面积。在微塑料和水体酸化的联合处理下各处理组的植株体内的可溶性糖含量与对照组相比均有升高的趋势。在50 mg/L+p H5.6和50 mg/L+p H7.0处理下轮叶黑藻的竞争能力显著强于苦草,可能会对轮叶黑藻和苦草的群落结构产生影响。

关键词：微塑料水体酸化沉水植物群落生态风险

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汤山废弃矿坑水体酸化原因分析及治理方案

环境科学与技术 2011年第S1期34卷 217-219,252页

作者：刘兵佘健荆州市环境保护局湖北荆州434000 湖北省环境保护科学研究院湖北武汉430072

经野外实地考察和岩矿样品的室内分析研究得出:湖水酸化主要是因为山体岩石中有5%～10%的黄铁矿(FeS2)经强烈风化产生的硫酸根通过地表径流进入水体所致,并就黄铁矿的分布情况、岩石的风化程度和湖水pH值的变化趋势,提出治理方案。

关键词：废弃矿坑水体酸化分析

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几种微藻对水体酸化的生理响应

几种微藻对水体酸化的生理响应

作者：石蕾青岛科技大学

学位级别：硕士

大气中CO浓度的持续升高并不断被海洋、湖泊等水体吸收,使得水体pH值逐渐降低,进而引起水体中的二氧化碳-碳酸盐体系的改变。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)... 详细信息

大气中CO浓度的持续升高并不断被海洋、湖泊等水体吸收,使得水体pH值逐渐降低,进而引起水体中的二氧化碳-碳酸盐体系的改变。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)这三种微藻不仅是重要的初级生产力和食物链流动的基础环节,更是具有经济价值的饵料藻,在能源和医药等领域具有良好的开发前景。本研究将CO浓度分为了5个梯度:400ppm、700ppm、1000ppm、1500ppm和2000ppm,分别代表着当前和未来不同时段的CO浓度,并采用生理生化检测手段对三种微藻应对水体酸化的生理响应做了研究,研究结果显示:在微拟球藻和普通小球藻的短期酸化应激响应中,在一定CO浓度范围内,两种微藻的细胞密度和光合作用以及大部分的生化组成含量都随着CO浓度的升高而增长,当CO浓度过高时开始呈现降低的趋势,促进作用开始减弱,此节点一般是在1500ppm或者是2000ppm。此外,牟氏角毛藻的短期酸化应激和长期酸化驯化响应的结果显示,除了牟氏角毛藻的细胞密度、色素含量(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)和总油脂含量在应对水体短期酸化的应激反应和长期酸化驯化出现了相同的升高趋势,在其他的生理指标的变化中,均出现了相反的趋势。因此,不同微藻对水体酸化的生理响应存在着物种差异性,即使是同一种微藻,在不同生理方面也有着不同的响应;此外,特别是长期酸化驯化的微藻的生理改变与短期酸化应激反应相比也是不同的。因此,在研究微藻对水体酸化的生理响应时不仅仅要考虑到物种代谢的差异性,更应该进行长期的酸化验证。

关键词： CO2浓度水体酸化微拟球藻普通小球藻牟氏角毛藻

河口近岸水体酸化对脱氮过程的影响与机制研究

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河口近岸水体酸化对脱氮过程的影响与机制研究

作者：吴莉华东师范大学

学位级别：硕士

河口近岸是连接海洋和陆地的重要过渡带。近几十年来,随着人口的快速增长和社会经济的飞速发展,大量活性氮通过河流、大气沉降和地下水等途径输送到河口近岸地区,已给河口近岸生态系统造成了巨大的生态与环境危害,如水体富营养化、有害... 详细信息

河口近岸是连接海洋和陆地的重要过渡带。近几十年来,随着人口的快速增长和社会经济的飞速发展,大量活性氮通过河流、大气沉降和地下水等途径输送到河口近岸地区,已给河口近岸生态系统造成了巨大的生态与环境危害,如水体富营养化、有害藻类赤潮频发、以及季节性缺氧等。由此,河口近岸氮的生物地球化学循环研究已成为当今国际地学研究领域内的热点课题和学术前沿。在当今全球气候变化的背景下,大气二氧化碳(CO)浓度的持续升高及其导致的水体酸化潜在且持久地影响着河口近岸氮循环过程。尤其,受陆源人为输入、复杂生物地球化学过程及水文条件的进一步影响,河口近岸水体酸化更为快速与严峻。微生物介导的脱氮过程,主要包括反硝化和厌氧氨氧化过程,能将生物可利用的活性氮转化为氮气(N),对削减滨海湿地氮负荷具有重要的生态环境意义。然而,河口近岸水体酸化对脱氮过程的影响及其机制尚不清楚。鉴于此,论文以长江口崇明东滩湿地为典型研究区,基于自主构建的水体酸化模拟系统,运用N稳定同位素示踪技术和分子生物学技术探究了河口近岸水体酸化对脱氮过程的影响与机制。通过本研究,不仅可充分认识河口近岸关键氮循环过程对全球气候变化及人类活动多要素驱动下水体酸化的响应,还可为评价和预测河口近岸生态环境质量演变提供重要的科学依据。本研究主要取得如下的研究结果:(1)河口近岸水体酸化总体上抑制了沉积物的反硝化速率。经过两个月的酸化模拟,在pH降低约0.27的条件下,反硝化速率被抑制约28%,且随着酸化程度的加剧,反硝化速率抑制率显著升高,在pH降低约1.46的条件下,反硝化速率抑制率达90%。然而,河口近岸水体酸化却显著促进了厌氧氨氧化速率。经过两个月的酸化模拟,在pH降低约0.27的条件下,厌氧氨氧化速率升高约1倍。在pH降低0.13～1.46的酸化范围内,厌氧氨氧化速率均呈现出促进效应,促进率先升高后降低。由此,河口近岸水体酸化促进了厌氧氨氧化过程的脱氮贡献,然而由于反硝化过程依然是主要的脱氮途径,水体酸化整体上抑制了河口近岸脱氮速率。(2)河口近岸水体酸化显著促进了反硝化过程中温室气体NO的排放。经过两个月的酸化模拟,在pH降低约0.27的条件下,NO的排放速率增长了约87%。水体酸化对反硝化过程中NO排放的促进水平随酸化程度的加剧先升高后降低,在pH降低约0.62～0.93的酸化条件NO排放的促进率最高,达9.3～10.4倍。宏基因组分析进一步表明,NO产生(nor)与消耗(nos Z)功能基因相对丰度对水体酸化的差异性响应可能导致了NO这一温室气体的累积,从而促进了NO的排放。(3)水体酸化可能会通过影响反硝化菌和厌氧氨氧化菌的丰度和菌群结构,进而影响反硝化速率和厌氧氨氧化速率及其对总脱氮的贡献。研究结果表明,河口近岸水体酸化总体上降低了反硝化微生物的丰度,而厌氧氨氧化菌的丰度在酸化条件下有升高的趋势。反硝化微生物和厌氧氨氧化菌丰度对水体酸化的差异性响应,可能是引起水体酸化条件下厌氧氨氧化过程对总脱氮贡献升高的重要原因。此外,河口近岸水体酸化显著改变了反硝化菌和厌氧氨氧化菌的菌群结构,当pH值下降约0.13～1.46时,Arthrobacter、Flavobacterium、Gaiella等反硝化菌的相对丰度在水体酸化条件下显著降低(P酸化培养后,优势菌由Candidatus Scalindua转变为Candidatus Kuenenia。

关键词：水体酸化反硝化厌氧氨氧化氧化亚氮河口近岸

水体酸化条件下Cu (II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

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水体酸化对泥鳅体重的影响及其对红细胞核异常的诱导

生态毒理学报 2013年第3期 389-394页

作者：吴寅吴永贵马岚熊宇霏张枢陈琴贵州大学应用生态研究所

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应，研究了不同pH值（pH：3、4、5、6、7和7．8）条件下Cu2＋对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明，酸性水体及Cu2＋单一存在时，酸对斑... 详细信息

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应，研究了不同pH值（pH：3、4、5、6、7和7．8）条件下Cu2＋对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明，酸性水体及Cu2＋单一存在时，酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3．65，Cu2＋（pH=7．8）对斑马鱼胚胎24h—EC50为0267mg·L-1；当水体酸化及水体中的Cu2＋共存时，较低的pH对Cu2＋的生物毒性起协同作用，表现为随溶液pH的降低，各浓度Cu2＋对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高（P24h致死率=0．001），而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低（P96h孵化率=0．002），且不同浓度的Cu2＋之间的生物毒性效应存在显著性差异（P24h致死率=0．0321；P96h孵化率=0．0028）。这说明酸性水体和Cu2＋都显著影响斑马鱼胚胎的发育，且Cu2＋在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此，在受重金属Cu2＋污染的地区，如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2＋的双重胁迫，较低浓度的Cu2＋就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。

关键词：水体酸化 Cu2+ 斑马鱼胚胎联合生物毒性

来源：评论

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生物学通报 2005年第8期40卷 48-49页

作者：王凡黄允志郑世锋邵晨浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004

以pH值6.5为对照组,比较了pH值3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5等7个酸性水体对泥鳅体重及红细胞核的影响,结果表明,随着pH值的降低,红细胞的核异常率提高,并且各处理组中泥鳅体重下降率均出现峰值,提示了低pH值水体对泥鳅红细胞核... 详细信息

以pH值6.5为对照组,比较了pH值3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5等7个酸性水体对泥鳅体重及红细胞核的影响,结果表明,随着pH值的降低,红细胞的核异常率提高,并且各处理组中泥鳅体重下降率均出现峰值,提示了低pH值水体对泥鳅红细胞核异常率具有潜在的诱变作用,并能促进泥鳅体重下降率的升高。

关键词：水体酸化泥鳅体重红细胞核异常诱变作用酸雨

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酸雨、水体酸化及其对水生生物的影响

重庆环境科学 1996年第3期18卷 34-37页

作者：夏宜琤况琪军中国科学院水生生物研究所

我国酸雨南重北轻，呈区域分布和硫酸型特征。川、黔、湘、赣、桂和粤等省、区的局部地带酸雨ｐＨ低于４．５，接近国外重酸雨水平。重庆市郊（缙云山、南山）已发现酸化水体和酸敏感水体。酸化对各营养级水生生物的生长繁殖、生物多样... 详细信息

我国酸雨南重北轻，呈区域分布和硫酸型特征。川、黔、湘、赣、桂和粤等省、区的局部地带酸雨ｐＨ低于４．５，接近国外重酸雨水平。重庆市郊（缙云山、南山）已发现酸化水体和酸敏感水体。酸化对各营养级水生生物的生长繁殖、生物多样性和水体生产力造成危害，破坏水体的生态平衡。如果燃煤的脱硫防尘等环保措施不力，我国酸雨与水体酸化的发展趋势十分严峻。

关键词：酸雨水体酸化水生生物