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铅对于人和动物都是非必需的元素,它具有很强的毒性与蓄积性,且在自然界中大量存在。由于近年来工业的发展,大量含铅污水会流入水源,大量含铅土壤因雨水沉降作用而污染地下水,这些均造成了水生生态系统的破坏。鉴于此,本学位论文采用大型溞(Daphnia magna)为实验材料,从生理指标、行为指标、营养指标三方面研究铅对大型溞生长繁殖,趋光行为和主要营养物质的影响。根据国家地表水环境质量标准(GB3838-2002),V类水质标准中铅浓度标准限值的5倍,10倍,15倍和20倍设置了4个铅浓度组分别为(0.5、1、1.5、2 mg/L)和1个空白对照组。首先测定了铅暴露24、48 h后,大型溞心率、体长以及铅暴露21 d后,大型溞的繁殖能力。其次,研究确定了大型溞趋光行为的最佳水体温度和光照强度,在此基础上进行铅浓度的暴露处理,研究了暴露5、10、24、48 h后大型溞的趋光行为,同时检测了暴露24、48 h后大型溞体内乙酰胆碱酯酶的活性。最后,研究了铅暴露后大型溞主要营养物质含量(蛋白、糖原、甘油三酯、脂肪酸)的变化。实验结果如下:(1)随着铅浓度的增加,大型溞的体长增长率呈逐渐降低的趋势,且在暴露48h后,铅浓度为1.5 mg/L和2 mg/L时,极显著的低于对照组(P<0.01)。大型溞的心率在暴露24 h后出现增加的趋势,随着暴露时间的增加,其心率逐渐降低,在2 mg/L时极显著低于对照组(P<0.01)。大型溞的净生殖力(R0),周限增长率(λ)、世代平均时间(T)和内禀增长率(rm)均随铅浓度的升高呈下降的趋势,且在铅浓度为2 mg/L时与对照组相比有显著性差异(P<0.05)。此外,铅还使大型溞的繁殖前期延长,第二次繁殖期和繁殖期与对照组相比显著延长。(2)确定了大型溞趋光行为实验的最佳温度和光照强度分别为20℃和10000 lx,以此为基础测定了大型溞的趋光值。随着铅浓度的增加和暴露时间的延长,大型溞的趋光指数下降,且趋于负值。在铅暴露24、48 h,浓度为1.5-2 mg/L时趋光指数为负值。乙酰胆碱酯酶活性随着铅浓度增加和暴露时间升高而降低,且与对照组存在显著差异(P<0.05)。(3)当染毒24 h后,蛋白含量随着铅浓度增加而增加,在2 mg/L达到最大,且显著高于对照组(P<0.05);在染毒48 h后,蛋白含量逐渐降低,在1 mg/L、1.5 mg/L、2 mg/L时显著低于对照组(P<0.05)。糖原随铅浓度的增加,在24 h和48 h均呈下降趋势,且与对照组相比差异极显著(P<0.01)。脂肪酸在铅处理24 h,1.5 mg/L时,与对照组相比极显著增高(P<0.01),48 h后,大型溞的脂肪酸含量下降,且在2 mg/L时显著低于对照组(P<0.05)。甘油三酯在铅处理24 h后含量下降,在处理48 h后,大型溞的甘油三酯含量与对照组相比无显著性差异。结论:(1)铅对大型溞的心率产生了不利影响,显著抑制了大型溞的生长,降低了大型溞的繁殖能力,对种群增长产生了抑制作用。(2)优化并确定了大型溞趋光行为的最佳温度和光照强度,发现铅增加了大型溞对光的敏感性,使其产生了负趋光性,同时研究还发现了乙酰胆碱酯酶活性的降低,推测可能参与对趋光行为的调节。(3)铅降低了大型溞体内蛋白、糖原、甘油三酯、脂肪酸的含量,通过动员体内的营养物质产生更多的能量用于基础代谢,从而影响大型溞的生长和繁殖,与结论1结果相一致。