摘要: 大量的营养盐排入水体，导致世界范围内的湖泊等淡水系统均存在不同程度的富营养化问题。富营养化的湖泊，在适宜的温度、光照等环境条件下，浮游植物大量繁殖，产生的微囊藻毒素(MCs)危害人体和其他生物体的健康。因此，MCs产生的影响因子、生物体内... 展开 大量的营养盐排入水体，导致世界范围内的湖泊等淡水系统均存在不同程度的富营养化问题。富营养化的湖泊，在适宜的温度、光照等环境条件下，浮游植物大量繁殖，产生的微囊藻毒素(MCs)危害人体和其他生物体的健康。因此，MCs产生的影响因子、生物体内MCs累积传递以及MCs对生物体产生的危害一直是科学家们关注的热点。 本研究首先以太湖和洋河水库作为研究区域，采集了太湖和洋河水库不同季节的水样和浮游植物样品，分析对比了太湖和洋河水库2013-2014年不同季节MCs在水中的含量、藻细胞的含量和藻细胞的产毒能力，对照太湖和洋河水库各季节的水质参数，确定影响MCs产生和释放的环境因子。其次，通过太湖常规监测的浮游植物和浮游动物的数据，结合搜集的MCs历史数据，研究蓝藻和MCs对最初级的消费者浮游动物可能产生的影响。最后，采集太湖水生植物和水生动物样品，研究MCs在水生生物的分布累积情况，同时分析MCs对高等水生生物可能造成的影响，评价摄入MCs对人体健康造成的风险。研究主要取得了如下成果: (1)洋河水库夏季藻细胞中的MC-LR、MC-YR和MCs以及总的MCs含量明显高于太湖中的含量;洋河水库夏季水中溶解的MC-LR和MCs显著地高于太湖。与洋河相比，太湖夏季较大比例的MCs释放到水体中。2013年秋季太湖单位细胞产毒量较高，而2014年春季洋河水库单位细胞产毒量较高。MC-LR是太湖和洋河水体中溶解的MCs最主要的变体，也是洋河藻细胞内的MCs最主要的变体。MC-RR是太湖藻细胞内MCs的最主要变体。与太湖相比，洋河水库水中和藻细胞中MC-LR/MCs均较高。洋河水库较高的MCs是由于其较高的蓝藻数量决定的，而洋河水库水中溶解的MCs较高是由于蓝藻藻细胞中MCs较高所致。MCs的释放并不是只由细胞自身裂解决定的，存在其他的因素促进MCs释放到水体中。太湖的水生植物可能会刺激MCs释放。温度是太湖2013年秋季具有更高的单位细胞产毒量的原因。氮和光强是洋河水库2014年春季具有较高单位细胞产毒能力的原因。氮也是洋河水库MC-LR/MCs较高的原因。 (2)太湖和洋河水库水中MCs最主要变体可以很好的预测水中MCs含量，细胞中MCs最主要变体也可以很好的预测细胞中MCs含量。洋河水库的叶绿素a的含量可以预测藻细胞中的MC-LR，MC-YR和MCs以及总的MCs，这对于简化MCs检测的步骤，更及时的预测MCs的含量具有重要的实际意义。洋河水库总体的MC-LR当量比太湖高，且含量可能会对洋河水库周边人群的健康造成风险。此外，MCs含量季节变化明显，某些季节湖库中的水饮用风险非常高，例如太湖和洋河水库秋季MC-LR当量均超过1.0μg/L。 (3)太湖年度平均的浮游植物数量，尤其是蓝藻数量，在1998-2007年十年中呈上升趋势，MCs含量也呈上升趋势。太湖年度平均的浮游动物数量呈下降趋势，而年度平均的浮游动物生物量保持不变。太湖枝角类浮游动物在十年间呈上升趋势，原生动物保持稳定，而桡足类和轮虫数量下降。浮游植物和浮游动物的多样性指数均呈下降趋势。随着蓝藻数量从低丰度组增加到中丰度组，枝角类、桡足类和轮虫数量均增加，而原生动物数量保持平稳。随着蓝藻数量从中丰度组增加到高丰度组，枝角类、桡足类、轮虫和原生动物变化很少，然而枝角类、桡足类和轮虫的生物量却明显减少。太湖的研究表明:蓝藻数量的增加促使枝角类数量增加，桡足类和轮虫数量减少，总体上使得浮游动物数量减少;MCs含量增加促进了桡足类和浮游动物总体数量的减少，可能同时降低了浮游动物的生物多样性。 (4) MCs广泛的存在于太湖的水、蓝藻细胞、水生植物、虾和鱼体中，在所有这些样品中都100％检测到了MCs。MCs在不同生物体中累积程度的顺序大体上为初级生产者（水生植物）＞三级消费者（肉食鱼）＞次级消费者（鱼、虾）＞初级消费者（草食鱼）。水生植物、虾和鱼类中最高含量的MCs分别在微齿眼子菜、秀丽白虾和箴鱼体内发现。虾和三种鱼类（太湖新银鱼、湖鲚和白鲢）体内的MCs与他们的食物暴露的含量紧密相关。金鱼藻由于其吸收营养盐，累积大量的MCs同时对MCs有很强的耐受性，可以作为理想的植物引入湖泊中，以减少微囊藻水华的发生和MCs的污染。根据太湖中MCs含量，MCs可能会对某些水生植物的生理行为产生显著地影响，甚至会造成一些水生植物的死亡。基于秀丽白虾、鲚鱼、箴鱼和鲫鱼中MCs含量进行计算，它们每日摄入量均超过世界卫生组织的推荐值，因此会对人体健康造成潜在威胁。 收起