Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện trực tuyến đồng (Cu) hòa tan trong nước qua nhịp điệu hàng ngày của van trong hến nước ngọt Corbicula fluminea
Tóm tắt
Hến nước ngọt Corbicula fluminea, một loài thay thế trong thử nghiệm độc tính kim loại, là một chỉ thị sinh học đầy hứa hẹn cho sự suy giảm trong hệ sinh thái nước. Tuy nhiên, rất ít điều được biết đến về mối quan hệ giữa phản ứng nhịp điệu hàng ngày của van hến với khả năng sinh học của kim loại liên quan đến thiết kế hệ thống cảnh báo sớm sinh học (BEWS) về kim loại. Mục đích của nghiên cứu này là liên kết mô hình liên kết sinh học (BLM)-dựa trên khả năng sinh học và nhịp điệu hàng ngày của van trong C. fluminea để thiết kế một hệ thống giám sát sinh học cho việc phát hiện đồng (Cu) hòa tan trong nước theo thời gian thực. Chúng tôi đã tích hợp hàm chức năng liều-lượng-thời gian dựa trên Hill và hàm nhịp điệu hàng ngày đã điều chỉnh của van đóng thành một cơ chế chương trình được xây dựng. Thuyết trình chức năng của hệ thống động hiện tại đã được thể hiện hoàn toàn thông qua việc sử dụng chương trình điều khiển đồ họa LabVIEW trên máy tính cá nhân. Chúng tôi đã sử dụng nồng độ tác động cụ thể tại chỗ gây ra 10% phản ứng đóng van tổng (EC10) như ngưỡng phát hiện để thực hiện hệ thống BEWS đồng dựa trên C. fluminea được đề xuất. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng BEWS dựa trên C. fluminea được đề xuất có thể được tổng hợp một cách có chủ ý để truyền tải nhanh chóng thông tin về mức độ đồng khả dụng sinh học trong nước dưới các điều kiện môi trường nước khác nhau thông qua việc giám sát những thay đổi trong nhịp điệu hàng ngày của van. Chúng tôi đã đề xuất rằng hệ thống giám sát sinh học động dựa trên C. fluminea phát triển có thể hỗ trợ việc phát triển các tiêu chí chất lượng nước cụ thể tại chỗ được bảo vệ về mặt kỹ thuật để thúc đẩy việc sử dụng có hiệu quả hơn trong nguồn nước nhằm bảo vệ sức khỏe loài trong môi trường nước.
Từ khóa
#kim loại #chỉ thị sinh học #hệ sinh thái nước #Corbicula fluminea #mặt phẳng sinh học như thông số cảnh báo sớm #đồng hòa tan trong nước #phát hiện trực tuyến #giám sát sinh học #nhịp điệu hàng ngày.Tài liệu tham khảo
Borcherding, J., & Volpers, M. (1994). The “Dreissena-monitor”—first results on the application of this biological early warning system in the continuous monitoring of water quality. Water Science and Technology, 29, 199–201.
Byrne, R., Gnaiger, E., McMahon, R., & Dietz, T. (1990). Behavioral and metabolic responses to emersion and subsequent reimmersion in the freshwater bivalve Corbicula fluminea. The Biological Bulletin, 178, 251–259. doi:10.2307/1541826.
Cherry, D. S., & Soucek, D. J. (2006). Case study: Comparison of Asian clam (Corbicula fluminea) in situ testing to several nontarget test organism responses to biocidal dosing at a nuclear power plant. In J. L. Farris, J. H. Van Hassel (Eds.), Freshwater bivalve ecotoxicology (pp. 285–305). Roca Raton: CRC.
Curtis, T. M., Williamson, R., & Depledge, M. H. (2000). Simultaneous, long-term monitoring of valve and cardiac activity in the blue mussel Mytilus edulis exposed to copper. Marine Biology (Berlin), 136, 837–846. doi:10.1007/s002270000297.
Dohery, F. G., & Cherry, D. S. (1988). Tolerance of the Asiatic clam Corbicula-spp to lethal levels of toxic stressors—a review. Environmental Pollution, 51, 269–313. doi:10.1016/0269-7491(88)90167-4.
Doherty, F. G., Cherry, D. S., & Cairns, J. Jr. (1987). Valve closure responses of the Asiatic clam C. fluminea exposed to cadmium and zinc. Hydrobiologia, 153, 159–167. doi:10.1007/BF00006647.
Englund, M. P. V., & Heino, P. M. (1994). Valve movement of Anodonta anatina and Unio tumidus (Bivlvia, Unionidae) in a eutrophic lake. Annales Zoologici Fennici, 31, 257–262.
Fournier, E., Tran, D., Denison, F., Massabuau, J.-C., & Garnier-Laplace, J. (2004). Valve closure response to uranium exposure for a freshwater bivalve (Corbicula fluminea): Quantification of the influence of pH. Environmental Toxicology and Chemistry, 23, 1108–1114. doi:10.1897/02-604.
Heinonen, J., Penttinen, O. P., Holopainen, I. J., & Kukkonen, J. V. K. (2003). Sublethal energetic responses by Pisidium amnicum (Bivalvia) exposed to pentachlorophenol at two temperatures. Environmental Toxicology and Chemistry, 22, 433–438. doi:10.1897/1551-5028(2003)022<0433:SERBPA>2.0.CO;2.
Higgins, P. J. J. (1980). Effects of food availability on the valve movement and feeding behaviour of juvenile Crassostrea virginica (Gmelin). I. Valve movement and periodic activity. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 45, 229–244. doi:10.1016/0022-0981(80)90060-X.
Jou, L. J., & Liao, C. M. (2006). A dynamic artificial clam (Corbicula fluminea) allows parsimony on-line measurement of waterborne metals. Environmental Pollution, 144, 172–183. doi:10.1016/j.envpol.2005.12.032.
Kadar, E., Salanki, J., Jugdaohsingh, R., Powell, J. J., McCrohan, C. R., & White, K. N. (2001). Avoidance responses to aluminium in the freshwater bivalve Anodonta cygnea. Aquatic Toxicology (Amsterdam, Netherlands), 55, 137–148. doi:10.1016/S0166-445X(01)00183-7.
Le Pennec, G., & Le Pennec, M. (2001). Evaluation of the toxicity of chemical compounds using digestive acini of the bivalve mollusk Pecten maximus L. maintained alive in vitro. Aquatic Toxicology (Amsterdam, Netherlands), 53, 1–7. doi:10.1016/S0166-445X(00)00163-6.
Liao, C. M., Jou, L. J., & Chen, B. C. (2005). Risk-based approach to appraise valve closure in the clam Corbicula fluminea in response to waterborne metals. Environmental Pollution, 135, 41–52. doi:10.1016/j.envpol.2004.10.015.
Liao, C. M., Jou, L. J., Lin, C. M., Chiang, K. C., Chou, B. Y. H., & Yeh, C. H. (2007). Predicting acute copper toxicity to valve closure behavior in the freshwater clam Corbicula fluminea supports the biotic ligand model. Environmental Toxicology, 22, 295–307. doi:10.1002/tox.20263.
Lopez-Barea, J., & Pueyo, C. (1998). Mutagen content and metabolic activation of promutagens by molluscs as biomarkers of marine pollution. Mutation Research, 399, 3–15. doi:10.1016/S0027-5107(97)00262-5.
Markich, S. J. (2003). Influence of body size and gender on valve movement responses of a freshwater bivalve to uranium. Environmental Toxicology, 18, 126–136. doi:10.1002/tox.10109.
Mitchelmore, C. L., & Chipman, J. K. (1998). DNA strand breakage in aquatic organism and potential values of the comet assay in environmental monitoring. Mutation Research, 399, 135–147. doi:10.1016/S0027-5107(97)00252-2.
Narbonne, J. F., Djomo, J. E., Ribeira, F. V., & Garrigues, P. (1999). Accumulation kinetics of polycyclic aromatic hydrocarbons adsorbed to sediment by the mollusk Corbicula fluminea. Ecotoxicology and Environmental Safety, 42, 1–8. doi:10.1006/eesa.1998.1701.
Niyogi, S., & Wood, C. M. (2004). Biotic ligand model, a flexible tool for developing site-specific water quality guidelines for metals. Environmental Science & Technology, 38, 6177–6192. doi:10.1021/es0496524.
Ortmann, C., & Grieshaber, M. K. (2003). Energy metabolism and valve closure behaviour in the Asian clam Corbicula fluminea. The Journal of Experimental Biology, 206, 4167–4178. doi:10.1242/jeb.00656.
Paquin, P. R., Gorsuch, J. W., Apte, S., Batley, G. E., Bowles, K. C., Campbell, P. G. C., et al. (2002). The biotic ligand model: A historical overview. Comparative Biochemistry and Physiology, 133(Part C), 3–35.
Pynnonen, K. (1990). Aluminium accumulation and distribution in the freshwater clams (Unionidae). Comparative Biochemistry and Physiology, 97(Part C), 111–117. doi:10.1016/0742-8413(90)90180-H.
Sluyts, H., Van Hoof, F., Cornet, A., & Paulussen, J. (1996). A dynamic new alarm system for use in biological early warning systems. Environmental Toxicology and Chemistry, 15, 1317–1323. doi:10.1897/1551-5028(1996)015<1317:ADNASF>2.3.CO;2.
Snoeyink, V. L., & Jenkins, D. (1980). Water chemistry. New York: Wiley.
Tran, D., Ciret, P., Ciutat, A., Durrieu, G., & Massabuau, J. C. (2003). Estimation of potential and limits of bivalve closure response to detect contaminants: Application to cadmium. Environmental Toxicology and Chemistry, 22, 914–920. doi:10.1897/1551-5028(2003)022<0914:EOPALO>2.0.CO;2.
Tran, D., Fournier, E., Durrieu, G., & Massabuau, J. C. (2004). Copper detection in the Asiatic clam Corbicula fluminea: Optimum valve closure response. Aquatic Toxicology (Amsterdam, Netherlands), 66, 333–343. doi:10.1016/j.aquatox.2004.01.006.
Tran, D., Fournier, E., Durrieu, G., & Massabuau, J. C. (2007). Inorganic mercury detection by valve closure response in the freshwater clam Corbicula fluminea: Integration of time and water metal concentration changes. Environmental Toxicology and Chemistry, 26, 1545–1551. doi:10.1897/06-390R1.1.
Wildridge, P. J., Werner, R. G., Doherty, F. G., & Neuhauser, E. F. (1998). Acute effects of potassium on filtration rates of adult zebra mussels, Dreissena polymorpha. Journal of Great Lakes Research, 24, 629–636.
Wilson, J. T., Pascoe, P. L., Parry, J. M., & Dixon, D. R. (1998). Evaluation of comet assay as a method for the detection of DNA damage in cells of a marine invertebrate, Mytilus edulis L. (Mollusca, Pelecipoda). Mutation Research, 399, 87–95, doi:10.1016/S0027-5107(97)00268-6.