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《上海海洋大学》 2012年
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重金属Cd和Hg对可口革囊星虫(Phascolosoma esculenta)的毒理学效应

高业田  
【摘要】:随着沿海工业的快速发展,重金属污染越来越严重,严重威胁着滩涂底栖生物的生存和生长,导致种质资源的衰退,限制了水产养殖业的可持续发展。2010年《温州海洋环境质量公报》公布全市7个入海排污口海水中重金属六价铬、铜、和锌等超标;局部海域沉积物中铬、锌和铜等超过一类海洋沉积物质量标准;近岸水产品中镉、砷、汞、铜和锌等也出现不同程度的污染,可见温州近岸重金属污染问题普遍存在。本文以潮间带底栖动物可口革囊星虫(Phascolosoma esculenta)为研究对象,采用野外样品检测分析和实验室暴露试验相结合的方法探索了不同栖息地可口革囊星虫中重金属含量、生物体与栖息地底泥中重金属含量的相关性、生物体重金属的富集系数,反映了东南沿海可口革囊星虫生活区的环境状况,同时为其他水产品选择养殖环境提供论参考。然后在实验生态条件下,从急性毒性、存活率、生长速度和含水率、富集系数、蛋白质含量变化率、脂肪含量变化率以及DNA损伤等角度初步探讨了重金属Cd和Hg对可口革囊星虫的制毒机制,为渔业水质检测提供必要的毒性数据和其他底栖生物的毒理学研究提供基础资料;也说明污染物对人类潜在危害,为制定预防性的管理措施,及时避免或减轻污染物对海洋生态系统造成的损伤提供科学依据。此外,还对确立滩涂环境污染指示生物,为保护海洋生态环境和合理开发可口革囊星虫资源,为其健康养殖、加工和食用提供理论参考。 主要研究结果如下: 1.可口革囊星虫及其栖息地底泥中重金属含量分析 (1)不同栖息地可口革囊星虫间的重金属含量差异性显著(P0.05),各群体中Pb含量均超过标准,厦门海门岛群体中Cd含量超标;(2)厦门海门岛、乐清西门岛自然滩涂栖息地和温岭坞根镇养殖区等底泥中重金属含量相对较高,所有采样点底泥中Cu含量以及乐清西门岛自然滩涂底泥中Cd含量高达沉积物质量标准Ⅱ类;(3)可口革囊星虫对Zn、Cu、Fe的富集系数均小于1,对Mn、Cd、Pb、Hg和As的富集系数均大于1。Zn、Cu、Fe、Pb和As的富集系数在大部分群体间差异性较小;(4)可口革囊星虫中的Fe和As含量与底泥中的Fe和As含量呈高度正相关,可口革囊星虫中的Zn和Hg的含量与底泥中的Zn和Hg含量的相关性次之,可口革囊星虫中的其余重金属元素含量与底泥中相关重金属的含量的相关性较差;(5)Zn、Mn、Fe、Pb和Hg在肌肉中含量超过在内脏团中的含量,而Cu、Cd和As在内脏团中的含量更高;(6)随着生长时间的增加,可口革囊星虫肌肉中Mn、Cd和Hg的含量会增加,而Pb含量则下降。 2.Cd~(2+)和Hg~(2+)对可口革囊星虫的单一及联合急性毒性实验在海水加入不同浓度的Cd~(2+)、Hg~(2+),观察其对可口革囊星虫的单一及联合急性毒性。Cd~(2+)、Hg~(2+)和(Cd~(2+)+Hg~(2+))对可口革囊星虫的24h、48h、72h和96h的LC50分别为16.19(12.09~25.38)mg/L、4.17(3.27~5.81)mg/L、2.82(1.56~3.98)mg/L;8.75(6.05~13.04)mg/L、1.98(1.35~3.02)mg/L、1.31(0.98~2.41)mg/L;5.51(3.81~7.90)mg/L、1.33(0.88~2.03)mg/L和1.12(0.67~2.17)mg/L;5.46(3.35~8.47)mg/L、0.93(0.64~1.67)mg/L、0.74(0.34~1.56)mg/L;Cd~(2+)、Hg~(2+)和Cd~(2+)+Hg~(2+)对可口革囊星虫的SC分别为0.27、0.0465和0.037mg/L。它们在48h和96h的毒性顺序为(Cd~(2+)+Hg~(2+))>Hg~(2+)>Cd~(2+)。Cd和Hg在48h和96h均为协同作用。 3.Cd和Hg对可口革囊星虫生长速度、蛋白质含量变化率和脂肪含量变化率的影响 可口革囊星虫的生长速度随着重金属浓度的增加而降低,在Cd~(2+)和(Cd~(2+)+Hg~(2+))浓度最高时,对生长速度的影响较小,但与对照组均有显著性差异(P<0.05),说明重金属能抑制可口革囊星虫生长,当浓度达到一定值时甚至导致体重停止增长。 在含有梯度含量的Cd~(2+)、Hg~(2+)和(Cd~(2+)+Hg~(2+))泥床中暴露120d后,脂肪含量变化率分别为:0.58~-20.53%、0.36~-17.35%、2.38~-29.08%,总的变化趋势均随着浓度增高含量逐渐降低,各组与对照组间差异性显著(P<0.05或P<0.01)。蛋白质含量变化率分别为:1.56%~16.19%、1.65~8.84%、-8.07~17.64%,随着重金属浓度增高蛋白质含量先增高后降低,甚至低于对照组的含量,处理组与对照组间差异性显著(P<0.05或P<0.01),部分浓度组间差异性显著(P<0.05)。 4.重金属在可口革囊星虫肌肉中含量的变化 可口革囊星虫肌肉中Cd和Hg随着暴露时间和浓度的增加而升高,直至达到平衡,表现出一定的浓度-时间-剂量效应,呈现出富集现象。在低浓度时明显低于高浓度的富集速率,时间和浓度对可口革囊星虫中Cd和Hg含量的影响均有显著性差异,且两者的交互作用同样也极显著影响着Cd和Hg含量(P<0.01)。 5.可口革囊星虫肌肉中Cd和Hg间的相互作用 在实验浓度范围内,可口跟囊星虫肌肉中Cd含量随着Hg的增加而先增加后降低,Hg的加入促进了Cd的富集;而肌肉中Hg的含量却随着Cd的增加而降低,即Cd的加入抑制了Hg的富集。 6.Cd和Hg对可口革囊星虫体腔液细胞DNA损伤的影响 以彗星尾长和尾矩(TM)作为DNA损伤评价指标,都能指示出Cd、Hg和两者混合液对体腔液细胞DNA的损伤程度,但TM值的评价结果更加准确:随着重金属浓度和时间的增加,DNA损伤越来越严重。
【学位授予单位】:上海海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S917.4;X174

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【参考文献】
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