基于斑馬魚行為學的水質(zhì)監(jiān)測預警技術試驗研究.pdf

1、課題研究借助兩種水質(zhì)生物毒性監(jiān)測儀器將斑馬魚的運動行為學與水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測相結(jié)合，將斑馬魚在受試水環(huán)境中的運動行為變化指標進行實時監(jiān)測，對可能導致的生物毒性以及生態(tài)學指標變化的污染物，甚至是突發(fā)性水環(huán)境污染事件，進行水質(zhì)預警，保障水質(zhì)安全。
　　在斑馬魚急性毒性試驗結(jié)果的基礎上，利用水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)(BEWs)和水質(zhì)毒性生物監(jiān)測儀(RTB)對斑馬魚在重金屬（包括Zn2+、Cr6+）和農(nóng)藥（包括馬拉硫磷、百菌清）脅迫下的運動行為

2、進行48小時連續(xù)監(jiān)測。外界水環(huán)境壓力造成斑馬魚的運動行為發(fā)生改變，通過生物傳感器測定0.5，1.0，1.5，2.0hz下不同運動行為的水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)(BEWs)和借助CCD攝像頭捕捉生物魚游動行為和通訊行為的水質(zhì)毒性生物監(jiān)測儀(RTB)將斑馬魚的運動行為轉(zhuǎn)換為量化的試驗數(shù)值，進而利用斑馬魚的運動行為特征反應水質(zhì)健康狀況。
　　本課題將斑馬魚的運動行為變化與水質(zhì)健康狀況進行結(jié)合，實現(xiàn)生物魚運動學指標監(jiān)測水質(zhì)變化的目標，主要

3、研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過斑馬魚急性毒性試驗，對Zn2+、Cr6+、馬拉硫磷和百菌清的生物毒性進行毒性等級劃分分別是中毒、中毒、中毒和劇毒。且根據(jù)96h半致死率(LC50)試驗結(jié)果分析得出斑馬魚對Cr6+的耐受性要大于Zn2+，百菌清比馬拉硫磷對斑馬魚毒性大。
　　(2)利用水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)(BEWs)測定斑馬魚的綜合行為強度與污染物濃度具有劑量-效應關系，污染物濃度越大綜合行為強度越低。綜合行為強度與時間具有一

4、定相關性，總是經(jīng)歷一個短時間內(nèi)上升后下降，再適應環(huán)境，又下降的過程，符合環(huán)境壓力模型。不同污染物對斑馬魚四種頻率下運動行為影響程度不同，重金屬類污染物影響0.5hz下的游動行為較大，農(nóng)藥類污染物對5hz下的擺鰭行為較大。
　　(3)利用水質(zhì)毒性生物監(jiān)測儀(RTB)測定斑馬魚的不同運動行為參數(shù)，利用運動行為參數(shù)反應水質(zhì)健康狀況。研究發(fā)現(xiàn)水質(zhì)健康指數(shù)與污染物濃度具有劑量-效應關系，且變化趨勢與水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)(BEWs)一致。

5、不同污染物對斑馬魚游動行為（速度、高度、轉(zhuǎn)彎次數(shù)、總加速度）和通訊行為（距離、分散度、分散維數(shù)）等七種運動行為參數(shù)影響程度具有差異，重金屬類污染物對游動行為影響程度較通訊行為程度大，農(nóng)藥類污染物對游動行為具有抑制性，卻增加了通訊行為強度，外界水環(huán)境壓力均導致斑馬魚游動總加速度的增加。
　　(4)利用統(tǒng)計學分析方法水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)(BEWs)和水質(zhì)毒性生物監(jiān)測儀(RTB)對Zn2+和馬拉硫磷的報警閾值分別為國標限值的0.35