论文部分内容阅读
非甾体类消炎药（non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs）是地表水环境中检出频率较高的一类药物残留物,虽然其在水环境中的残留浓度很低只有微量级别,但是因其有源源不断的输入源头,导致其会给水环境中非靶向水生生物带来潜在环境风险甚至通过食物链和食物网影响人类健康。所以研究水环境中NSAIDs的赋存及其对水生生物的影响有其必要性和重要性。目前,NSAIDs对于水生动物的研究较多,对于水生植物的研究较少,而NSAIDs持续胁迫下,其对水生植物整个生命周期生理和生长的影响还未见报道。此外,水生植物受到NSAIDs胁迫后,其在生命周期内的不同生长期,根系分泌物动态响应的研究还未见报道。因此,本论文首先调查太湖中NSAIDs的赋存浓度,分析NSAIDs的时空分布规律并对其进行生态风险评价;然后以我国淡水环境中广泛存在的芦苇（Reed）为受试生物,以五种典型非甾体类消炎药即布洛芬（Ibuprofen）、酮洛芬（Ketoprofen）、双氯芬酸（Diclofenac）、萘普生（Naproxen）和吲哚美辛（Indomethacin）为胁迫对象,研究NSAIDs对整个生命周期芦苇根系分泌物组分的影响;最后同样以芦苇为受试生物,研究NSAIDs在不同生长期芦苇体内累积、不同生长期芦苇氧化应激反应及其生理生长指标。主要研究结论如下:1、太湖北部、西部和东部水体的NSAIDs混合物赋存浓度较高,为75～90 ng·L-1,其中酮洛芬是NSAIDs复合污染的主要贡献者,普遍占NSAIDs总浓度的80%以上;太湖水体中NSAIDs混合物在夏季(15.9～134.3 ng·L-1)和秋季(16.4～144.6 ng·L-1)的赋存浓度较高,而在春季(25.3～72.5 ng·L-1)和冬季(14.6～57.4 ng·L-1)的赋存浓度较低,其在太湖的分布分别与水体电导率和pH的相关性最大,与其他环境因子的相关性较小;混合风险熵值模型（MRQ）评估结果发现全年共有9个断面处于NSAIDs混合物的高生态风险（MRQ>1）,NSAIDs混合物的中高级别生态风险（MRQ>0.1）持续时间长,横跨春夏秋3个季节,其中秋季的生态风险最大。总体来看,太湖水体中NSAIDs混合物带来的污染不容忽视,尤其是秋季需要引起高度重视。2、在NSAIDs胁迫下芦苇根系分泌物中总有机碳（TOC）的含量变化显著,五个生长期实验组根系分泌物中总有机碳的含量普遍低于对照组,较对照组普遍降低10%以上;根系分泌物中检测出单糖、脂肪酸、有机酸和氨基酸分别为7、4、10和15种,且其在实验组和对照组中的相对含量存在显著差异,其中阿拉伯糖、棕榈酸、硬脂酸、奎尼酸、丙二酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丙酸、牛磺酸和鸟氨酸在NSAIDs胁迫下其分泌量显著增加,普遍增加15%～60%,表明这11种物质是芦苇积极响应NSAIDs胁迫的组分。3、NSAIDs在幼苗期和展叶期芦苇组织中的累积浓度较低,快速生长期后芦苇组织中NSAIDs的累积浓度显著增加,根部NSAIDs的累积浓度(>15 ng·g-1)普遍高于茎和叶的累积浓度(<10 ng·g-1);幼苗期开始,芦苇组织受到NSAIDs胁迫的影响,产生氧化应激现象,抗氧化系统启动,其中,酶抗氧化系统中超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化物酶（POD）活性的显著提高（10%～40%）,对于缓解NSAIDs的毒害具有重要的作用;NSAIDs胁迫下,芦苇叶片中叶绿素a和b的量显著降低,分别降低20%～40%、30%～43%,且对光合指标也产生显著影响,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和气水比显著降低,分别降低11.24%～24.04%、7.13%～12.62%、24.18%～42.06%和21.42%～26.41%,但NSAIDs的胁迫对于生长指标并没有产生显著影响,这与芦苇自身的解毒机制有关,而SOD、POD和APX酶抗氧化系统调节下分泌特定的根系分泌物组分可能是重要的解毒途径之一。