基于斑马鱼行为变化的水质预警研究
发布时间：2021-10-29 21:12
在水环境整体质量下降的同时，各地频繁发生的突发性水污染事件更是给人们正常的生活和生产带来了巨大风险。利用快速、实时的监测手段在水质突发污染初期及时做出预警尤为重要。本研究以斑马鱼群体行为变化为基础，采用视频追踪技术记录鱼群的运动行为规律，实现模拟水体突发性污染事故的在线监测和预警，并结合类似仪器在使用中存在的误报警率高、稳定性差等问题进行研究，为基于鱼类行为变化的水质预警更好的应用提供参考和依据。在确定水质监测设备的最佳运行环境和监测条件的基础上，研究典型重金属（Cd2+、Cr6+、Hg2+和Cu2+）和农药（敌敌畏、乐果、溴氰菊酯和氯氰菊酯）突发暴露下斑马鱼行为变化规律。结果表明，斑马鱼在0.1TU（Toxic Unit）暴露下即表现出反应明显的行为反应。各项行为指标的变化具有一定的时序和层次性，即行为强度过度活跃和鱼群集群是第一反应，随着暴露时间的增长，行为强度不断下降，鱼群失去原有通讯和群体性的同时，运动高度和分形维数才开始发生变化。行为强度的变化根据暴露浓度的不同可分为三种情况：（1）0.01TU，无调节；（2）0.011TU，刚接触到污染物时行为强度急剧...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
国际标准实验用鱼斑马鱼斑马鱼具有近似人类的各种器官系统，如心脏血管系统、消化系统和神经系
图 2.1 测量斑马鱼的行为变化的实验装置设计图个尺寸为 400 75 300 mm（L W H）的测试P；三星，天津，中国），摄像头以每条鱼的置和运动方向，以 10~12 帧/秒的速度保存监
图 2.7 水箱中的水力流态自动逃离污染区域向清洁水区域游动的能力。为了保证监测水，投加染料观察测试箱内水力流态，如图 2.7 所示，当流速为 1液体更新时间为 9min/次，经水泵提升水由测试箱底部进入，由顶端出水口，没有断流死角。而当流速达到 2L/min 时，即水箱n/次，受测试箱本身体积的影响，过快的流速在箱体内形成了漩存在断流区域，水流状态紊乱。箱更新时间更新时间往往是容易被忽略的一个因素。一般认为，只要保证鱼的行为等产生影响，但本研究发现，当更新时间过快，4.5m成明显的漩涡和水力势能，具有逆流而上的鱼因为水流势能的动高速活跃状态，更高流速甚至使鱼长时间停留在水箱底部某冲击，严重影响正常运动行为，如图 2.8 所示。有研究表明，对[58]
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼的行为变化在水质监测中的应用[J]. 张金松,黄毅,韩小波,黄廷林. 给水排水. 2013(07)
[2]中国流域水污染控制分区方法与应用[J]. 王金南,吴文俊,蒋洪强,徐敏,谢阳村,赵康平. 水科学进展. 2013(04)
[3]Cr6+对日本黄姑鱼（Nibea japonica）外周血细胞及抗氧化酶（SOD、CAT）活性的影响[J]. 张彩明,陈应华,吴常文,李晓婷. 海洋与湖沼. 2013(02)
[4]珠江河口水体有机磷农药的含量与季节变化[J]. 周慜,石雷,李取生,杨璇. 中国环境科学. 2013(02)
[5]环保部发布《2011年中国环境状况公报》[J]. 环境经济. 2012(07)
[6]流速对细鳞裂腹鱼游泳行为及能量消耗影响的研究[J]. 袁喜,涂志英,韩京成,王学祥,石小涛,刘国勇,黄应平. 水生生物学报. 2012(02)
[7]饮用水中氯消毒的应用及存在的主要问题[J]. 崔月娟,员建,苑宏英,杜双磊. 四川环境. 2012(01)
[8]几种小型淡水观赏鱼对重金属的敏感性比较[J]. 沈芾,孙杰,孔令富,陈再忠. 水产科技情报. 2012(01)
[9]苯、氯苯、苯酚、4-氯酚对斑马鱼、孔雀鱼、剑尾鱼的急性毒性[J]. 邢军. 生态环境学报. 2011(11)
[10]水体突发性重金属污染胁迫下斑马鱼的行为反应分析[J]. 黄东龙,周勤. 环境监测管理与技术. 2011(04)
博士论文
[1]不同类杀虫药剂的致毒症状与作用机理关系研究[D]. 马志卿.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]斑马鱼体内抗氧化酶活性对水体重金属与有机污染的响应研究[D]. 冯烨.南昌航空大学 2012
[2]水质在线监测预警系统中预警鱼类的选择与应用[D]. 孙杰.上海海洋大学 2012
[3]基于计算机视觉的水体突发性污染在线生物监测预警研究[D]. 黄东龙.华南理工大学 2011
[4]几种重金属对孔雀鱼的毒性效应研究[D]. 赵岩.山东师范大学 2010
[5]城市水源地典型污染物的生物监测与预警研究[D]. 赵晓艳.暨南大学 2009
[6]鱼类行为学在水质在线监测与预警中的应用研究[D]. 李志良.山东师范大学 2008
[7]氯氰菊酯对草鱼抗氧化酶的影响及毒性研究[D]. 谢文平.华南师范大学 2004
本文编号：3465405
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
国际标准实验用鱼斑马鱼斑马鱼具有近似人类的各种器官系统，如心脏血管系统、消化系统和神经系
图 2.1 测量斑马鱼的行为变化的实验装置设计图个尺寸为 400 75 300 mm（L W H）的测试P；三星，天津，中国），摄像头以每条鱼的置和运动方向，以 10~12 帧/秒的速度保存监
图 2.7 水箱中的水力流态自动逃离污染区域向清洁水区域游动的能力。为了保证监测水，投加染料观察测试箱内水力流态，如图 2.7 所示，当流速为 1液体更新时间为 9min/次，经水泵提升水由测试箱底部进入，由顶端出水口，没有断流死角。而当流速达到 2L/min 时，即水箱n/次，受测试箱本身体积的影响，过快的流速在箱体内形成了漩存在断流区域，水流状态紊乱。箱更新时间更新时间往往是容易被忽略的一个因素。一般认为，只要保证鱼的行为等产生影响，但本研究发现，当更新时间过快，4.5m成明显的漩涡和水力势能，具有逆流而上的鱼因为水流势能的动高速活跃状态，更高流速甚至使鱼长时间停留在水箱底部某冲击，严重影响正常运动行为，如图 2.8 所示。有研究表明，对[58]
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼的行为变化在水质监测中的应用[J]. 张金松,黄毅,韩小波,黄廷林. 给水排水. 2013(07)
[2]中国流域水污染控制分区方法与应用[J]. 王金南,吴文俊,蒋洪强,徐敏,谢阳村,赵康平. 水科学进展. 2013(04)
[3]Cr6+对日本黄姑鱼（Nibea japonica）外周血细胞及抗氧化酶（SOD、CAT）活性的影响[J]. 张彩明,陈应华,吴常文,李晓婷. 海洋与湖沼. 2013(02)
[4]珠江河口水体有机磷农药的含量与季节变化[J]. 周慜,石雷,李取生,杨璇. 中国环境科学. 2013(02)
[5]环保部发布《2011年中国环境状况公报》[J]. 环境经济. 2012(07)
[6]流速对细鳞裂腹鱼游泳行为及能量消耗影响的研究[J]. 袁喜,涂志英,韩京成,王学祥,石小涛,刘国勇,黄应平. 水生生物学报. 2012(02)
[7]饮用水中氯消毒的应用及存在的主要问题[J]. 崔月娟,员建,苑宏英,杜双磊. 四川环境. 2012(01)
[8]几种小型淡水观赏鱼对重金属的敏感性比较[J]. 沈芾,孙杰,孔令富,陈再忠. 水产科技情报. 2012(01)
[9]苯、氯苯、苯酚、4-氯酚对斑马鱼、孔雀鱼、剑尾鱼的急性毒性[J]. 邢军. 生态环境学报. 2011(11)
[10]水体突发性重金属污染胁迫下斑马鱼的行为反应分析[J]. 黄东龙,周勤. 环境监测管理与技术. 2011(04)
博士论文
[1]不同类杀虫药剂的致毒症状与作用机理关系研究[D]. 马志卿.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]斑马鱼体内抗氧化酶活性对水体重金属与有机污染的响应研究[D]. 冯烨.南昌航空大学 2012
[2]水质在线监测预警系统中预警鱼类的选择与应用[D]. 孙杰.上海海洋大学 2012
[3]基于计算机视觉的水体突发性污染在线生物监测预警研究[D]. 黄东龙.华南理工大学 2011
[4]几种重金属对孔雀鱼的毒性效应研究[D]. 赵岩.山东师范大学 2010
[5]城市水源地典型污染物的生物监测与预警研究[D]. 赵晓艳.暨南大学 2009
[6]鱼类行为学在水质在线监测与预警中的应用研究[D]. 李志良.山东师范大学 2008
[7]氯氰菊酯对草鱼抗氧化酶的影响及毒性研究[D]. 谢文平.华南师范大学 2004
本文编号：3465405
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