【摘要】：近年來(lái),生物配體模型BLM在預(yù)測(cè)金屬對(duì)水生生物的毒性(如Cu,Zn,Cd,Ag,Ni,Pb)方面有著廣泛的應(yīng)用。生物配體模型BLM優(yōu)勢(shì)在于將金屬形態(tài)和競(jìng)爭(zhēng)性陽(yáng)離子(如K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、H~+)的拮抗作用應(yīng)用于金屬毒性和生物有效性的預(yù)測(cè)之中,使特定地點(diǎn)水質(zhì)條件下某金屬對(duì)水生生物的毒性得以預(yù)測(cè)。然而,目前仍沒有預(yù)測(cè)金屬對(duì)斜生柵藻的毒性效應(yīng)的生物配體模型。銅與人們生活息息相關(guān),而且在已建立的其他水生生物的生物配體模型中,大多與銅相關(guān),可以為斜生柵藻生物配體模型的建立提供參考價(jià)值。斜生柵藻廣泛分布于水體中,并是水生生態(tài)環(huán)境中的重要一員。綠藻是水生態(tài)環(huán)境中的初級(jí)生產(chǎn)者。因此,對(duì)綠藻如斜生柵藻的任何不良影響均會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)更大程度的破壞。本研究的目的是建立銅對(duì)斜生柵藻的急性毒性模型(生物配體模型),以預(yù)測(cè)銅對(duì)斜生柵藻的急性毒性并且在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基和天然淡水壞境中對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。在本研究中,我們分別研究了鈣、鎂、鉀、鈉和pH對(duì)銅的急性毒性的影響并對(duì)銅與斜生柵藻生物配體的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)進(jìn)行探究。研究結(jié)果表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na~+活度升高與72h-EC~(2+)_(50Cu)增加呈正相關(guān),證明了生物配體模型中藻類細(xì)胞上銅離子和其他陽(yáng)離子為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的概念。然而,本研究表明,H~+與72h-EC~(2+)_(50Cu)之間的正相關(guān)似乎是由氫氧化銅的毒性而不是陽(yáng)離子競(jìng)爭(zhēng)引起的。研究結(jié)果還表明,銅在斜生柵藻上的吸附作用基本符合van den Berg方程�；谏锱潴w模型的概念,Cu~(2+)、CuOH~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和H~+與斜生柵藻上的生物配體的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)和半數(shù)抑制積累量EA_(50)通過下述的方法計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下:logK_(CuBL)=5.90、logK_(CaBL)=3.25、logK_(MgBL)=3.86、logK_(NaBL)=2.81、logK_(CuOHBL)=6.64、logK_(HBL)～5.4、EA_(50)=2.985 nmol/gw。將這些參數(shù)輸入Biotic Ligand Model Windows?Interface,Research(Version 3.1.2.37)軟件中,建立斜生柵藻的生物配體模型,用以預(yù)測(cè)淡水壞境中特定地點(diǎn)水質(zhì)條件下銅對(duì)斜生柵藻的急性毒性。最后在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基和天然淡水壞境上塘河取樣對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。斜生柵藻的生物配體模型的建立有助于改進(jìn)現(xiàn)有的考慮了特定地點(diǎn)水質(zhì)條件下銅的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并且在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面有積極作用。
【圖文】：

子 M2+(Cu2+)與魚鰓表面的結(jié)合方式的Toro 等[20]）onceptual model of M2+(Cu2+) binding atenvironment07 年使用生物配體模型制定淡水環(huán)是用 Ca 和 Mg 硬度濃度來(lái)計(jì)算的 和 Mg 硬度對(duì)銅的急性毒性進(jìn)行預(yù)

15注：各圖縱坐標(biāo)表示 72h-EC50Cu2+，橫坐標(biāo)表示溶液中各陽(yáng)離子的活度，并作線性分析，誤差代表 95%置信區(qū)間。圖 2-1 各陽(yáng)離子活度與 72 h-EC50Cu2+關(guān)系圖，其中各圖分別代指陽(yáng)離子如下：Ca2+(a)、Mg2+(b)、Na+(c)、K+(d)、H+(e)、pH(f)；Figure 2-1. 72 h-EC50Cu2+for S. obliquus as a function of the chemical activity of Ca2+(a), Mg2+(b), Na+(c), K+(d), H+(e), and OH-(f).圖 2-1e 表明，pH 值從 5.58 升高到 7.28 時(shí)，72 h-EC50Cu2+由 2094 降至 83.6nM（20.05 倍）。但當(dāng) pH 值從 7.28 進(jìn)一步升高到 7.76 時(shí)，72h-EC50Cu2+則無(wú)明顯變化。兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成完全不同的線性關(guān)系：當(dāng)(H+)在 1.7E-7M 和 2.6E-6M 之間（pH=5.6~6.8）時(shí)，(H+)與 72h-EC50Cu2+之間的線性關(guān)系的斜率偏低為 0.47；當(dāng)(H+)在大于 1.7E-7M(pH＜6.8)，(H+)與 72 h-EC50Cu2+之間的線性關(guān)系的斜率偏高為 5.67。在考慮離子競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，(H+)活度較大，即 pH = 5.6~6.8 會(huì)更加重要[58]，因此，選擇這個(gè)區(qū)域的線性關(guān)系來(lái)代表(H+)與 72 h-EC50Cu2+之間的線性關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X171.5

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本文編號(hào)：2614409