沉积物中典型重金属对底栖生物摇蚊的毒性效应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1． 研究意义

（1）水体沉积物是许多底栖生物的栖息场所，是水生生态系统的重要组成部分^[1]。重金属是沉积物中的一类主要污染物，具有毒性大、难降解、易被生物富集等特性，能经过食物链传递最后影响生态系统和人体健康^[2]。重金属因其在环境中的不可破坏性及对生物的毒性，使得重金属污染成为水环境污染评价的重要内容^[3]。目前关于水相中重金属对水生生物毒性效应的研究较多，而有关淡水沉积物中重金属毒性与生物有效性的研究较少。需要开展重金属染毒人工沉积物生物毒性试验。本实验研究结果有助于了解沉积物中重金属对底栖生物的毒害效应，为逐渐完善我国沉积物中重金属对底栖生物的毒性测试标准方法提供有效数据。

（2）本实验选择的受试生物是摇蚊，隶属于双翅目长角亚目摇蚊科，分布广泛，已记载的种类超过5000种。它是一类全变态昆虫，一生中经过卵-幼虫-蛹-成虫4个阶段。它的生活史中幼虫阶段时间最长，占其寿命的90%以上。众所周知，摇蚊是底栖动物的优势类群，对于水体生物监测意义重大；摇蚊的试验周期短，依据不同种属的摇蚊，一般慢性毒性试验为20-65天，比选用鱼类作试验生物节省时间和经费；摇蚊作为指示物种在剂量与效应评估研究中已有一定应用，并具备较为丰富的研究基础。

2. 研究的基本内容和问题

1． 研究目标

本实验希望通过观察摇蚊幼虫的生长速率、羽化时间、存活率、羽化率等指标的变化，了解沉积物中重金属cu和cd对摇蚊幼虫产生的长期慢性影响，并探讨摇蚊对沉积物重金属污染的具体生态响应。

2．研究内容

3. 研究的方法与方案

1. 研究方法

( 1 ) 底栖生物急性毒性测试方法

用无菌水配置一定浓度的重金属溶液，每个烧杯中放入5只一龄期受试摇蚊，分别观察并记录24h和48h的死亡率，试验至少设置5个浓度，每个浓度4个平行，同时设置空白对照和溶剂对照。测试毒性指标为LC50/EC50、存活率。

( 2 )底栖生物慢性毒性测试方法

根据急性毒性数据设置慢性毒性试验浓度，至少设置5组试验浓度，每个浓度3个平行试样，同时，添加空白对照，设置3个平行。暴露从已培育好的一龄摇蚊幼虫加入到加标容器和对照容器就开始，摇蚊的暴露时间为28 d，暴露28 d测定幼虫羽化的成虫总数、羽化时间和羽化率。每天测定每个容器内成为雄蚊和雌蚊的数量、每个平行样本和每个检测浓度的羽化百分率、每个容器内完全羽化成蚊的平均发育率和处理率。

2. 技术路线

底栖生物物种调查、沉积物中重金属选取

确定本土底栖生物

优化选定底栖生物的室内培养条件

底栖生物生物毒性测试

配制人工沉积物

沉积物加标与老化

急性毒性试验 慢性毒性试验

数据分析

分析沉积物中重金属对底栖生物摇蚊的毒性效应

3.可行性分析

（1）受试生物的可行性：经过调查，摇蚊幼虫广泛分布在水体沉积物中，来源较广，且关于摇蚊幼虫，国内外已有相关的研究基础，因此选择摇蚊幼虫为受试生物是可行的。

（2）重金属加标沉积物-水系统试验设计的可行性：试验设计主要参照经济合作与发展组织（OECD）《化学品测试准则》（2000版），并且国外已经进行多种重金属对摇蚊的慢性毒性试验，测试方法成熟，国内也在摇蚊幼虫的急性毒性研究方面开展了较多的工作。

（3）实验条件的可行性：实验室所需要的材料药品都已备全，仪器设备俱全，因此完全满足实验需求。

4. 研究创新点

系统性开发建立水体沉积物底栖生物毒性标准方法体系：已有的沉积物风险评价多数利用沉积物间隙水或浸出液进行毒性测试，而直接用底栖动物开展全沉积物毒性测试的研究还较少，还未形成较为完善的底栖生物毒性测试标准方法体系。本课题根据我国底栖生物情况，选择合适物种，完善水体沉积物底栖生物急性、慢性毒性测试方法，逐步形成适合我国国情的水体沉积物生物测试标准方法体系。

5. 研究计划与进展

1.研究计划

（1）2015.10~2015.11 查阅相应文献，筛选和确定受试生物和典型重金属种类，进行摇蚊毒性试验的设计。提供不同的沉积物供摇蚊幼虫生存，选择不同的食物进行喂养，确定摇蚊实验室繁育最适条件，建立摇蚊的实验室繁育方法。

（2）2015.12~2016. 1 开展不同典型重金属的加标沉积物-水系统中底栖生物摇蚊的急性毒性试验和慢性毒性试验。