随着工业化进程的加快,有机物种类和数量日益增加,有机物污染造成水环境质量下降,给人类及水生生物的健康带来极大风险。论文以斑马鱼作为模式生物,以苯酚有机物污染水为研究对象,借助水质安全在线生物预警系统(BEWs)和水质毒性生物在线监测仪(RTB),实时在线监测苯酚胁迫下斑马鱼运动行为变化,并与斑马鱼毒理学效应研究相结合,探讨苯酚染毒后斑马鱼行为变化与毒理学指标之间的相关性。试验研究主要内容及结论如下。(1)采用半静态试验法进行苯酚对斑马鱼急性毒性试验研究,得出不同时间内苯酚对斑马鱼的半致死浓度(LC50)。结果表明,对斑马鱼来说,苯酚属于中等毒性物质,LC50-48h、LC50-96h分别为18.548、13.554mg/L,苯酚对斑马鱼安全浓度为1.355mg/L；对比苯酚对其他鱼类的LC50-96h,斑马鱼对苯酚的耐受力较低,敏感度高。30、40、50mg/L苯酚胁迫下,斑马鱼死亡率达到100%的时间分别为48、12、12h,斑马鱼12、24、48、96h死亡率依次为27%、53%、66%、86%。(2)在苯酚对斑马鱼急性毒性试验的基础上,采用信号波原理监测苯酚胁迫下斑马鱼行为变化,分析苯酚与斑马鱼综合行为强度的效应关系。试验期内,0.18-36mg/L试验组斑马鱼行为强度显著减弱(p<0.05),苯酚浓度在0.18mg/L (0.01TU)及以上时通过分析48h内斑马鱼行为强度变化,实现水体污染的报警。与低浓度(0.18、0.9mg/L)试验组相比,高浓度(18、36mg/L)组斑马鱼行为强度达到峰值的时间提前了约1h,行为强度趋于稳定的时间也延长了10h左右。(3)采用运动图像监测原理在线监测苯酚胁迫下斑马鱼游动行为(游动速度、游动高度)、通讯行为(通讯距离、通讯分散度)等运动行为参数变化,并反应水质健康指数。研究表明,低浓度(0.18、0.9mg/L)、中等浓度(1.8、9mg/L)、高浓度(18、36mg/L)试验组水质健康指数与对照组差值依次为15%、20%、30%。对照组与试验组水质健康指数差异性显著(p<0.05),其变化趋势与BEWs基本一致。与低浓度相比,高浓度试验组斑马鱼游动行为、通讯行为达到峰值的时间分别缩短了1-2h、2-4h。其中,游动高度达到峰值的时间比游动速度滞后了1-2h,苯酚胁迫下斑马鱼游动速度比游动高度更敏感,可以选取速度作为在线监测苯酚污染后的行为异常指标。(4)进行了苯酚对斑马鱼毒理学效应的研究。通过考察试验组斑马鱼体内ATP酶、乙酰胆碱酯酶(AChE)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化,探究污染物胁迫下斑马鱼运动行为学变化与毒理学效应的相关性。由试验可知,苯酚胁迫初期(6h内),与对照组相比,低浓度(0.18、0.9mg/L)组ATP酶、AChE、SOD、CAT活性分别增加了10-18%、20%、0.5-8%,呈现“毒性兴奋效应”。短时间胁迫下,苯酚可诱导酶活性,随染毒时间延长,诱导作用减弱,甚至表现出抑制作用；随苯酚浓度增加,ATP酶、AChE活力逐渐降低,SOD、CAT活力逐渐上升。由于反应的滞后作用,0.18-36mg/L六个试验组CAT活性达到峰值的时间比SOD滞后约24h。各种生物酶活性受苯酚影响,导致神经系统、大脑、肌肉等器官功发生改变,进而影响动物的行为变化,斑马鱼的运动行为强度与体内酶活性之间存在明显剂量效应关系。