不同环境因子下石油烃对两种海洋微藻毒性效应的变化

摘要

近现代经济全球化的加速发展，海洋石油污染日趋严重且已经成为亟待解决的重大海上污染问题之一。原油是复杂的有机化合物的混合物，其中包括75％的短链烃和长链烃，原油水溶液(Water-accommodated fraction，WAF)中包含可溶性较差但在水环境中持久性强的石油烃。WAF对海洋生物具有毒性效应，而不同的环境因子下WAF对海洋生物的毒性效应会发生变化。这是由于在不同的温度、盐度、pH和光照条件下，石油烃在海水中的溶质和溶解度、结构等也将发生变化。过对不同环境因子下WAF的毒性作用变化，能够为进一步研究其在生态系统中复杂的作用提供科学依据。藻类作为海洋生态系统的初级生产者，对于石油烃在海洋生态系统中的最终归宿具有重要作用。已有研究表明，石油烃对海洋微藻的生长具有显著的影响。
　　本文以球等边金藻（Isochrysis galbana）和青岛大扁藻（Platymonashelgolandica var.tsingtaoensis）为实验藻种，在实验生态条件下研究了不同环境因子下WAF对两种海洋微藻的96h急性毒性试验。以期阐明不同环境因子下WAF毒性效应变化，为研究海洋微藻群落结构的演替、海洋环境监测提供基础的实验依据。研究结果如下:
　　（一）不同温度下WAF对两种海洋微藻的毒性效应变化
　　(1)在15℃-25℃之间，WAF对两种海洋微藻的96hEC50值均随着温度的升高而增大。
　　(2)WAF胁迫下不同温度对两种海洋微藻的单独培养时种群动态变化的影响。结果表明，不同温度下WAF对两种海洋微藻种群生长的环境最大容纳量(K)、种群内禀增长率(r)及到达静止期的时间是不同的:温度的升高提高了球等鞭金藻的环境内禀增长率，进入生长静止期的时间提前;而青岛大扁藻则在20℃时种群内禀增长率最高，进入生长静止期的时间最短。
　　(3)WAF胁迫下不同温度对两种海洋微藻的共培养时种群动态变化的影响。结果表明，不同温度下WAF对两种海洋微藻种群生长动态的影响是不同的:球等鞭金藻在共培养时的种群密度较低，约为单培养时的7.5％，因此受到温度变化的影响较小，环境最大容纳量(K)随着温度的升高而增大;而青岛大扁藻的种群密度在共培养时受温度的影响较为明显。
　　（二）不同盐度下WAF对两种海洋微藻的毒性效应
　　(1)在盐度15-25间，WAF对两种海洋微藻的96hEC50值影响均不明显。在盐度25-35间，WAF对两种海洋微藻的96hEC50值均呈现出先升高后降低的趋势。
　　(2)WAF胁迫下不同盐度对两种海洋微藻的单独培养时种群动态变化的影响。结果表明，不同盐度下WAF对两种海洋微藻种群生长的环境最大容纳量(K)、种群内禀增长率(r)及到达静止期的时间是不同的:在盐度为31时，两种海洋微藻的环境最大容纳量值最大、种群内禀增长率最高、进入静止期的时间最短，而在低盐度或高盐度时K、r均较小且进入静止期的时间延长。
　　(3)WAF胁迫下不同盐度对两种海洋微藻的共培养时种群动态变化的影响。结果表明，球等鞭金藻在盐度为31时，K、r值较高，其它盐度组K、r值均较小且无明显变化。青岛大扁藻的种群密度在共培养时受盐度的影响大于球等鞭金藻。
　　（三）不同pH下WAF对两种海洋微藻的毒性效应的影响
　　(1)在pH值6.5-8.5之间，WAF对两种海洋微藻的96hEC50值均随着pH值的升高而先升高后降低。
　　(2)WAF胁迫下不同pH对两种海洋微藻的单独培养时种群动态变化的影响。结果表明:在pH值为8.1时，两种海洋微藻的K值最大，而在pH值为6.5时，K值最小;pH值为7.5和8.5时，K、r值和进入静止期的时间无明显差异。
　　(3)WAF胁迫下不同pH对两种海洋微藻的共培养时种群动态变化的影响。结果表明，球等鞭金藻在共培养时的种群密度很小，在pH值为8.1时，K、r较高，其它组受到pH变化的影响较小，K、r均较小且无明显变化。而青岛大扁藻的种群密度在共培养时受pH影响大于球等鞭金藻。
　　（四）UV-B辐射和WAF对海洋微藻共同作用
　　(1)低剂量的UV-B辐射（0-1.5J/m2）和低浓度WAF(0-2rag/L)胁迫单独作用于两种海洋微藻时，均提高了两种海洋微藻的96h相对生长率。
　　(2)低剂量UV-B辐射与WAF共同作用于海洋微藻时，两种海洋微藻的96h相对生长率均受到抑制。UV-B辐射的增强可导致WAF对海洋微藻毒性效应的增强。

目录

声明

摘要

0 前言

1 文献综述

1．1 石油烃污染

1．1．1 海洋石油污染的来源

1．1．2 WAF对海洋生态的危害

1．2 WAF对海洋微藻的毒性研究进展

1．3 环境因子改变污染物对生物毒性效应的研究

1．3．1 温度改变引起污染物毒性变化的研究

1．3．2 盐度改变引起污染物毒性变化的研究

1．3．3 pH改变引起污染物毒性变化的研究

1．3．4 UV-B辐射

1．4 不同环境因子下污染物对海洋微藻种间竞争的影响

1．5 立论依据和研究意义

2 不同温度条件下石油烃对两种海洋微藻毒性效应的变化

2．1 材料与方法

2．1．1 石油烃水溶液的制备

2．1．2 实验藻种的选择和培养

2．1．3 实验器材

2．1．4急性毒性试验

2．1．5 叶绿素a的测定

2．1．6 细胞计数

2．1．7 EC50的计算

2．1．8 单培养实验

2．1．9 共培养实验

2．1．10 内禀增长率、环境负载能力和生长曲线到达拐点的时间的计算

2．1．11 统计分析

2．2 结果

2．2．1 不同温度下WAF对两种海洋微藻急性毒性作用的变化

2．2．2 不同温度下WAF对两种海洋微藻单培养种群生长动态的影响

2．2．3 共培养时不同温度下WAF对两种海洋微藻种群生长逻辑斯蒂方程参数的比较

2．3 讨论

2．4 小结

3 不同盐度条件下原油水溶液对两种海洋微藻的毒性效应的变化

3．1 材料与方法

3．1．1 实验藻种

3．1．2 WAF母液的制备与浓度测定

3．1．3 培养海水的配制

3．1．4 不同盐度对两种海洋微藻的急性毒性试验

3．1．5 细胞计数

3．1．6 叶绿素a的测定

3．1．7 单培养实验

3．1．8 共培养实验

3．1．9 统计分析

3．2 结果

3．2．1 不同盐度条件下WAF对两种海洋微藻96h急性毒性的影响

3．2．2 不同盐度条件对WAF胁迫下两种海洋微藻单培养种群生长动态的影响

3．2．3 WAF胁迫下球等鞭金藻与青岛大扁藻在不同盐度环境共培养的逻辑斯蒂方程参数比较

3．3 讨论

3．4 小结

4．不同pH条件下WAF对两种海洋微藻毒性效应的变化

4．1 材料与方法

4．1．1 实验藻种

4．1．2 WAF母液的制备与浓度测定

4．1．3 培养海水的配制

4．1．4 细胞计数

4．1．5 不同盐度对两种海洋微藻的急性毒性试验

4．1．6 叶绿素a的测定

4．1．7 单培养实验

4．1．8 共培养实验

4．1．9 统计分析

4．2 结果

4．2．1 不同pH条件下WAF对两种海洋微藻急性毒性的影响

4．2．2 不同pH下WAF对两种海洋微藻单培养体系种群生长动态的影响

4．2．3 WAF胁迫下球等鞭金藻与青岛大扁藻在不同pH环境共培养体系的逻辑斯蒂方程参数比较

4．3 讨论

4．4 小结

5．UV-B辐射与石油烃对两种海洋微藻联合作用的初探

5．1 材料与方法

5．1．1 实验藻种

5．1．2 UV-B辐照体系

5．1．3 WAF母液的制备与浓度测定

5．1．4 单因子实验

5．1．5 不同剂量UV-b辐射条件下WAF对两种海洋微藻的96h急性毒性试验

5．1．6 细胞计数

5．1．7 数据统计

5．2 结果

5．2．1 不同剂量UV-B辐射对两种海洋微藻96h相对增长率的影响

5．2．2 不同浓度WAF对两种海洋微藻96h相对增长率的影响

5．2．3 UV-B辐射和WAF联合作用对两种海洋微藻96h相对增长率的影响

5．2．4 不同剂量的UV-B辐射下WAF对两种海洋微藻96hEC50的变化

5．3 讨论

总结

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文