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1、第36卷第2期上海师范大学学报(自然科学版)Vol.36,No.22007年4月JournalofShanghaiNormalUniversity(NaturalSciences)2007,Apr.溶解氧和气泡对食蚊鱼生存的影响111,*12,*2陈兆南,谭玲,董亚明,张春明,胡均,方海平(1.上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;2.中国科学院上海应用物理研究所,上海201800)3摘要:为了观测溶解氧对鱼生存的影响,在250mL次脱气水中加不同深度的金属网对食蚊鱼的生存
2、状况进行比较,在真空脱气水和未脱气水的液面覆盖培养皿或覆盖液体石蜡时食蚊鱼的生存状况进比较,发现鱼不适于在溶解氧和气泡都很少的3次真空脱气水中生存.通过对比还发现,在相同的环境条件下,雄食蚊鱼的生命力普遍强于雌食蚊鱼;同时在微扰实验中发现,微量鱼水中含有溶解氧、气泡以及吸附了气泡的微米级颗粒,这些气体足以维持3条鱼存活4h以上.利用真空脱气方法观察鱼类的极限生存条件可能会成为一种全新的研究方法.关键词:溶解氧;气泡;食蚊鱼中图分类号:Q958.11文献标识码:A文章编号:10005137(2007)020061050引言水中
3、通常含有气体,其中主要的溶解气体有O2,CO2等,溶解于水中的分子态氧称为溶解氧.天然水体中的溶解氧主要来自空气中的氧的溶解及水生植物光合作用的放氧,在标准大气压下,水中溶解[1]氧随温度升高而降低,室温时,淡水中氧的饱和溶解度约为8.5mg/L.另外,随着对水中气体存在形式的深入研究,越来越多的迹象显示水中还存在一些气泡.2000年胡[2]钧等人首次用原子力显微镜(AFM)的轻敲模式在水中观察到了石墨基底上的气泡.Ishida等在测量[3]力曲线的同时用显微镜观察到有气泡形成.Bunki等认为即使水中离子浓度低于0.1mg/L,水中的气泡
4、也可通过水中的负离子产生并稳定存在,还观察到在露天放置10h后这些小气泡团聚成较大的气[4][5]泡.Liger-Belar等还提出微米级颗粒表面的不均匀成核作用,可使颗粒表面形成众多气泡.气泡的存在可以通过脱气比对实验来检验,已有文献表明水脱气后疏水长程作用力减小,其主要原因是脱气[6]对气泡的影响.尤其是抽真空脱气,它减少了水中溶解气体量,而且很难再形成气泡.[1]鱼类在溶解氧低于4mg/L时不易生存.食蚊鱼是一种很好喂养的鱼类,它对环境的适应能力很[7]强,几乎在各种淡水中都能生存,而且当水中溶解氧含量低于4mg/L时,部分个体仍能生存
5、.本课题组经过两年多对食蚊鱼的持续研究,证实了3次脱气水中的溶解氧和纳米气泡含量都大大减少,同时得出了雄食蚊鱼的生命力强于雌食蚊鱼的结论.1材料与方法1.1实验材料[8]食蚊鱼又称柳条鱼,属胎科,我国大部分地区都有分布.实验用食蚊鱼由上海南洋渔业公司提收稿日期:20070202作者简介:陈兆南(1981-),女,上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生;董亚明(1957-),男,博士,上海师范大学生命与环境科学学院教授.*为通讯作者.62上海师范大学学报(自然科学版)
6、2007年供,皆为成熟个体.晾晒了3d以上的自来水(称晒水)中喂养,经3~4d的喂养后(此时的水称之为鱼水),这些鱼的生命力已基本达到了稳定状态.真空干燥箱(DZF-6020,上海齐欣科学仪器有限公司).圆形玻璃烧杯D=8cm,容积300mL,每次实验盛水250mL.培养皿D=7.8cm.用不锈钢制成圆环并在其上固定圆形铜网(D=7cm),在每个圆环上固定3个不锈钢挂钩,同时根据金属网放入水中深度的不同,每个挂钩的长度各不相同,其长度恰能使各个金属网分别在水深0.5cm,1cm,1.5cm,2cm和3cm处.此网的作用是
7、既能阻挡鱼跑到水面又能不妨碍溶解氧正常地进入水中.液体石蜡,CP,比重(d20/4):0.835-0.855由上海精细化工科技有限公司提供.1.2实验方法1.2.1脱气原位观测原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy,AFM)是NanoScopeIIIaSPM系统(Veeco公司),配备O-圈和液槽,探针的弹性系数为0.58N/m左右.针尖在使用前用乙醇和丙酮清洗.轻敲模式的振动频率为7kHz~12kHz,驱动振幅为250mV~280mV,扫描速度为2Hz.采用的衬底是高序热解石墨(HOPG).实验是在液槽中加入乙醇,后用
8、milliQ水进行替换形成气泡,而后将样品在1000帕真空环境下放置0.5h.并用AFM对脱气前后样品进行原位观测.1.2.2三次脱气水的制备量取250mL净水将
