用PFU原生动物群落进行生物监测的研究

应用PFU法收集微型生物群落,监测鸭儿湖的农药污染。原生动物对五个氧化塘内农药废水的毒性反应,可用群集过程来表示,无论室内或是野外试验,结果基本一致。其中微型生物群落的结构参数有原生动物种类组成和种数、叶绿素a含量、水细菌数量;功能参数有反映原生动物群集过程中的Scq、G、t90％和微型生物的呼吸速度。功能和结构的参数均能较准确地反映出氧化塘系统的净化过程。PFU法可应用于预报污染物的生物效应浓度,初认为是一种经济、快速、正确的生物学监测方法。     

微型生物群落eDNA-PFU监测

微型生物群落在水生态系统中起着至关重要的作用, 是水生态系统食物链的关键环节, 其结构和功能可以很好地反映不同生境的水质特征。《水质 微型生物群落监测 PFU法》是我国首个生物监测国家标准, 被证明是一种快速、经济、准确的监测方法。然而, 由于PFU法对专业知识要求较高、费时耗力且不易标准化, 严重阻碍了该方法进一步的推广与应用。近年来, 环境DNA(eDNA)技术的快速发展突破了微型生物形态鉴定的瓶颈, 能高效、准确地鉴定出水环境中包括微型生物在内的各种水生生物。为此, 文章提出微型生物群落eDNA-PFU法, 即基于eDNA技术改进的PFU法, 对微型生物群落进行监测。为了对eDNA-PFU法进行验证, 文章针对武汉东湖水体中的原生动物群落开展了预实验, 结果表明eDNA-PFU法较传统PFU法覆盖度与灵敏度均更高, 可以真实、全面、准确地揭示水体中微型生物群落结构特征。因此, 基于eDNA-PFU法的微型生物群落监测有望为湖泊、河流、水库等水体的生态考核提供新一代的生物监测标准。     

用微型生物群落评价常德市水系的研究

本文应用PFU法对常德水系四季微型生物群落的结构和功能进行了分析。根据MacArthur-Wilson平衡模型提出了3个功能参数,测定了微型生物的2个结构参数。同步进行了16个站四季的水质分析,提出化学综合污染指数(P)。经统计学处理,P和微型生物群落的HI、S_(eq)、G、T_(90％)等指数均呈显著性相关。物种多样性(d)也在一定程度上反映出城市水体的不同污染程度。再次证明PFU微型生物监测方法的科学性,为生物监测提供了快速、经济、正确的新方法。     

青岛沿岸水体原生生物群落与水质状况的关系

于2007年9—10月间利用改良的PFU(polyurethane foam unit)法——BPFU(bottled PFU)法对青岛沿岸水体中原生生物群落的结构和功能参数进行了快速观测,进而分析了原生生物群落与水质状况间的相互关系,并结合理化指标对水体的水质状况进行了评价。期间共观测到原生生物263种:其中硅藻83种,鞭毛虫59种,肉足虫31种,纤毛虫90种。结果表明:用BPFU法测定和计算的原生生物群落的结构参数(种类数、丰度、多样性指数)和功能参数(Seq、G、T90%)所反映的水质状况和理化指标所反映的基本一致,证明BPFU法适用于海洋近岸水体的快速监测。同时将通过原生生物群落所得的结构参数和功能参数与通过原生动物群落所得的进行了比较,发现由原生生物群落计算的结构参数和功能参数能更有效、更准确地反映水质的状况。     

有机氯污染物在白洋淀PFU微型生物群落的富集

应用PFU法在白洋淀4个采样点采集微型生物群落,分析了PFU原生动物的群集过程,并利用气相色谱法首次在白洋淀微型生物群落中检测了OCPs和PCBs.结果表明:(1)在白洋淀的4个采样点的微型生物群落中均检测出OCPs和PCBs,表明白洋淀已受到上述污染物的污染.(2)河口附近的2个采样点微型生物群落中的POPs含量高于湖泊中心区.(3)从微型生物群落特征和群落中的POPs含量来看,府河污染对白洋淀的影响较大.应用PFU微型生物群落监测POPs污染物的优点在于取样方便,同一份样品既能获得生物群落结构的数据,又能获得化学污染物富集水平的数据.     

用PFU微型生物群落监测技术评价化工废水的静态毒性

化工废水的排放是导致水环境毒物污染的重要来源,以原生动物为靶生物的微型生物群落监测——PFU法因能快速而真实地评价水体受污染程度而被广泛应用.盐城沿海化工园区是至今江苏省环保部门批准建设的苏北地区规模最大的以发展精细化工和医药化工为主导的专业园区,以该园区附近清洁水源中的原生动物为种源,用PFU法评价该园区化工废水的静态毒性.结果表明,原生动物群落对化工废水效应浓度(EC)变化非常敏感.在低的化工废水EC下,原生动物群落群集的物种多样性指数和群集种类均随毒性时间的延长而快速增加,群集速度也较快;随着化工废水EC的增加,原生动物群落群集的物种多样性指数随毒性时间的延长而增加缓慢甚至下降,群集种类则明显减少,群集速度也减缓,说明化工废水EC有较强的生物胁迫效应.在反映原生动物群集过程的3个参数Seq、G和T90％中,Seq与化工废水EC均呈负相关,而G随化工废水EC增加先呈负相关后呈正相关.根据其回归方程Seq=-0.141 EC+19.05 (R2=0.941,P＜0.01)推算出该化工废水的效应浓度EC5、EC20和EC50分别为7.1％、27.3％和67.7％.最终确定盐城沿海化工园区化工废水对其附近清洁水源原生动物群落的安全浓度为7.1％,最大允许浓度为27.3％.盐城沿海化工园区化工废水必须处理至其毒性削减72.7％以上才能排放.     

十二烷基苯磺酸钠（DBS）对原生动物的毒性效应

进行了十二烷基苯磺酸钠(DBS)对原生动物的种、种群和群落等三个不同生物学组织水平的毒性试验。结果表明:DBS对5种原生动物的急性毒性作用没有种的特异性(p>0.05)。半致死浓度12h-LC_(50)在7.0—10.47ppm之间;对美洲四膜虫种群的急性毒性作用,12h—LC_(50)为17.21ppm;对其呼吸率的影响,表明其效应浓度为12.84ppm(p<0.05);3—40ppm DBS,对微型生物群落的结构、功能有不同程度的影响。结构参数有原生动物种类组成和种类数;功能参数有原生动物群集过程、微型生物群落的P/R化。反映原生动物群集过程的3个参数S_(eq)、G和T_(90％)中的S_(eq)与DBS浓度的自然对数成直线负相关,由其回归方程Y=29.7281—5.6722X(p0.05)推算出DBS对原生动物群落的EC50、EC20和EC5分别为4.684、0.51和0.1681ppm。以种和种群水平的12h-LC_(50)为基础,推算出的MATC,在AF为0.1时,分别为0.7和1.721ppm;在AF为0.01时,MATC为0.07和0.1721ppm。比较来自种和种群水平的MATC与来自群落水平的EC20、EC5,后者更具科学性和环境真实性。因此,对于东湖,MATC不得高于0.5ppm,最好低于0.17ppm。     

应用原生动物群落评价枯水期白洋淀的水质现状

应用PFU微型生物群落监测方法,对长期处于低水位状态下的白洋淀水质进行了综合评价。结果表明,白洋淀水域受府河污水的影响,淀内的内源性污染,对原生动物群落造成了极大的影响。与20世纪90年代的资料相比,淀内中心区4个采样点原生动物的群集种类数(1d)急剧下降,而丰度上升了1．28倍,表明内源性污染对白洋淀水质的影响加剧。     

珠江广州市段PFU原生动物群落特征及其与水质的关系

采用国家标准《水质微型生物群落监测－PFU法》,对珠江广州市段的原生动物群落进行了群落组成和群集过程的研究。共观察到各类原生动物203种。其中植物性鞭毛虫44种;动物性鞭毛虫64种;肉足虫17种和78种纤毛虫。分析了原生动物群落在该河段的组成特点,以及它们与水质变化的关系。结果显示：原生动物群落持征的变化与水质变化相吻合,珠江在流经广州市区后,水质发生了明显地恶化,原生动物群落受到破坏;经过一个较长的流程,水质得到了一定程度的改善,原生动物群落也有所恢复。     

原生动物群落多样性变化与汉沽稳定塘水质净化效能相互关系的研究

天津汉沽生物稳定塘是近年建成并投入运行的多级污水净化系统和示范工程。论文报道了汉沽稳定塘各塘主要污染物的去除效果,重点论述了原生动物群落多样性变化及其结构和功能特征与水质净化的相互关系。研究结果表明,５个采样站原生动物群落结构与功能参数的变化与各级塘中污染物的浓度关系密切。进水口（１号站）由于各种污染物含量很高,原生动物种类数、个体数量、多样性指数ｄ值和ＰＦＵ原生动物的群集速度（功能参数）都为零。     

白洋淀原生动物群落多样性变化与水质关系研究

报道了大型浅水型湖泊原生动物群落变化与富营养化关系的研究,通过对华北平原最大淡水湖-河北白洋淀两个湖区9个采样站的初步调查,共鉴定出77种原生动物,其中43种为该湖首次记录：利用PFU原生动物群落结构和功能方法快速（两次实验的群集速度均为1d时间）监测了不同湖区的水质状况,水质分析及原生动物定性和定量调查结果表明,湖区Ⅰ（安州至枣林庄5个采样点）水体的污染程度明显大于湖区Ⅱ（圈头至端村4个采样站）,通过与20世纪50年代的调查资料比较,较好地反映了白洋淀富营养化的发展趋势。     

从浮游动物群落结构与功能的变化看府河—白洋淀水体的自净效果

本文报道了1993年5月、7月和10月在府河-白洋淀六个采样站浮游动物生态学特征及其与水质相互关系的调查研究结果。利用浮游动物群落结构的综合指标(种类组成差异,种类数目变化,个体数量变动,生物量分布,多样性指数d值的增减)和功能参数(PFU原生动物的群集速度)评价了府河-白洋淀水体的污染程度和自净效能。按照Margalef多样性指数d值的变化范围,把府河-白洋淀六个采样站的水质划分成不同的次序和等级。文中就如何控制污染,提高府河的自净效果,改善白洋淀的水质提出了具体措施和建议。       

从浮游动物群落结构与功能的变化看府河－白洋淀水体的自净效果

本文报道了１９９３年５月、７月和１０月在府河－白洋淀六个采样站浮游动物生态学特征及其与水质相互关系的调查研究结果。利用浮游动物群落结构的综合指标（种类组成差异,种类数目变化,个体数量变动,生物量分布,多样性指数ｄ值的增减）和功能参数（ＰＦＵ原生动物的群集速度）评价了府河－白洋淀水体的污染程度和自净效能。按照Ｍａｒｇａｌｅｆ多样性指数ｄ值的变化范围,把府河－白洋淀六个采样站的水质划分成不同的次序和等级。文中就如何控制污染,提高府河的自净效果,改善白洋淀的水质提出了具体措施和建议．     

Use of Protozoan Communities to Predict Environmental Effects of Pollutants1

ABSTRACT. This study compared the response of protozoan communities colonizing artificial substrates to complex effluents in laboratory microecosystems and validated laboratory predictions using similar sampling methods in the field. Sampling stations were established on a small stream receiving heavy metal and sewage treatment plant effluents. Water from each station was used as a test medium to test the colonization of polyurethane foam artificial substrates in laboratory microecosystems. The heterotrophic index (HI), the ratio of total community biomass to chlorophyll biomass, was also measured. Field colonization trials and HI determinations were carried out at each sampling station. There was a strong negative relationship between the number of species colonizing artificial substrates and the total metal concentration of the water at each station; protozoan colonization was severely depressed at the highest metal concentrations (>400 μg/liter) and recovered at downstream stations where dilution had taken place. The HI differentiated stations receiving high heavy metal concentrations in the field from those recovering from heavy metal influences. Effect concentrations based on laboratory experiments predicted that the concentration of total heavy metal that would produce a 5% decrease in species number (EC5) was 18 μg/liter, approximately the background concentration found in the stream studied. These experiments demonstrated that laboratory microecosystems or microcosms can be used to predict effects in the field accurately.     

武夷山九曲溪水体营养水平与原生动物群落变化相互关系研究

2000年研究了武夷山九曲溪水体的营养状态与原生动物群落结构关系。发现并非水越清洁PFU原生动物种类就越多,这要决定于水体的营养状况。当水体是贫营养时,水越清洁,PFU原生动物种类反而会越少。研究结果表明,即使在低营养水平的水体中,PFU法一样能准确反映人类活动对当地水环境的影响。     

Phytoplankton recovery responses at the population and community levels in a hazard and risk assessment study

Both structural and functional relationships were investigated in experiments using S. capricornutum populations and an indigenous microbial community. Our aims were to diagnose cellular stress and to predict recovery during exposures to a chlor-alkali effluent.Laboratory experiments demonstrated that the effluent was toxic at concentrations greater or equal to 4%, v/v. It appears that during the exposure period, the functional parameters, particularly the intracellular adenylates ratios were reliable in predicting algal population recovery.On the other hand, the river gradient experiments failed to demonstrate a toxic effect on community structure over the time scale studied. Functional parameters revealed a significant effect on photosynthetic activity while adenylate energy charge was an insensitive indicator.Finally, our results tend to demonstrate that functional responses, particularly intracellular adenylates ratios (ATP/cell; ATP/AMP) are appropriate to predict recovery responses to a toxicant at the population and community levels. This would prove useful in enhancing the ecological significance of toxicity tests in hazard assessment.     

对虾养殖池塘底质修复技术对原生动物群落结构的影响

在对虾养殖池塘水体中共检测到原生动物86种,其中纤毛虫48种;鞭毛虫25种,肉足虫13种.原生动物优势种主要由一些运动能力相对较弱或固着生长的种类组成,如褐砂壳虫(Difflugia avellana)、瓜形膜袋虫(Cyclidium citrullus)、透明鞘居虫(Vaginicola crystalline)、多态喇叭虫(Stentor polymorphrus)和钟虫(Vorticella sp.)等,这些原生动物有以腐质和藻类为食、耐污性较强的特点.结果表明:在养殖初期,使用底质修复技术的试验池塘原生动物群落结构恢复比对照塘快,PFU群集的原生动物种类数和密度比对照塘多,水质比对照塘好,嗜污性相对较强的一些纤毛虫如尾草履虫(Paramecium caudaium)、拟瘦尾虫(Paruroleptus spp.)等比对照塘出现晚.在随后的养殖过程中,使用底质修复技术的试验塘原生动物群落结构比对照塘稳定,原生动物种类数和密度起伏小,pH值、透明度变化幅度也小于对照池塘,没有发生病害,水质较对照塘好.