Zn2 对崇明东滩湿地脲酶活性的hormesis效应初探开题报告

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1. 研究目的与意义

hormesis国内通常译为兴奋效应，有的译为低剂量有毒物质的刺激作用，环境科学词典译为毒物兴奋作用。早在19世纪80年代有人发现兴奋效应现象，即高剂量的各种抗生素可抑制细菌生长，而剂量低到一定程度则能促进细菌生长。简单地说，一般将hormesis 定义为化学物对生物体在高剂量时表现负面影响(如生长、发育受抑) ,但在低剂量时却表现为有益作用(如刺激生长发育) 的现象。精确地说，hormesis被认为是一种以双相剂量- 反应曲线为特征的适应性反应,这种剂量反应曲线关于刺激反应的幅度、刺激域的范围具有相似的定量特征, 它是生物过程直接诱发或是对生物过程的代偿, 最终能引起内环境稳态的紊乱。

到目前为止，在各类生物( 包括动物、植物、微生物) ，各类毒物( 其范围几乎涵盖了包括重金属化合物、氰化物、多环芳烃、多氯联苯、有机砷化物、杀虫剂、植物生长激素、金属、杀菌剂、除草剂、抗生素等在内的所有有毒物质。) 及各类生命现象( 包括生长、生殖、寿命、细胞分裂、呼吸作用、植物光合作用、代谢及肿瘤形成等) 中都发现了hormesis。

天然水中的锌以可溶的络合物状态存在。天然水中的锌还要向底质沉积物迁移转化。锌可与天然水中的粘土矿物缔合，成为吸附离子，吸附的形式为zn2 、znoh 及zncl 。此时锌随同粘土矿物沉积迁移到底质中。锌还可形成化学沉淀物向底质迁移。含锌废水排放到天然水体中后，在碱性环境生成zn(oh)2絮状沉积物迁移到底质中。水生动植物有很强的吸收锌的能力，致使水中的锌向生物体内迁移。

2. 国内外研究现状分析

华中科技大学同济医学院公共卫生学院的纪存委，武丽，张裕曾，蓝晖翔，周宜开，郑丹等就研究了低剂量镉和汞单独及联合作用对人胚肝细胞生长的hormesis 效应及机制。通过研究得出结论：低浓度重金属镉、汞单独及等浓度联合作用对lo2 生长存在hormesis 效应，其机制可能是低浓度镉、汞诱导细胞gsh-px、sod 活力增强，清除过量的自由基，保护细胞免受氧化损伤，提高细胞存活率。

南京农业大学理学院陈祖义则对稀土的hormesis 效应及其农用对农业生态环境的潜在影响进行了研究。毒物刺激效应( hormesis) 是指毒物对生物生理过程产生的刺激效应。从稀土元素对生物的刺激效应及其疑似环境激素的问题出发, 探讨农业应用稀土对农业生态环境的潜在影响。

中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室的王东红, 彭安, 王子健研究了有毒物质低剂量刺激作用的研究进展。有毒物质低剂量刺激作用( hormesis ) 是一个有争议的毒理学问题。该研究综述了hormesis 的研究进展、关键学术问题以及可能的作用机制, 并对有关hormesis的机理研究与环境内分泌干扰物研究和风险评价理论及方法之间的关系进行了讨论, 提出了其中存在的关键科学问题和可能的研究方向。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

1、实验准备：阅读相关文献，了解重金属对沉积物活性影响的进展。

2、实验方案：确定重金属离子zn2 的添加浓度（5-7个），完成培养实验采样时间（0、6、12、24、48、60、240 h），研究脲酶活性的测定方法。

4. 研究创新点

1、查阅了许多文献，大部分是有关于有机毒物对动植物的hormesis效应的研究，这次的研究是有关于重金属对土壤酶的hormesis效应，有关这方面的研究较少。

2、本研究的最终目的是得出重金属离子土壤脲酶活性的最大促进浓度和最低抑制浓度，这一结论对保护生物体具有重要意义，研究结果可以起到抵御保护的作用。

3、本实验的所有观测数据均以平均值标准差的形式表达，需要掌握如何对数据进行误差的分析，也需要掌握酶的动力学方程，知道如何处理结果。