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蓝藻水华集聚后腐烂分解会释放细胞内微囊藻毒素并产生衍生污染物亚硝酸盐、氨等,导致局部水域水质的严重恶化。为了确定微囊藻毒素、亚硝酸盐、氨对浮游动物的危害,本实验选取太湖常见种D.similoides,D.obtusa为受试生物,通过微囊藻毒素、亚硝酸盐、氨三种毒物对两种蚤的急性和慢性暴露实验,得出以下结果:
1.氨和亚硝酸盐对D.similoides不同龄期(0.5、1、3、5、7 d)的急性实验亚硝酸盐对D.similoides各个龄期的24 h和48 h LC50都随着龄期的增加而增大,除了5日龄和7日龄之间不存在显著差异(P>0.05)外,其它各龄期之间彼此都存在显著性差异(P<0.05)；用修正的高斯模型拟合D.similoides不同龄期LC50,可知亚硝酸盐对D.similoides的24 h和48 h LC50的最大值分别为156.99和63.09mg/L,而达到最大值所对应的日龄分别为6.25和5.74天。
NH3-N对不同龄期D.similoides的24 h和48 h LC50中,当到达3日龄后,LC50不再随日龄的增大而增大,5日龄的24 h和48 h LC50与3日龄的不存在显著性差异。用修正的高斯模型拟合NH3-N对D.similoides不同龄期的LC50,可知NH3-N对D.similoides24 h和48 h LC50的最大值分别为1.74和1.33 mg/L,而达到最大值所对应的日龄分别为3.98和4.03天。
用修正的高斯模型可以很好的拟合D.similoides不同龄期的LC50的变化趋势,获得达到最大LC50时所对应的日龄,这个模型可能也适用于其它种类Daphnia在急性实验中不同龄期LC50的变化趋势。
2.氨和亚硝酸盐对D.similoides和D.obtusa的慢性毒理效应
在氨和亚硝酸盐对D.similoides和D.obtusa的21天慢性实验中,考察了指标首次怀卵/繁殖时间、首次怀卵/繁殖体长、蜕皮次数、繁殖次数、平均每窝繁殖量、平均母体繁殖量、平均存活天数,运用四参数逻辑斯蒂方程对各指标进行模拟,可获得相应指标的EC50,对比各指标参数的最低可见效应浓度(LOEC)、最低可见无效应浓度(NOEC)及EC50,可知各参数的敏感性次序:
氨对D.similoides各参数的敏感性:首次怀卵时间=首次繁殖时间=平均每窝繁殖量>平均母体繁殖量>平均繁殖窝数>平均存活天数>平均蜕皮次数。
氨对D.obtusa各参数的敏感性:平均母体繁殖量>平均每窝繁殖量>首次繁殖时间=首次怀卵体长=首次生殖体长>平均繁殖窝数>平均存活天数>平均蜕皮次数。
在氨对D.similoides和D.obtusa各指标的作用中,氨对D.similoides的首次怀卵/繁殖时间、D.obtusa的首次繁殖时间随着浓度的增大具有显著延长的效果,对D.similoides的首次怀卵/繁殖体长没有显著作用,但对D.obtusa的首次怀卵/繁殖体长在低浓度(0.01076,0.0538 mg/L)时具有刺激作用,体长明显长于其它各浓度组的体长。氨对D.similoides和D.obtusa的平均每窝繁殖量和平均母体繁殖量在低浓度时也表现出刺激作用。通过NH3-N对D.similoides和D.obtusa各参数的敏感性次序,知平均每窝繁殖量和平均母体繁殖量较其它指标要敏感,两指标的NOEC和LOEC分别为0.0538 mg/L和0.1076 mg/L,可知两种蚤对低浓度NH3-N的敏感性相同,比较两种蚤的EC50,D.similoides平均每窝繁殖量对NH3-N的EC50为0.58mg/L,D.obtusa平均母体繁殖量对NH3-N的EC50为0.27 mg/L,可知D.obtusa较D.siniloides对NH3-N要敏感。
亚硝酸盐对D.similoides各参数的敏感性:平均母体繁殖量>平均每窝繁殖量>平均繁殖窝数>平均蜕皮次数>平均存活天数。
亚硝酸盐对D.obtusa各参数的敏感性:首次生殖体长=平均母体繁殖量>平均每窝繁殖量>首次怀卵时间=首次繁殖时间>平均蜕皮次数>平均繁殖窝数>平均存活天数。
在亚硝酸盐对D.similoides和D.obtusa各指标的作用中,亚硝酸盐对D.similoides的首次怀卵/繁殖时间、首次怀卵/繁殖体长以及对D.obtusa的首次怀卵/繁殖时间、首次怀卵体长都没有影响。通过各指标的敏感性次序知平均每窝繁殖量和平均母体繁殖量较其它指标要敏感。比较两种蚤平均母体繁殖量的LOEC和EC50,D.similoides分别为1 mg/L和1.56 mg/L,D.obtusa分别为0.1 mg/L和1.59mg/L,可知D.obtusa较D.similoides对低浓度的NO2-N要敏感,但达到半数效应时两者的浓度几乎一样。
3亚硝酸盐联合藻毒素对D.obtusa的复合实验
亚硝酸盐联合藻毒素对D.obtusa的15天复合实验中,在参数首次怀卵时间(P=0.020)和首次繁殖时间(P=0.021)上都存在显著的交互作用,首次怀卵/繁殖时间不仅依赖于亚硝酸盐浓度,还依赖于藻毒素浓度,在亚硝酸盐和藻毒素的交互作用中,藻毒素表现出能一定程度上缓解亚硝酸盐对D.obtusa怀卵和繁殖的推迟作用。在其它参数首次怀卵/繁殖体长、平均每窝繁殖量、平均母体繁殖量、平均蜕皮次数及平均繁殖次数上,亚硝酸盐和藻毒素在联合毒性上表现为独立作用,因藻毒素对各参数没有显著性影响,可完全看成是亚硝酸盐对以上各参数的损害。
4氨联合藻毒素对D.similoides的复合及修复实验
在氨联合藻毒素对D.similoides的复合实验中,检测了首次怀卵/繁殖体长、首次怀卵/繁殖时间、平均每窝繁殖量、平均母体繁殖量、平均繁殖次数、平均蜕皮次数,在参数首次怀卵时间上氨和藻毒素存在交互作用(P=0.026),在作用过程中藻毒素表现出能一定程度上缓解氨对D.similoides怀卵的推迟作用。在参数首次繁殖时间上氨和藻毒素没有表现出显著的交互作用,但氨对D.similoides首次繁殖时间的影响受藻毒素的影响,而藻毒素对D.similoides首次繁殖时间的影响要依赖于氨浓度。对平均每窝繁殖量,氨和藻毒素没有表现出显著的交互作用,氨对D.similoides平均每窝繁殖量的影响不依赖于藻毒素浓度,但藻毒素对此指标的影响要依赖于氨浓度。氨和藻毒素对参数平均母体繁殖量表现为独立作用,二者对此参数都有一定的影响。对指标平均繁殖次数,氨和藻毒素表现为独立作用,因藻毒素没有显著性影响,可完全看成是氨对此参数的损害。对参数首次怀卵/繁殖体长、平均蜕皮次数,氨和藻毒素没有表现出毒害作用。
在修复实验中,检测了参数平均蜕皮次数、平均繁殖窝数、平均每窝繁殖量、平均母体繁殖量。平均蜕皮次数和平均繁殖窝数在修复实验中各组间没有显著性差异,说明氨和藻毒素确实对两参数不存在影响。对平均每窝繁殖量和平均母体繁殖量,高浓度处理组在修复实验中繁殖量大于低浓度处理组,表现出在慢性实验中抑制因子越大,在修复实验中繁殖指标恢复的更迅猛,称为“繁殖补偿”理论,或者理解为两指标很敏感,一旦外界环境中没有了抑制因子,其恢复的也比较快。