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pH和DOM影响下的几种重金属对大型蚤的急性毒性影响研究

张琪  
【摘要】:随着工农业的发展,水环境中的重金属污染日益严重。本研究探讨了在pH范围为5.0-9.0的水环境中,以24h-EC50值为相应的毒性指标,测定了4种重金属硫酸锌,硫酸铜,硫酸镉,硝酸铅分别对大型蚤的急性毒性影响。同时,研究还深入进行,采用自制的溶解性有机质(DOM),分析在DOM浓度分别为0.15,0.30,0.60mg/L的水环境中,以上几种重金属对大型蚤的24h急性毒性影响。研究利用SPSS数据处理程序,采用逐步法建立回归方程,找出不同水质因素影响的水环境中,对以上重金属毒性影响最大的因子。本研究得出的结论主要有以下几点: (1)在未添加DOM的情况下,硫酸镉和硝酸铅对大型蚤的急性毒性随着pH的增大而逐步减小,而其余两种重金属均出现相反的趋势,并且发现Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的毒性最大,Cd(Ⅱ)次之,Zn(Ⅱ)的毒性最小,针对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的毒性,推测PbOH+,CuOH+和Pb2+,Cu2+均是具有生物有效性的形态。且推测PbOH+较之Pb2+的生物毒性更加明显,CuOH+比Cu2+的生物有效性稍小。 (2)随着DOM的加入,相应pH下硫酸锌对大型蚤的急性毒性随之减小,DOM加入越多,毒性改变越明显,而在DOM浓度的环境中,硫酸锌对大型蚤的急性毒性随着pH的增大而减小;硝酸铅和硫酸铜的趋势与硫酸锌相似,但是随着pH由6到8,毒性改变程度大,与pH为5.0的时候相比,在pH为9.0的时候,添加相同量的DOM所引起的毒性改变倍数高达22.7倍(Pb(Ⅱ))和4.55倍(Cu(Ⅱ)),而这个数值对于Zn(Ⅱ)来说,仅为2.21;而针对硫酸镉,添加DOM后,毒性随着pH的增大而增大,但是同一pH下,硫酸镉对大型蚤的急性毒性随着DOM加入量的不同改变很小,最大仅为18%,且同一DOM影响下,硫酸镉的毒性在pH为5.0和6.0的时候明显小于pH为7.0,8.0,9.0的情况,pH为9.0的时候的24h-ECso值仅占pH为5.0的时候的30%。综合分析发现,和DOM络合的强烈顺序依次为:Pb(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cd(Ⅱ),也就是说,DOM对以上几种重金属的生物毒性影响为Pb(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cd(Ⅱ)。 (3)根据SPSS程序建立生物配体模型,选用逐步回归法,根据前人研究,选用的变量依次为:pH,DOM, pH*DOM, pH2, DOM2, Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cd(Ⅱ),Pb(Ⅱ)的回归方程依次为:24h-EC50=-1.055+0.757pH*DOM+0.191pH,24h-EC50=7.945+5.978pH*DOM,24h-EC50=5.940-0.591pH,24h-EC50=82.988+2.193pH2+10.920pH*DOM-102.178DOM2-27.785pH由回归分析知,Pb(Ⅱ)对大型蚤的毒性受水质因素的影响最为明显,而DOM对于Cd(Ⅱ)的大型蚤急性毒性则为不显著变量,这与实验得出的结论吻合。同时,pH对四种重金属的急性毒性都有显著影响,但是对于Zn(Ⅱ)来讲,这种显著性必须和DOM结合才有效。


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