[发明专利]一种基于大型溞行为学指标评估微塑料毒性的方法

说明书

本发明公开了一种基于大型溞行为学指标评估微塑料毒性的方法，属于新兴污染物风险评估技术领域。本发明包括以下步骤：(1)培养、驯化、选取大型溞个体；(2)制备微塑料暴露液；(3)将大型溞分别置于空白对照和微塑料暴露液中进行暴露；(4)使用图像处理软件绘制大型溞的游动行为轨迹，并测定平均速率(v)和加速度(a)等行为学指标；(5)对比分析不同暴露条件下的大型溞行为学指标变化，从而评估微塑料毒性水平。本发明在较少使用生化试剂和大型分析仪器的前提下，可初步判断出微塑料的毒性，有效降低了工作量，操作简便、实用性强、成本低廉、结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及一种基于大型溞行为学指标评估微塑料毒性的方法，属于新兴污染物风险评估技术领域。

背景技术

塑料制品在全球范围内的年产量已超过3亿吨，并且正以每年0.2亿吨的速度增长，塑料垃圾也随之成为全球性的环境问题。进入环境中的塑料垃圾经过长期老化，会进一步形成尺寸小于5mm的微塑料。微塑料在湖泊、河流和水库等内陆水体的赋存已被广泛证实，被称作水环境中的“PM2.5”，其水环境污染问题成为全球环境研究热点。

水环境中的微塑料可能对水生生物产生毒性效应，造成潜在生态风险。目前，对微塑料的生物毒性效应研究主要集中在细胞和组织水平。例如，微塑料会阻碍藻细胞对光子和CO₂的吸收利用，从而降低藻类的光合作用效率，抑制藻类生长；浮游动物摄取微塑料后，会堵塞摄食器官和消化道，降低其摄食率，导致能量缺乏，生长、活动、繁殖能力减弱，甚至引起个体死亡。此外，微塑料的累积还会造成氧化胁迫，引起鱼类肝脏出现肝糖原耗竭和脂肪空泡等病理现象。

针对典型水生生物，评估微塑料的生物毒性效应，是明晰微塑料生态风险，实现水污染风险管控和精准治理的前提。大型溞(Daphnia magna)是我国淡水环境的代表性浮游动物，以藻类等浮游植物为食，又是鱼类的天然饵料，在淡水生态系统的物质循环和能量传递过程中具有重要作用，开展微塑料对大型溞的毒性效应评估具有重要意义。然而，目前普遍从细胞和组织水平对大型溞进行毒性效应评估，实验周期较长，实验条件较严格，无法实现快速评估。如何围绕微塑料对大型溞的毒性效应，发展便捷、准确的微塑料污染评估方法是当前的技术瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于大型溞行为学指标的评估方法，可快速、准确地评估水环境中微塑料毒性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于大型溞行为学指标评估微塑料毒性的方法，包括以下步骤：

(1)培养、驯化、选取大型溞个体；

(2)制备微塑料暴露液；

(3)将大型溞分别置于空白对照和微塑料暴露液中进行暴露；

(4)使用图像处理软件绘制大型溞的游动行为轨迹，并测定大型溞的行为学指标；

(5)对比分析不同暴露条件下的大型溞行为学指标变化，评估微塑料毒性水平。

作为优选方案，所述大型溞的行为学指标包括平均速率(v)和加速度(a)。

作为优选方案，所述步骤(1)的大型溞在超纯水配制的重组水中进行培养。

作为优选方案，所述步骤(1)的大型溞加入重组水后，置于光照培养箱中进行培养驯化，并以绿藻进行喂食。

作为优选方案，所述步骤(1)选取的用于微塑料暴露的大型溞为来源于同一母系，孤雌繁殖3代以上，溞龄7～10d的健康成年个体。

作为优选方案，所述步骤(2)中，微塑料暴露液的溶解氧3mg/L，pH在6-9范围内，硬度140mg/L。

作为优选方案，所述步骤(2)中，使用微塑料标准储备悬浮液，超声处理使其分布均匀后，再逐级稀释获得暴露液。