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课题研究借助两种水质生物毒性监测仪器将斑马鱼的运动行为学与水质环境监测相结合,将斑马鱼在受试水环境中的运动行为变化指标进行实时监测,对可能导致的生物毒性以及生态学指标变化的污染物,甚至是突发性水环境污染事件,进行水质预警,保障水质安全。在斑马鱼急性毒性试验结果的基础上,利用水质安全在线生物预警系统(BEWs)和水质毒性生物监测仪(RTB)对斑马鱼在重金属(包括Zn2+、Cr6+)和农药(包括马拉硫磷、百菌清)胁迫下的运动行为进行48小时连续监测。外界水环境压力造成斑马鱼的运动行为发生改变,通过生物传感器测定0.5,1.0,1.5,2.0hz下不同运动行为的水质安全在线生物预警系统(BEWs)和借助CCD摄像头捕捉生物鱼游动行为和通讯行为的水质毒性生物监测仪(RTB)将斑马鱼的运动行为转换为量化的试验数值,进而利用斑马鱼的运动行为特征反应水质健康状况。本课题将斑马鱼的运动行为变化与水质健康状况进行结合,实现生物鱼运动学指标监测水质变化的目标,主要研究内容如下：(1)通过斑马鱼急性毒性试验,对Zn2+、Cr6+、马拉硫磷和百菌清的生物毒性进行毒性等级划分分别是中毒、中毒、中毒和剧毒。且根据96h半致死率(LC5o)试验结果分析得出斑马鱼对Cr6+的耐受性要大于砰+,百菌清比马拉硫磷对斑马鱼毒性大。(2)利用水质安全在线生物预警系统(BEWs)测定斑马鱼的综合行为强度与污染物浓度具有剂量-效应关系,污染物浓度越大综合行为强度越低。综合行为强度与时间具有一定相关性,总是经历一个短时间内上升后下降,再适应环境,又下降的过程,符合环境压力模型。不同污染物对斑马鱼四种频率下运动行为影响程度不同,重金属类污染物影响0.5hz下的游动行为较大,农药类污染物对5hz下的摆鳍行为较大。(3)利用水质毒性生物监测仪(RTB)测定斑马鱼的不同运动行为参数,利用运动行为参数反应水质健康状况。研究发现水质健康指数与污染物浓度具有剂量-效应关系,且变化趋势与水质安全在线生物预警系统(BEWs)一致。不同污染物对斑马鱼游动行为(速度、高度、转弯次数、总加速度)和通讯行为(距离、分散度、分散维数)等七种运动行为参数影响程度具有差异,重金属类污染物对游动行为影响程度较通讯行为程度大,农药类污染物对游动行为具有抑制性,却增加了通讯行为强度,外界水环境压力均导致斑马鱼游动总加速度的增加。(4)利用统计学分析方法水质安全在线生物预警系统(BEWs)和水质毒性生物监测仪(RTB)对Zn2+和马拉硫磷的报警阈值分别为国标限值的0.35、0.2倍,而水质毒性生物监测仪(RTB)对Cr6+和百菌清污染物的报警阈值为国标限值的14、0.05倍,是水质安全在线生物预警系统(BEWs)阈值的1/2。斑马鱼的运动行为变化是重金属和农药类污染物胁迫的敏感标志物,借助在线生物监测系统可以随时监测、记录斑马鱼在水环境内的运动状况,达到水质监测及预警的目的,保障水质安全。