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严重的水环境污染已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素,也影响到人类的健康和生存。为了保护水源,防治水污染,对水环境进行实时监控是水资源管理的必要措施之一。水环境监测通常分为理化监测和生物监测两种。两种方法各有利弊,在实际的监测工作中,它们需要互相配合互相补充才能及时准确地提供正确的信息。由于目前生物监测的方法不多,且存在精确度较差、操作复杂、应用困难等缺点,因此迫切需要一些准确、灵敏、可靠的生物监测方法用于水环境监测。水溞是一种枝角类的浮游水生动物,分布广泛,在水生食物链及生态平衡中占有重要的地位。水溞对于水体中的有害物质比较敏感。因此,在毒理学的生物实验中,经常作为有毒物质的急性检测生物。水溞趋光性是指水溞向着或背着光源游泳的能力,具有遗传属性,受环境条件的影响。利用水溞趋光特性对水环境进行监测是国内外正在研究的一项新技术,该方法尚处于不断完善之中,相关资料的积累也较少。为了建立水溞趋光指数标准监测方法,需要系统地了解外界环境条件对水溞趋光行为的影响,目的是在建立标准方法时,拥有相对一致的条件可减少背景干扰,提高精确性。但是,有关水体富营养化、外界环境条件(温度、pH值、水的硬度、光照强度、水藻量等)对水溞的趋光行为的影响目前还缺乏系统研究。尽管有关重金属和农药影响水溞趋光性为的研究已有一定的工作累积,但这些有毒物质影响水溞趋光性的机理也未见报道。本项研究采用课题组从三峡库区水体中筛选培育出的隆线溞纯生物株Dc4作为试验生物,以水溞趋光指数为指标,研究富营养化污染物(N、P)及外界环境对水溞趋光性的影响,以及在重金属和农药存在的条件下,探索水溞神经系统靶标酶(乙酰胆碱酯酶)的活性与水溞趋光行为的关系,为建立一种快速、准确、灵敏的生物监测方法提供理论依据。主要结论如下:①在富营养化的水体中,水溞的趋光指数有显著性差异。在中度富营养化时(水溶液的总N浓度为12-25 mg/L,总P为2.5-5 mg,L之间),水溞趋光指数值为最大,但在重度富营养化水体或贫营养化水体(这些范围之外)中,水溞趋光指数显著降低。说明水体中氮磷浓度不同,对水溞的趋光行为产生显著的影响。推测在自然进化中,水溞更适应中度富营养化水体的生存环境。因为贫营养化的水体中营养物质少,不利于藻类、细菌等的繁殖,由于缺少食物,同样也防碍了水溞生存;在重度富营养化水体中,N、P含量过高,一方面藻类大量繁殖,水环境的平衡被打破,藻华后藻类死亡导致水体中的溶解氧极低:另一方面藻类分解释放出的毒素和挥发性氨,均对水溞生存产生严重的影响。②在不同的外界环境条件下,隆线溞的趋光行为有很大的差异。试验表明,测定隆线溞趋光指数最佳的环境条件分别是:温度20~25℃、pH值6.5~8.5、饵料浓度1.7×105~2.0×105个cell/ml、水的硬度15~18(德国度)、光照强度9000~10000lx、外界气压980~1010pa。③水溞体内的乙酰胆碱酯酶活性随水溶液中三唑磷增加而降低,重金属Cu2+的影响也有类拟的规律,说明三唑磷和Cu2+对隆线溞的毒性反应首先作用在靶标酶上,然后才影响到行为反应。但酶化学测定耗时、费用高,不利在线监测,而水溞趋光性方法更具有应用前景。