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随着现代农业的发展,除草剂使用量快速增大,而其中有绝大部分无法作用于靶标杂草而扩散进入环境中,其中一部分会随地表径流和渗透作用进入水生环境中,它们已经成为水生生态系统中的主要有机污染物。藻类是水生生态系统中的初级生产者,对整个系统起着至关重要的作用。
扑草净属均三氮苯类选择性除草剂,化学名称为2-甲硫基-4,6二(异丙胺基)-1,3,5-三氮苯,在中国和其他发展中国家广泛用于防除小麦、棉花、水稻、蔬菜等作物的一年生杂草。扑草净在环境中比较稳定,半衰期1~3个月,易污染环境介质。莱茵衣藻是一种单细胞真核绿藻,是作为光合作用、鞭毛功能、污染物生物治理等多项研究的模式生物。所以,研究除草剂扑草净对莱茵衣藻的毒性反应及其在莱茵衣藻中的积累和降解,为客观地评价农药的水生生态风险以及农药污染的生物治理提供了理论依据。
本论文研究了扑草净对莱茵衣藻种群生长和生理生化的影响。结果表明,低浓度(2.5μg L-1)扑草净刺激莱茵衣藻的生长,高浓度显著抑制生长,浓度与抑制率之间存在一条回归曲线(y=0.0601x-0.2347,R2=0.9501),96 h-EC50为12.2μg L-1。扑草净处理后,莱茵衣藻可溶性蛋白和叶绿素含量与种群生长结果类似,氧化胁迫程度随扑草净浓度升高而加剧,这也激活了藻抗氧化酶和解毒酶系统,使更多的同工酶表达,酶活性显著升高并与扑草净浓度之间存在剂量-效应关系。
分别设置了浓度-效应试验和时间-效应试验,研究了莱茵衣藻对扑草净的生物富集和生物降解作用。结果表明,莱茵衣藻能显著减少培养基中扑草净含量;且对扑草净有很强的富集能力,在4 d时,对初始浓度2.5μg L-1扑草净生物富集因子(BCF)为764.4,在7.5μg L-1扑草净培养基中,富集呈现出先增长后减小的趋势;生物降解作用显著,随扑草净浓度增大而减弱,4 d时,对2.5μg L-1扑草净生物降解率达41.5%;降解作用与藻的生长状况有密切关系,呈正相关。