题名微塑料及其复合污染对跳虫的生态毒性效应研究
作者琚晖
答辩日期2019-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师乔敏
关键词微塑料,跳虫,摄入,生态毒性,复合污染毒性 microplastics, Springtail, Ingestion, EcoToxicity, Combined Pollution Toxicity
学位名称工程硕士
其他题名Ecotoxicological Effects of Microplastics and Their Combined Pollution to Soil Springtails
学位专业环境工程
英文摘要

      微塑料 (Microplastics, MPs) 是一种新兴污染物,并且已被证实在环境中无处不在。微塑料对水生生物的生态毒性已经被广泛研究,然而很少有研究关注土壤动物。本研究选择不同粒径聚苯乙烯 (0.04 μm和4.5 μm) 和聚乙烯 ( < 500 μm) 塑料微球为研究对象,以跳虫Folsomia candida为实验动物,研究了跳虫对微塑料的摄入以及排泄情况,微塑料对跳虫回避、繁殖行为和肠道微生物的影响以及微塑料复合污染对跳虫繁殖行为的影响,系统地揭示了微塑料对跳虫的生态毒性效应,这对土壤中微塑料的生态风险评估具有重要意义。主要研究内容及成果包括:
      (1)跳虫能够摄入0.04 μm和4.5 μm的聚苯乙烯微塑料,主要分布在肠道中。粒径较小的微塑料在跳虫肠道内停留时间更长。环境浓度下4 μm聚苯乙烯微塑料不会使跳虫产生回避行为,但能够显著抑制跳虫的繁殖率,当土壤中微塑料浓度达到0.005%时,其繁殖率即明显降低;浓度为1%时跳虫繁殖率下降58%,无明显的剂量-效应关系。基于繁殖的半数效应浓度 (Half-maximal effective concentration, EC50) 值为0.23%。
       (2)环境浓度的聚乙烯微塑料对跳虫的回避、繁殖行为有明显影响。跳虫对聚乙烯微塑料会产生显著的回避行为,且随着浓度升高,这种回避行为增强。28天的繁殖实验结果表明,随着聚乙烯微塑料浓度的上升跳虫的繁殖率呈现下降趋势。当微塑料浓度达到0.1%时,跳虫繁殖被明显抑制,在1%的最高微塑料浓度下,跳虫的繁殖率下降70.2%,基于繁殖的EC50值为0.29%。微塑料显著改变了跳虫肠道微生物群落,显著降低了跳虫肠道微生物的物种多样性。微塑料处理组中跳虫肠道内细菌沃尔巴克氏体 (Wolbachia) 相对丰度显著降低,这可能是造成跳虫繁殖率降低的原因之一;而慢生根瘤菌科 (Bradyrhizobiaceae)、剑菌属 (Ensifer) 和寡氧单孢菌 (Stenotrophomonas) 相对丰度显著升高,这可能影响土壤中的养分循环和污染物转化。
      (3)微塑料复合污染对跳虫的繁殖毒性要显著低于单一微塑料污染的毒性。金霉素在土壤中浓度达到50 mg/kg时会显著抑制跳虫的繁殖,基于繁殖的EC50值为177.7 mg/kg。环境浓度下金霉素对跳虫的繁殖影响可能有限。当微塑料与有机污染物金霉素、BDE47和五氯酚复合污染土壤后,跳虫繁殖的抑制率相对于单一微塑料污染要显著缓解。

语种中文
页码67
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/42224]  
专题生态环境研究中心_土壤环境科学实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
琚晖. 微塑料及其复合污染对跳虫的生态毒性效应研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2019.
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