摘要
PPCPs的大量使用和不当的处理,导致环境中的残留量不断增加,由此带来的生态环境效应引起了广泛关注。同时,重金属污染问题的日益严重,也给人类健康带来严重的威胁。为了进一步探究两大类物质对水生态系统产生的生态毒性效应和潜在的风险,本文选取了典型的PPCPs代表物三氯生和布洛芬,以及重金属中的氯化镉作为研究对象,以羊角月牙藻作为实验藻种,通过测定羊角月牙藻生长速率、叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数以及抗氧化酶系统响应变化,评价PPCPs药物和重金属对水生生态系统中初级生产者-藻类的毒性影响及其生态效应。 结果表明,三氯生对羊角月牙藻96hEC50为0.112mg?L-1,对羊角月牙藻属于高毒物质。三氯生对羊角月牙藻叶绿素荧光动力学ABS/RC,PIabs和RC/CSo等参数变化影响比较明显。随着三氯生浓度的增大,羊角月牙藻的叶绿素荧光中ABS/RC的大幅上升,PIabs和RC/CSo的下降,当三氯生浓度为0.256mg?L-1时,ABS/RC达到最大值,PIabs和RC/CSo下降为最小值。在低三氯生低浓度组(0.004、0.016、0.064和0.128mg?L-1)暴露下,GST活性随三氯生浓度增加而增大,但当三氯生浓度超过0.256mg?L-1时,GST活性出现显著下降,而MDA的含量达到最大。因此,光合作用过程叶绿素荧光动力学参数如ABS/RC,PIabs和RC/CSo以及抗氧化酶系统中GST和MDA可以作为有效的参数指标用于三氯生的毒性的评价。 随着布洛芬浓度的增大,羊角月牙藻的叶绿素荧光中φDo和DIo/RC大幅上升,PIabs出现下降,当布洛芬浓度为0.5mg?L-1时,φDo和DIo/RC达到最大值,PIabs下降为最小值。布洛芬对羊角月牙藻体内抗氧化酶系中CAT和MDA也有较大影响。在布洛芬低浓度组(0.0005、0.005、0.05mg·L-1)暴露下,GST活性随布洛芬浓度增加而增大,但当布洛芬浓度超过0.05mg?L-1时,GST活性出现显著下降。MDA含量也出现了低浓度诱导,高浓度下降的现象。CAT和MDA对布洛芬的暴露比较敏感,并且稳定。因此,光合作用动力学参数φDo、DIo/RC、PIabs和抗氧化酶中的CAT和MDA作为布洛芬对羊角月牙藻生物标记物方面有较好的应用前景。 氯化镉对羊角月牙藻96hEC50为0.068mg?L-1,对羊角月牙藻属于高毒物质。羊角月牙藻在氯化镉的暴露条件下,叶绿素荧光动力学φPo、RC/CSo和PIabs等参数变化比较敏感。随着氯化镉浓度的增大,羊角月牙藻的叶绿素荧光中φPo、RC/CSo和PIabs都出现大幅下降。同时,SOD活性随氯化镉浓度增加而增大,但当氯化镉浓度超过0.012mg?L-1时,SOD活性出现显著下降。CAT含量在低浓度暴露下显著增加,达到最高浓度组时,出现显著下降现象。因此,光合作用动力学参数φPo、RC/CSo、PIabs和抗氧化酶中的SOD和CAT作为氯化镉对羊角月牙藻暴露的生物标记物方面有较好的应用前景。 在PPCPs和重金属的混合暴露试验中,氯化镉和三氯生对羊角月牙藻联合毒性表现为拮抗作用。羊角月牙藻在氯化镉和三氯生的联合暴露条件下,叶绿素荧光动力学RC/CSo、Sm和PIabs等参数变化比较敏感。同时,抗氧化酶系中SOD和GST也有较大影响。SOD和GST活性随三氯生在混合浓度中所占比例增加而增大,并且变化比较明显。因此,光合作用动力学参数RC/CSo、Sm、PIabs和抗氧化酶系中SOD和GST可以作为有效的指标参数用于氯化镉和三氯生联合作用的毒性的评价。 氯化镉和布洛芬对羊角月牙藻联合毒性表现为协同作用。随着布洛芬在混合暴露液中所占的比例的增加,混合暴露液的毒性越大。在氯化镉和布洛芬的联合暴露条件下,羊角月牙藻的叶绿素荧光中ETo/RC、φPo和PIabs都出现大幅下降。同时,抗氧化酶系中SOD活性随布洛芬在混合溶液中所占的比例的增加而减小,而MDA含量随着布洛芬在混合溶液中所占比例的增加而增加,并且两者的变化比较明显。因此,光合作用动力学参数ETo/RC、φPo、PIabs和抗氧化酶系中SOD和MDA可以作为有效的指标参数用于氯化镉和布洛芬联合作用的毒性的评价。
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