城市污水廠尾水暴露后雙殼類文蛤的生化響應(yīng)特征研究.pdf

1、城市污水處理廠(STPs)尾水排放造成重金屬、表面活性劑、氯代烴、多環(huán)芳烴(PAHs)、某些藥物和內(nèi)分泌干擾物等微量污染物進(jìn)入受納水體中,成為水環(huán)境中化學(xué)污染物的重要來源。尾水納污海域由于污染物種類繁多,各污染物之間存在協(xié)同或拮抗效應(yīng),難以根據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法評(píng)估其綜合環(huán)境效應(yīng)。生物標(biāo)志物因其高度敏感性更符合指示海水微量污染的需要,且多種生物標(biāo)志物的綜合響應(yīng)有利于全面反映實(shí)際污染水平。
　　本研究以青島市李村河污水處理廠尾水

2、為研究材料,以青島常見雙殼類動(dòng)物文蛤(Meretrix meretrix)為指示生物,設(shè)置尾水海水體積比(EVR)0％、1%、5%、10%、20%五個(gè)梯度對(duì)文蛤進(jìn)行暴露培養(yǎng)15d,同步測(cè)定文蛤鰓和內(nèi)臟中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽還原酶(GR)、還原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、乙酰膽堿酯酶(AChE)、金屬硫蛋白(MTs)、7-乙氧基異吩惡唑酮脫乙基酶(EROD)、谷

3、胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)的活性(或含量)以及血淋巴卵黃原蛋白(Vtg)含量和血細(xì)胞溶酶體膜穩(wěn)定性(LMS)共12種生物標(biāo)志物隨暴露EVR和時(shí)間的響應(yīng)特征,根據(jù)響應(yīng)靈敏性及相關(guān)性分析結(jié)果,篩選適于指示青島李村河污水處理廠尾水生態(tài)毒性的生物標(biāo)志物,所得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)尾水暴露下,文蛤鰓和內(nèi)臟的SOD活性總體上呈現(xiàn)誘導(dǎo)效應(yīng);鰓CAT對(duì)尾水的響應(yīng)規(guī)律不強(qiáng),先后經(jīng)歷了初期的不變化、中期的抑制為主、后期的活性恢復(fù)甚至誘導(dǎo)三個(gè)階段

4、。內(nèi)臟 CAT活性始終受到尾水強(qiáng)烈抑制,且抑制程度隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng);鰓 GPx活性在暴露后期幾乎全部受到顯著抑制。內(nèi)臟GPx活性則在暴露期間普遍受到抑制。相關(guān)性分析表明,暴露期間內(nèi)臟GPx和CAT活性受到同步抑制;鰓GR活性先后經(jīng)歷了顯著抑制—回升(低EVR組出現(xiàn)誘導(dǎo))—顯著抑制(低 EVR組回落到對(duì)照水平)—大幅誘導(dǎo)的“兩降兩升”變化過程,表明受尾水抑制的鰓GR活性可恢復(fù)甚至達(dá)到較高活性。相反,內(nèi)臟GR活性在暴露中后期普遍受到

5、明顯抑制;與鰓 GSH含量在暴露中后期出現(xiàn)降低不同,內(nèi)臟GSH含量在大部分時(shí)間被顯著誘導(dǎo);暴露期間未見文蛤的鰓MDA顯著增加,而內(nèi)臟某些處理組MDA含量在中后期顯著增加。
　　(2)文蛤鰓和內(nèi)臟AChE活性均在第3、6、9、15d均表現(xiàn)出誘導(dǎo)效應(yīng),而在第12d時(shí)受到抑制;高濃度(EVR10%、20%)尾水暴露15d后,雄性文蛤血淋巴Vtg受到顯著誘導(dǎo),表明尾水中的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)能夠?qū)ξ母虍a(chǎn)生類雌激素效應(yīng)。但是,暴露初期Vtg的相對(duì)

6、不敏感性,使其在尾水污染海域的生物監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)不及其他生物標(biāo)志物(GPx等)。
　　(3)尾水的暴露培養(yǎng),特別是高EVR的情況下,使文蛤血細(xì)胞溶酶體穩(wěn)定性下降,甚至使文蛤個(gè)體出現(xiàn)病理特征;LMS對(duì)尾水污染物響應(yīng)敏感,可作為預(yù)警性生物標(biāo)志物應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè);文蛤鰓和內(nèi)臟 MTs對(duì)尾水污染物的響應(yīng)以誘導(dǎo)效應(yīng)為主;EVR10%處理組的鰓 MTs含量在整個(gè)暴露期間(3d~15d)均受到顯著誘導(dǎo)(P<0.05)。文蛤鰓和內(nèi)臟MTs含量均可

7、反映尾水污染物對(duì)文蛤的脅迫作用,且鰓MTs更為敏感。
　　(4)文蛤鰓EROD活性在第3d、6d、12d、15d均受到抑制,在第9d時(shí)四個(gè)處理組均被顯著誘導(dǎo)。內(nèi)臟EROD活性在整個(gè)培養(yǎng)期間(除第12d外與對(duì)照組差異不顯著外)均受到抑制,無誘導(dǎo)現(xiàn)象;文蛤鰓GST活性在第3d、9d、15d均表現(xiàn)出誘導(dǎo)效應(yīng)。除在第15d時(shí)內(nèi)臟GST活性大幅上揚(yáng)外,第3~12d各處理組均表現(xiàn)出“拋物線型”的時(shí)間效應(yīng);在暴露培養(yǎng)的第12d,鰓和內(nèi)臟GST活

8、性均以抑制效應(yīng)為主。
　　(5)文蛤鰓中的 GSH、GPx、MTs、GR,內(nèi)臟中的 CAT、GPx、MDA及血細(xì)胞LMS均符合顯著變化的頻率高且與尾水EVR具有明確的劑量-效應(yīng)關(guān)系的篩選原則,適合作為指示尾水污染的生物標(biāo)志物。
　　(6)在研究期間,文蛤鰓組織未受到 EVR1%~20%尾水的氧化損傷,內(nèi)臟組織在EVR5%、10%下受氧化損傷;EVR10%、20%均可對(duì)文蛤產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾;EVR1%~20%均可使文蛤血細(xì)胞溶酶