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专利号: 2016109666021
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.微宇宙周期生物量测算污染物生态毒性效应阈值浓度方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤,1)进行种群水平上的毒性效应的实验测定;2)然后对种群水平上的毒性效应的实验结果进行分析;3)利用种群间的生态关系构建微宇宙模型;4)污染物生态毒性效应阈值浓度的测算,即将若干种群水平上的反应终点与群落水平上的反应终点关联起来,由种群水平上的污染物浓度与毒性效应之间的定量关系构造出群落水平上的污染物浓度与毒性效应之间的定量关系,以一定污染物浓度下微宇宙群落周期生物量是否偏离对照微宇宙群落周期生物量作为阈值浓度的判据,测算污染物生态毒性效应阈值浓度。

2.根据权利要求1所述微宇宙周期生物量测算污染物生态毒性效应阈值浓度方法,其特征在于:所述的测算方法,包括以下步骤:

1)浮游生物种群毒性效应的测定及分析;

根据单藻培养体系毒性效应实验及浮游动物种群毒性效应实验测定结果,计算不同污染物浓度下微藻种群的内禀增长率、环境容纳量参数,计算不同污染物浓度下浮游动物种群的存活率,繁殖速率、内禀增长率、世代时间、雌体抱卵率和种群增殖率参数,分别以上述参数为反应终点分析污染物对浮游生物种群的毒性效应;

单藻培养体系毒性效应实验:以实验室繁育的微藻为对象,过滤海水添加适量营养盐作为培养液,置于锥形瓶中,在光照培养箱中培养;

培养温度15-25℃,分别与后面实验中两种浮游动物的适宜培养温度相配合,pH 8.0,光照强度60μmol m-2s-1,初始密度均为1×104cells mL-1,光周期12L:12D;

污染物浓度间隔通过预实验设定6个浓度梯度,包括对照样;每组设置3个平行样;

每隔24h取5mL培养液,加入固定液,在显微镜下进行种类鉴定和计数;

实验对象种群出现衰亡时结束实验;

根据实验结果利用Logistic生长模型拟合可获得微藻内禀增长率、环境容纳量参数,分析污染物对微藻种群的毒性效应;

浮游动物种群毒性效应实验:

单体培养,选择健康活泼的浮游动物成熟雌体,分别放进产卵瓶里,每个瓶放中型浮游动物1只,瓶里盛有250mL培养液,或小型浮游动物采用15mL的6孔培养板;

污染物的浓度间隔通过预实验设定6个浓度梯度,包括对照样,每组设置10个平行样;

实验在15-25℃下恒温培养,每天检查计数产卵个数、孵化出的幼体数和母体存活情况,移去幼体,同时按约1/2的比例换培养液水,并添加饵料藻,实验到雌体死亡为止;

根据实验结果可计算浮游动物存活率,繁殖速率、内禀增长率、世代时间,分析污染物对浮游动物种群的毒性效应;

群体累计培养,定量移取活泼健壮、相同条件下预培养的浮游动物,中型浮游动物10-1只,或小型浮游动物10ind mL 置于盛有300mL培养液的烧杯中;

污染物的浓度间隔通过预实验设定6个浓度梯度,包括对照样,每组设3个平行样;

实验在15-25℃下培养;培养时间到种群增长达到高峰并开始下降为止;在实验期间每隔24h投喂饵料一次,每天计数浮游动物总个体数、抱卵个体数、脱落的夏卵数量,计数后再放回原培养物中,连续重复三次,求出平均数;

根据实验结果可计算浮游动物雌体抱卵率和种群增殖率,分析污染物对浮游动物种群的毒性效应;

2)种群水平上反应终点的差异性分析;

基于浮游生物种群毒性效应实验结果,确定不同反应终点下的NOEC,计算各反应终点下的EC05、EC10、EC50及其95%置信区间,分析不同反应终点下生态毒性效应的敏感性、可靠性和稳定性,确定测算生态毒性效应阈值浓度的反应终点,构建生态毒性效应模型;

3)微宇宙模型参数的获取及模型的构建;

根据双藻竞争实验和浮游动物摄食、选食行为实验结果,计算微藻的竞争抑制参数,计算浮游动物对于微藻的滤水率、摄食率和摄食选择性系数参数,计算大中型浮游动物对小型浮游动物滤水率、摄食率和摄食选择性系数等参数,构建具有微宇宙群落模型;

双藻竞争实验:将实验微藻两两混合,根据培养液中藻细胞密度和单个藻细胞生物体积的大小设定微藻的初始接种生物量,使共培养微藻生物量比为1:1,其他培养条件及检测指标与单藻毒性效应实验相同;根据实验结果利用Lotka-Volterra竞争模型拟合可获得竞争抑制参数;

浮游动物摄食、选食行为实验:

分别将微藻单独喂养选取的浮游动物;浮游动物由实验室繁育获得,实验前先将预培养的浮游动物分别在相应要摄食的微藻中驯化培养3-5d,再饥饿24h;实验在150mL烧杯中进行,实验藻液体积为50mL,微藻密度根据预实验设置为最适投喂密度,温度为15-25℃,每个烧杯加入一定数量浮游动物,每实验组设3个平行样,另设不加浮游动物的对照组;

用黑布将实验烧杯罩住在黑暗条件下培养24h,采用饵料浓度差法,24h后计数,鲁哥试剂固定培养液,在显微镜下血球计数板计数并计算藻细胞密度,根据实验结果可计算浮游动物对于微藻的滤水率和摄食率;大中型浮游动物对小型浮游动物的摄食、选食行为实验方法步骤同上;

将微藻两两混合,投喂选取的浮游动物,根据单个藻细胞生物体积的大小确定混合比例,使两种微藻生物量比为1:1,其他实验条件步骤同上;采用饵料浓度差法,计算浮游动物对于微藻的摄食率,根据浮游动物对不同微藻的摄食程度可确定其摄食选择性系数;

4)微宇宙周期生物量的计算及污染物阈值浓度的测算;

基于微宇宙模型模拟计算微宇宙群落中各个生物种群生物量的变化最小正周期,进而计算它们的最小公倍数,获得微宇宙群落生物量变化的最小正周期,计算一定污染物浓度下微宇宙群落周期生物量均值;以一定污染物浓度下微宇宙群落周期生物量均值是否偏离对照微宇宙群落周期生物量均值作为阈值浓度的判据,综合运用模型计算及数理统计方法,测算污染物生态毒性效应阈值浓度,并进行不确定性分析。