水體Zn2+暴露對長江兩種常見魚類生態(tài)毒理學(xué)影響.pdf

1、本研究以南方鲇(Silurus meridionalis)幼魚(18.92±0.09g)和草魚(Ctenopharyngodon idellus)幼魚(19.68±0.17 g)為研究對象，以ZnSO4.7H2O為毒物源，在水溫27.5±0.5℃、硬度25-30 mg CaCO3/L條件下研究水體中不同濃度鋅(Zn2+)對魚體的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)，進(jìn)行了急性暴露和慢性暴露兩個系列的實(shí)驗(yàn)：1、在急性暴露實(shí)驗(yàn)中，水體 Zn2+對南方鲇的 Zn2

2、+暴露處理濃度分別為0(對照)、7.0、8.0、9.0、10.0和11.0 mg/L，草魚的Zn2+暴露處理濃度分別為0(對照)、2.0、3.5、5.0、6.5和8.0 mg/L。觀測了實(shí)驗(yàn)魚在96小時暴露過程中的中毒癥狀與死亡情況，分別計算兩種魚的96小時半致死濃度(96 h LC50)。2、參考急性實(shí)驗(yàn)測定的96 h LC50，分別以兩種魚的96 h LC50的1/60(低濃度)和1/30(高濃度)對相應(yīng)實(shí)驗(yàn)魚進(jìn)行水體 Zn2+慢性

3、暴露處理，南方鲇水體 Zn2+實(shí)驗(yàn)設(shè)計濃度分別為0(對照)、149.60(低濃度)、299.30(高濃度)μg/L；草魚水體Zn2+實(shí)驗(yàn)設(shè)計濃度分別為0(對照)、83.41(低濃度)、166.82(高濃度)μg/L。水體Zn2+暴露8周后，觀測水體中不同濃度Zn2+對南方鲇和草魚的生長狀態(tài)指標(biāo)、靜止代謝、身體生化組分及各組織中Zn累積與分布的影響。
　　本研究取得的主要研究結(jié)果如下：
　　1、以水體Zn2+暴露濃度為自變量(

4、x)，實(shí)驗(yàn)魚死亡率(y)為因變量，求得二者在南方鲇和草魚的相關(guān)關(guān)系分別為：y=23.34x-159.54(N=15, R2=0.985)和y=13.845x-19.289(N=15, R2=0.9528)，用直線內(nèi)插法，求得水體Zn2+對南方鲇和草魚的96 h LC50分別為8.98 mg/L和5.00 mg/L。
　　2、慢性暴露處理的南方鲇實(shí)驗(yàn)魚的終末體重、特定體重生長率、肥滿度和肝指數(shù)均隨著Zn2+濃度的上升呈下降趨勢，且高

5、濃度Zn(1/3096 h LC50)暴露組的終末體重、特定體重生長率、肥滿度和肝指數(shù)均顯著低于對照組(P＜0.05)；而腎指數(shù)與靜止代謝率隨Zn2+濃度的上升呈升高趨勢，低濃度Zn(1/6096 h LC50)暴露組腎指數(shù)顯著高于對照組，高濃度Zn暴露組靜止代謝率顯著高于其余兩個處理組(P＜0.05)。
　　3、慢性暴露處理的草魚的終末體重和特定體重生長率隨著Zn2+暴露濃度的升高而下降，且三個處理組間的終末體重和特定體重生長率

6、的差異均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)；而實(shí)驗(yàn)魚的肥滿度、肝指數(shù)、腎指數(shù)和靜止代謝在三個處理組之間均無顯著性差異。
　　4、隨著水體Zn2+濃度的升高，南方鲇的蛋白質(zhì)含量、灰分含量、干物質(zhì)含量以及能量密度均呈下降趨勢，而脂肪含量變化趨勢則相反；兩個Zn暴露組魚體蛋白質(zhì)含量均顯著低于對照組，高濃度Zn暴露組魚體能量密度顯著低于對照組(P＜0.05)；脂肪、灰分、干物質(zhì)含量在各組間無顯著性差異。
　　5、隨著水體Zn2+濃度的升高

7、，草魚實(shí)驗(yàn)魚體的蛋白質(zhì)含量和灰分含量均呈升高趨勢，而脂肪含量、干物質(zhì)含量和能量密度均呈先升高后降低的趨勢；高濃度Zn暴露組魚體灰分含量顯著高于對照組和低濃度 Zn暴露組，兩暴露組魚體的干物質(zhì)含量均顯著高于對照組，低濃度Zn暴露組魚體的能量密度顯著高于對照組(P＜0.05)；而蛋白質(zhì)含量、脂肪含量在各組間均無顯著性差異。
　　6、南方鲇實(shí)驗(yàn)魚體的肝、鰓、腎、腸、腦和肌肉等器官組織及全魚中的 Zn累積含量均隨水體 Zn2+濃度呈升高趨

8、勢；高濃度 Zn暴露組肝、鰓、腸及全魚的Zn含量均顯著高于對照組(P＜0.05)，而肌肉或腦 Zn累積量在各組間無顯著性差異。兩暴露組魚體各組織中Zn的累積含量順序相同，均為：腸>鰓>腎>肝>全魚>腦>肌肉；兩暴露組組內(nèi)腸、鰓和腎中 Zn累積量相近且均顯著高于其它組織，肌肉中的Zn含量均顯著低于其它組織(P＜0.05)。
　　7、隨著水體Zn2+暴露濃度的升高，草魚實(shí)驗(yàn)魚體的肝、鰓、腎、腸、腦和肌肉等器官組織及全魚中的Zn累積量均

9、呈升高趨勢；高濃度Zn暴露組肝、鰓、腸、肌肉及全魚的Zn含量均顯著高于對照組(P＜0.05)，而腦Zn累積量在各組間無顯著性差異。草魚低濃度暴露組和高濃度暴露組魚體各組織中Zn的累積含量的順序均為：肝>腎>鰓>腸>全魚>腦>肌肉和肝>腸>鰓>腎>全魚>腦>肌肉；兩暴露組的肝中Zn含量均顯著高于其它組織(P＜0.05)，它們的鰓和腸的Zn累積量無顯著性差異，但顯著高于除肝外的其他組織Zn含量；肌肉中的Zn含量均顯著低于其他組織(P＜0.0

10、5)。
　　通過討論提出以下結(jié)論：
　　1、南方鲇皮膚產(chǎn)生的粘液會阻礙通過體表對 Zn的滲透吸收速率，相對于無粘液防滲機(jī)制的草魚，南方鲇魚體組織累積的Zn含量相對較少；同時，南方鲇的咳嗽行為可以清除鰓部異物，以保持鰓組織清潔，有利于在Zn暴露的脅迫下維持呼吸功能。因此，南方鲇皮膚粘液的防滲透機(jī)制和咳嗽行為可能是南方鲇耐受Zn毒性高于草魚的重要原因。
　　2、水體Zn2+暴露改變了南方鲇和草魚的能量利用模式，兩種魚在水體

11、Zn暴露時均需支出額外能量以供應(yīng)抗環(huán)境脅迫代謝過程的能量消耗，降低了魚體的蛋白質(zhì)或脂肪及能量累積的速率，導(dǎo)致其生長速度減緩。南方鲇優(yōu)先利用蛋白質(zhì)提供解毒所需額外能量，而草魚優(yōu)先利用脂肪提供該額外能量。
　　3、水體Zn2+主要通過鰓進(jìn)入魚體，經(jīng)血液循環(huán)后分布到魚體各器官組織，其中肌肉是Zn累積的“非活躍組織”，而且其含量受環(huán)境重金屬濃度的影響不明顯。這提示在野外工作調(diào)查中，不宜僅依靠魚體中的肌肉含量作為環(huán)境污染程度監(jiān)測的指標(biāo)。