基于群落水平的新污染物HHCB和AHTN的生态效应研究
批准号:
42107303
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王晓南
依托单位:
学科分类:
生态毒理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓南
中文摘要
新污染物佳乐麝香(HHCB)和吐纳麝香(AHTN)因在环境水体中的高检出和高生态毒性而备受关注。前期开展了HHCB和AHTN的急慢性毒性试验和水生态风险评估,结果显示它们在一些水体中产生慢性生态风险,然而,由于缺乏浮游动植物的慢性数据,群落水平的生态效应也未知,导致不能准确评估HHCB和AHTN对敏感生物和群落效应的生态风险。本项目进一步开展HHCB和AHTN对8种浮游动植物(绿藻、溞类和轮虫)的慢性毒性研究,计算基于物种水平的生态安全阈值,比较分析物种敏感性,获得对HHCB和AHTN污染敏感的水生物名单。此外,开展HHCB和AHTN单物质或并存时的微宇宙试验,探索对群落组成、丰度等的影响,获得基于群落水平的生态效应,揭示种间交互作用对生态效应的影响及规律,探究典型环境相关浓度比例下2种新污染物并存时的群落效应。课题成果为系统识别HHCB和AHTN的水环境危害和准确评估其生态风险提供支撑。
英文摘要
The galaxolide (HHCB) and tonalide (AHTN) have drawn great concern because of their high detection in natural waters and high toxic effects. Acute and chronic toxicity test and ecological risk assessment of HHCB and AHTN were conducted in our previous studies, and the results found that they posed high risk in some waters. However, the toxic effect of HHCB and AHTN on the sensitive organisms and community level can’t be evaluated because of the absent of chronic toxicity study on the zooplankton (phytoplankton) and ecotoxicological effect on community level. Therefore, the chronic toxicity test of HHCB and AHTN on 8 zooplankton (phytoplankton) species will be conducted in this study. Water quality criteria and sensitive aquatic species list will be derived based on species sensitivity distribution analysis. In addition, aquatic microcosm test of single and combined exposure of HHCB and AHTN will be carried out in this study. The ecotoxicological effect on community level will be derived based on the influence on community composition and abundance, and the interspecific interaction on ecological effects and its pattern will be revealed. The results of this study will provide important scientific basis for systematically identifying the water environmental hazards and accurately evaluating the ecological risks of HHCB and AHTN.
吐纳麝香AHTN和佳乐麝香HHCB是两种最为常见的人工合成麝香,鉴于它们高的检出率,其生态毒性值得关注。通过对数据库中所有的单物种与微宇宙毒性实验数据进行搜集与对比,发现生物在微宇宙系统中对于污染物更加敏感。因此,本研究选取浮游动物、脊椎动物、底栖动物以及从清河水样中提取的微生物群落构建标准水生微宇宙,进行AHTN和HHCB的生态毒性实验。结果发现:通过在水生微宇宙系统中构建具有生产者、消费者以及分解者的简单食物网,在实验周期为28 d的AHTN以及HHCB水生微宇宙毒性实验中,分析得出基于群落角度的无效应浓度(NOECcommunity)分别为1 μg/L以及0.5 μg/L,分别对微宇宙系统中各生物的多种毒性效应进行分析,得出大部分单物种的无效应浓度与要高于NOECcommunity或较为相近。结合NOECcommunity以及NOECmicrobial,对1 μg/LAHTN以及0.5 μg/LHHCB浓度处理组内的斑马鱼进行转录组分析,结果显示1 μg/L的AHTN会使与斑马鱼甲状腺激素分泌相关的表达基因和信号通路受到显著性影响;而0.5 μg/L的HHCB同时会导致与促性腺激素释放激素分泌相关的表达基因和信号通路受到显著性影响。.综上,本研究构建水生微宇宙,基于群落角度分别得出的AHTN和HHCB的NOECcommunity分别低于通过物种敏感度分布曲线(SSD)推算得出的HC5,进一步证明生物在微宇宙实验中相较于单物种实验对污染物更加敏感,表明需加强基于微宇宙的污染物毒性实验。对水生微宇宙系统中各生物的多种毒性效应进行测定,发现NOEC值大部分高于NOECcommunity,表明通过水生微宇宙毒性实验得到的水生态安全阈值可以保护系统中大多数生物。对上述两个NOECcommunity处理组中的斑马鱼转录组进行测定,发现斑马鱼内分泌系统仍然受到了干扰,说明在水生微宇宙系统内,污染物会随着食物网在高级消费者体内累积并产生效应,表明在评估污染物毒性和生态风险时,还应关注高级消费者的分子基因方面的效应。通过水生微宇宙毒性可以得出基于群落尺度的AHTN和HHCB的水生态安全阈值,经过实验验证该阈值可以保护水体中多数生物,表明水生微宇宙实验可以在污染物生态风险评估中提供有效支持。
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