几种手性农药在栅藻和蝌蚪中的选择性富集及毒性效应研究

发布时间：2017-03-17 23:07

  本文关键词：几种手性农药在栅藻和蝌蚪中的选择性富集及毒性效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：农药对预防农业林业病虫害,保证农林业产出起着不可替代的作用,然而农药的不合理使用导致了农药残留和环境污染,将严重威胁着人类的健康和生态系统。手性农药在生产和使用的过程中会进入到水生生态环境中,引起水生生物的毒害效应,其对映异构体迁移转化时在吸收、运输、降解以及转化等方面会产生选择性差异,进而表现出不同的环境行为特性。因此,从对映体水平上研究手性农药的环境行为,能更准确可靠地评估手性农药的环境安全,为解决农药带来的环境问题提供理论基础,对保护水域生态环境有着十分重要的意义。在水生生态毒理研究中,藻类植物和两栖类动物对水中的毒物敏感性强,且易进行大量人工培养,是研究水体污染重要的指示生物。藻类作为食物网中的初级生产者,是农药通过摄食进入食物网中的第一环节,又因为藻类比表面积大极易富集农药,研究农药对藻类的影响是研究高营养级甚至人类体内农药情况的重要一环。蝌蚪的变态发育与人类等脊椎动物在母体内怀孕期的发育极其相似,常作为一种模拟生物,研究农药对蝌蚪的影响可以用以估计农药对人类等脊椎动物的影响。本文以几种常用手性农药作为研究对象,研究了它们对斜生栅藻和黑斑蛙蝌蚪的对映体差异性急性毒性及生理毒性以及在生物体内的选择性富集和代谢,此外还研究了手性农药在斜生栅藻-黑斑蛙蝌蚪食物链传递中的选择性富集、降解和生物放大行为,进一步评估手性农药的生态风险。 手性杀菌剂苯霜灵、己唑醇、三唑酮及其代谢物三唑醇在斜生栅藻中的立体选择性行为研究中,结果发现农药的对映体对栅藻的急性毒性表现出了差异性,对栅藻的叶绿素含量、超氧化物歧化酶SOD和过氧化氢酶CAT的酶活性以及脂质过氧化物丙二醛MDA含量也表现出了不同程度的立体选择性,实验还进一步表明S-苯霜灵被栅藻优先降解,高效体R体的残留可能导致栅藻的潜在毒性,另外S-三唑酮被栅藻优先代谢,产生更多毒性更低的1S2S-三唑醇。 手性农药杀菌剂苯霜灵、三唑酮及其代谢物三唑醇、杀虫剂氟虫腈及顺式氯氰菊酯,以及除草剂异丙甲草胺在黑斑蛙蝌蚪中的立体选择性行为研究结果显示,顺式氯氰菊酯对蝌蚪剧毒,其对映体在不同程度上影响蝌蚪生长速度：氟虫腈对蝌蚪中等毒性,可导致蝌蚪严重畸形；其它几种手性农药都属于低毒毒性。选取的农药对映体对蝌蚪的抗氧化酶SOD.CAT(?)解毒酶谷胱甘肽S转移酶GST的活性以及丙二醛MDA的含量的影响表现出了不同程度的对映体差异性。实验结果表明蝌蚪对某些手性农药的富集代谢具有立体选择性,其中对于三唑醇的富集,优先富集1R,2S-三唑醇异构体,对于氟虫腈则优先富集R-(-)-氟虫腈对映体,毒性更高的对映体在蝌蚪体内的高残留可能导致蝌蚪潜在慢性毒害效应。 根据栅藻和蝌蚪的研究结果,选取了苯霜灵、三唑酮、氟虫腈进行手性农药在斜生栅藻-黑斑蛙蝌蚪食物链的立体选择性富集行为研究,结果表明,栅藻对该三种农药的富集能力大于蝌蚪的富集能力,蝌蚪通过摄食农药污染的栅藻并没有表现出生物放大效应,但摄食暴露是蝌蚪富集农药的重要途径。苯霜灵在栅藻和蝌蚪这两种生物体内的富集出现相反的对映体选择性,氟虫腈在栅藻的富集中没有对映体选择性,但在蝌蚪的富集中优先富集R对映体,这说明不同物种对手性农药对映体的吸收代谢能力差异较大。以上研究可以为这几种农药在环境安全和人类健康风险评估中提供一定参考数据。
【关键词】：手性农药 水生生物 富集 代谢 毒性效应
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X592
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 插图和附表清单8-14
• 第一章 绪论14-31
• 1.1. 引言14
• 1.2. 手性农药在水生生态环境中的行为研究进展14-17
• 1.3. 藻类在水体污染研究中的应用17-19
• 1.4. 两栖类动物在水体污染研究中的应用19-20
• 1.5. 本文所涉及手性农药的研究进展20-29
• 1.6. 本论文的立题依据、目的和意义29-31
• 第二章 几种手性农药在斜生栅藻中的立体选择性行为研究31-59
• 2.1. 苯霜灵在斜生栅藻中的立体选择性行为研究31-42
• 2.2. 三唑酮及三唑醇在斜生栅藻中的立体选择性行为研究42-54
• 2.3. 己唑醇在斜生栅藻中的立体选择性行为研究54-59
• 第三章 几种手性农药在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究59-104
• 3.1. 苯霜灵在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究59-68
• 3.2. 三唑酮及三唑醇在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究68-80
• 3.3. 氟虫腈在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究80-89
• 3.4. 顺式氯氰菊酯在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究89-97
• 3.5. 异丙甲草胺在黑斑蛙蝌蚪体内的立体选择性行为研究97-104
• 第四章 几种手性农药在栅藻-蝌蚪食物链中的立体选择性行为研究104-123
• 4.1. 苯霜灵在栅藻-蝌蚪食物链中的立体选择性行为研究104-110
• 4.2. 三唑酮及三唑醇在栅藻-蝌蚪食物链中的立体选择性行为研究110-117
• 4.3. 氟虫腈在栅藻-蝌蚪食物链中的立体选择性行为研究117-123
• 第五章 结论与展望123-126
• 5.1. 苯霜灵在斜生栅藻和黑斑蛙蝌蚪的立体选择性行为123
• 5.2. 三唑酮及三唑醇在斜生栅藻和黑斑蛙蝌蚪的立体选择性行为123-124
• 5.3. 氟虫腈在斜生栅藻和黑斑蛙蝌蚪的立体选择性行为124
• 5.4. 己唑醇在斜生栅藻的立体选择性行为124
• 5.5. 顺式氯氰菊酯在黑斑蛙蝌蚪的立体选择性行为124-125
• 5.6. 异丙甲草胺在黑斑蛙蝌蚪的立体选择性行为125
• 5.7. 未来工作展望125-126
• 参考文献126-137
• 致谢137-138
• 作者简介138

【参考文献】

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本文编号：253592