《近海沉積物鎘-多環芳烴複合污染的微生態效應研究》是王凱為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：近海沉積物鎘-多環芳烴複合污染的微生態效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王凱
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鎘和多環芳烴是近海沉積物中的典型污染物，且存在不同程度的複合污染狀況，對底棲生態系統平衡造成嚴重威脅。因此，亟需建立典型複合污染的生態健康評價標準，這有賴於對其生態效應的充分了解。本項目擬通過採集近海空間梯度下一系列沉積物分別構建生態微宇宙，對不同水平的鎘-多環芳烴複合污染過程進行模擬，揭示鎘-多環芳烴互動作用對彼此環境行為的影響規律；同時，通過生物量、群落組成、代謝多樣性、酶活和功能基因活性，多角度表征鎘-多環芳烴互動作用對微生物群落結構和功能的影響，從而明確群落對鎘-多環芳烴複合污染的回響模式。通過多元相關性分析和神經網路構建，分析複合污染物、群落回響和環境因子的關聯和相互作用，綜合評價近海沉積物鎘-多環芳烴複合污染的微生態效應並揭示其環境影響因子，進而篩選一系列對鎘-多環芳烴複合污染敏感的種群和功能性指標，為建立近海典型複合污染生態健康評價的微生物指標體系提供理論依據和範例。
結題摘要
為明確污染物共存對近岸海域生態系統的危害，需要從整個生物群落的角度了解複合污染物相互作用的生態效應。本項目聚焦近海沉積物原核生物（細菌和古菌）群落對鎘-多環芳烴複合污染的回響，來表征其微生態效應。在完成浙北海域沉積物微生物群落背景調查的基礎上，用微宇宙實驗研究了沉積物細菌和古菌群落對鎘-芘（代表性多環芳烴）複合污染的回響模式。本研究還系統比較了沉積物不同深度下細菌和古菌群落對鎘-多環芳烴（菲、芘和苯並[a]芘混合物）複合污染回響模式的差異。研究結果表明：（1）沉積物中芘在8周內未現降解跡象，鎘對芘的消減、芘對鎘的有效性均無明顯影響。（2）鎘、芘及其相互作用對沉積物細菌和古菌α-多樣性的影響表現出時間性和劑量效應。（3）細菌和古菌群落結構明顯呈時間變異性和芘誘導模式，而鎘-芘相互作用在7天后持續影響群落結構，改變了群落的演替軌跡。（4）芘污染下（無論鎘共存與否）沉積物微生物群落可能處於多環芳烴降解類群的發展階段，伴隨先鋒降解類群（來自解環菌屬）初露端倪；而鎘污染相關類群與鎘的相關性均短暫且微弱，這與整體群落組成對鎘的抗性相對應。（5）總體上，鎘-芘複合污染對細菌和古菌群落功能基因家族組成和氮、磷、硫代謝相關基因（基於PICRUSt預測）無明顯影響。（6）鎘和三種多環芳烴複合污染對細菌和古菌群落結構的影響在一定範圍內會隨著沉積物深度的增加而變大。複合污染標誌類群的身份在多環芳烴污染和複合污染組間隨污染時間和沉積物深度搖擺，反映出鎘-多環芳烴相互作用對群落的影響。說明在評估近海複合污染的微生態效應時沉積物深度是重要考量因素。在高通量測序時代，本研究從群落多樣性、結構、污染相關類群和功能基因組成多角度地揭示鎘-多環芳烴複合的微生態效應，為細緻地評估複合污染對近海生態系統的影響提供了基礎數據和範例。
