铜对典型鲤科鱼类及小球藻的毒性预测模型—生物配体模型研究

发布时间：2019-08-27 07:36

【摘要】：铜在人类生产生活过程中大量存在,其对环境造成的污染已引起重视。水体中铜对鱼类及蚤类的毒性预测模型(生物配体模型)已较为成熟。生物配体模型已被美国环保署等政府部门认可并应用于毒性预测及生态水质基准的建立中。更广泛的应用生物配体模型建立在扩展生物配体模型的物种库上。典型鲤科鱼类(鲤鱼、草鱼、鳙鱼)广泛分布于中国地表水体中,为居民常用消费鱼品,所以建立鲤鱼、草鱼、鳙鱼的生物配体模型至关重要。小球藻为地表水体中常见初级生产者中的单细胞藻类,为优质的绿色营养源食品,探讨生物配体模型在其中的适用性有一定的科学意义。所以,建立铜对草鱼、鲤鱼、鳙鱼及小球藻的生物配体模型不仅能更精确预测环境中铜的毒性大小,还可以为生态水质基准的建立提供有力支持。本研究基于目前的生物配体模型版本,在无(或较少)溶解有机质(DOC)介质下进行铜对草鱼、鲤鱼、鳙鱼的急性毒性试验,校正其半致死累积剂量(LAso)。然后,进行铜与DOC的络合试验,校正其质子交换常数。最后,通过不同环境条件下的毒性试验值半致死浓度(LCso),验证LA50的合理性,并由此建立了其生物配体模型。通过预测文献中毒性数据,验证了所建的草鱼、鲤鱼、鳙鱼的生物配体模型的适用性。另外,在不同单因素Ca、Mg, Na、K, pH, DOC浓度下,执行铜对小球藻急性抑制试验。然后探讨了不同因子的影响程度及机理。最后,探讨了生物配体模型在小球藻中的应用可能性。基于此,主要得出以下结论：(1)铜与胡敏酸(HA)的质子交换常数pKCuHA-A=1.84,络合能力比模型固有值pKCuHA-A=1.5较弱些,而最大络合量比模型固有值[CA](mol-g-1)=3.29E-3 mol-g-1较大些,其为4.68E-3 mol-g"1。不同来源的DOC性质不一,其与铜的络合性质也不一校正络合参数十分重要。(2)对于鲤鱼、草鱼、鳙鱼,DOC在铜对其毒性中的影响程度较大。而对于小球藻,Ca、Mg、Na、K对其影响不显著,pH有一定的影响作用,DOC对ICso的影响最为显著。(3)鲤鱼、草鱼、鳙鱼的LAso值分别为9.00、11.60、5.16 nmol·g-1,其对铜的敏感度大小依次为：鳙鱼鲤鱼草鱼。基于此建立了其生物配体模型,实验及文献毒性值预测结果显示该模型预测准确度高,可进一步推广应用。(4)生物配体模型中,铜对小球藻的参数系列为：log KCaBL=-5,log KMgBL=-5, log KNaBL=-5,log KKBL=-5,log KCuOHBL=-5,log KHBL=7.71,log KCuBL=8.6,LA50为10.1 nmol·g-1。基于以上确定的参数,最终建立的生物配体模型对DOC集的毒性值预测偏大。生物配体模型在小球藻中的应用需考虑Cu-HA复合体在细胞表面的比重及其所释放而产生的毒性。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5

【参考文献】