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微塑料与有机磷农药毒死蜱对斑马鱼的联合毒性效应

邹亚丹

微塑料与有机磷农药毒死蜱对斑马鱼的联合毒性效应

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作者信息

  • 1. 中国海洋大学
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摘要

微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球性的环境问题,引起了世界范围内的广泛关注,微塑料不仅能够对生物造成物理损伤,还能够通过浸出污染物或吸附环境中的有害物质对生物产生毒害作用。有机磷农药毒死蜱(chlorpyrifos,CPF)作为高毒农药的替代产品被广泛应用于农业生产中,以雨水冲刷、径流等形式进行迁移,对农田周围水体环境中鱼类等水生生物造成不利影响。本文选用毒理学模式生物斑马鱼(Daniorerio),通过研究斑马鱼在3种不同表面官能团的微塑料(PS,PS-NH2,PS-COOH)联合毒死蜱共同暴露28d后,其肥满度和肝体指数的变化、斑马鱼体内微塑料的累积量和停留时间以及毒死蜱的生物富集量、3种微塑料对有机磷农药毒死蜱的吸附作用以及联合暴露对斑马鱼组织病理学和生理指标的改变,探究3种微塑料和毒死蜱对斑马鱼的联合毒性效应。主要研究结果如下: (1)毒死蜱对斑马鱼的96hLC50为0.656mg/L,表明对斑马鱼具有高毒性。微塑料和毒死蜱单独暴露都能显著抑制斑马鱼的生长发育,对斑马鱼肥满度的抑制作用表现为PS-COOHgt;PSgt;PS-NH2。共同暴露时PS-COOH和毒死蜱对斑马鱼的联合毒性最强,肥满度最低,其次为PS和PS-NH2,这两者没有显著差异。微塑料单独暴露时只有高浓度PS-COOH显著抑制了斑马鱼的肝体指数,高浓度微塑料(2mg/L)与低浓度毒死蜱联合暴露时PS、PS-NH2缓解了毒死蜱对斑马鱼肝体指数的影响,与高浓度毒死蜱联合暴露时只有PS减轻了毒死蜱对斑马鱼肝体指数的抑制,PS-COOH(2mg/L)与毒死蜱共同暴露时斑马鱼肝体指数最低。 (2)斑马鱼体内微塑料的累积量表现为PS-COOHgt;PSgt;PS-NH2,3种微塑料在斑马鱼体内的停留时间依次为PS-COOHgt;PSgt;PS-NH2,加入毒死蜱共同暴露导致微塑料在斑马鱼体内的停留时间延长,说明毒死蜱影响了斑马鱼对微塑料的排泄能力。联合暴露28d后斑马鱼体内毒死蜱的含量不同,表现为PS-COOHgt;PSgt;PS-NH2,与微塑料含量一致,可能是由于毒死蜱能够被微塑料吸附并转移至斑马鱼体内,在体内积累产生毒性效应。3种微塑料在斑马鱼体内的停留时间验证了两种污染物对斑马鱼的联合毒性效应,表明毒性效应的大小与斑马鱼对污染物的摄取以及最终在体内的累积量有关,携带毒死蜱进入体内的微塑料量越多,对斑马鱼的生长发育影响越大。 (3)3种微塑料都具有吸附有机磷农药毒死蜱的潜力。当毒死蜱浓度为0.01mg/L时,3种微塑料高浓度(2mg/L)对毒死蜱的吸附量表现为PS-COOHgt;PS-NH2gt;PS;当毒死蜱浓度为0.1mg/L时,3种微塑料对毒死蜱的吸附量与微塑料的浓度有关,微塑料低浓度时PS-COOH吸附量最高,为291.5mg/g,而微塑料高浓度时,PS-NH2吸附量最高,为18.6mg/g。 (4)微塑料与毒死蜱能够引起斑马鱼肠道组织病理学改变,影响肠道正常结构,导致生长发育受到影响。微塑料和毒死蜱影响了斑马鱼淀粉酶AMS和脂肪酶LPS活性,对斑马鱼的能量代谢产生影响,3种微塑料与毒死蜱共同暴露能够缓解毒死蜱对斑马鱼抗氧化系统和神经系统酶活性的影响。 综上所述,3种微塑料和毒死蜱对斑马鱼的联合毒性效应表现为PS-COOHgt;PSgt;PS-NH2,联合毒性作用的大小与微塑料和毒死蜱之间的吸附作用以及载带毒死蜱的微塑料被斑马鱼摄食后在体内的富集行为有关。本文研究结果为环境中微塑料与有机物的复合污染及对水生生态系统的生态风险提供了理论依据。

关键词

微塑料/毒死蜱/联合毒性/表面官能团

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授予学位

硕士

学科专业

环境科学

导师

李锋民

学位年度

2019

学位授予单位

中国海洋大学

语种

中文

中图分类号

X5
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