銅（Cu）對咸水枝角類蒙古裸腹溞（Moina monogolica Daday）的毒性效應(yīng)及其評價方法的研究.pdf

1、本論文是以國家科技部“973”計劃《中國典型河口-近海陸海相互作用及其環(huán)境效應(yīng)》的研究項目《河口-近岸環(huán)境污染調(diào)控對策及生態(tài)系統(tǒng)變異的趨勢預(yù)測》中的研究課題《河口一近岸生態(tài)系統(tǒng)健康評價標(biāo)準(zhǔn)與評價方法研究》(課題編號2002CB412409)為背景，根據(jù)河口與近海污染物調(diào)查方法，對長江口水體重金屬進行監(jiān)測；確定典型污染物重金屬銅(Cu)，并通過室內(nèi)模擬實驗，按照ASTM毒性實驗標(biāo)準(zhǔn)程序，對符合ASTM篩選步驟與標(biāo)準(zhǔn)的測試生物蒙古裸腹溞(M

2、oinamonogolicaDaday)進行毒性效應(yīng)的研究；從生物種群水平評價了重金屬銅(Cu)對測試生物M.monogolica的健康影響并得到安全閾值；以及通過銅(Cu)的不同吸收途徑對M.monogolica的毒性效應(yīng)進行比較與對致毒機理的不同進行探討，具體研究如下： 通過長江口水體中的重金屬監(jiān)測表明，以GB3097-97海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為參照，就各重金屬平均濃度進行評價，Zn和Pb屬于中度污染，Cu屬于輕度(中度)污染，Cd

3、屬于較清潔水平，Cr為清潔水平；長江口水體中重金屬濃度在垂直層面與各站位重金屬污染指數(shù)(MPI)變化大，表明長江口水域的污染水平不均衡；相關(guān)性分析和指標(biāo)(R型)聚類分析的分類還表明，在長江口水體重金屬污染中，Cu與Pb，Cd與Cr分別屬于較為接近的一類，Zn為單獨一類，同一類重金屬具有良好的相關(guān)性，說明它們在河口具有較為相似的環(huán)境地球化學(xué)行為。 通過種群敏感度分布(SSDs)和非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法表明，銅(Cu)對咸水生物和淡水生

4、物的毒性效應(yīng)具有顯著性區(qū)別；同時通過四種重金屬(Cd，Zn，Cu，Cr)對大型蚤(DaphniamagnaStraus)與M.monogolica的急性試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，兩種生物對四種重金屬的敏感性具有較大差異；說明我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的淡水毒性測試生物D.magna不適合用作評價如長江口等咸水水體污染物對生態(tài)環(huán)境影響的測試生物；通過溶解源銅(DissolvedCopper)對M.monogolica的急性試驗值24，48hLC50(1.5

5、4.21與106.07μgCu.L-1)與其它咸水生物種群平均急性試驗值(SMAV)相比較，表明M.monogolica在不同門綱(Phylum，Class)或者在相同門綱的不同種屬(Species)之間，生物敏感性都不遜色，說明M.monogolica適合用來作為咸水水體銅(Cu)污染的測試生物。 通過水體中銅(WaterborneCopper)對M.monogolica的21-d慢性毒理試驗表明，M.monogolica的存

6、活時間、生殖參數(shù)與種群參數(shù)等指標(biāo)或反應(yīng)終點均受到影響；慢性試驗的EC50s與EC20s比急性試驗指標(biāo)LC50更敏感；對平均產(chǎn)溞數(shù)、總繁殖數(shù)、rm與R0，其NOEC與LOEC分別為5.06及8.99μgCuL-1，并得到MATC為6.74μgCuL-1；對于存活時間，其NOEC與LOEC則分別為8.99及16.29μgCuL-1，并得到MATC為12.1μgCuL-1；在所有慢性試驗指標(biāo)或反應(yīng)終點中，R0的EC20最為敏感，僅為3.82μ

7、gCuL-1；對M.monogolica的急慢性試驗結(jié)果與長江口各站位銅(Cu)的平均濃度相互比較，說明如果M.monogolica等浮游動物在長江口某些銅(Cu)污染程度較嚴(yán)重的站位暴露時間足夠長，其種群有可能受到脅迫并進而影響其它生物種群；研究還表明，為了保護生態(tài)系統(tǒng)中95％的生物健康及提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)相關(guān)性，建議最好用本地生物進行污染物毒性測試試驗，并用種群敏感性分布(SSDs)方法及慢性試驗結(jié)果來取代安全系數(shù)或經(jīng)驗常數(shù)得到各類

8、水質(zhì)基準(zhǔn)。 通過Chlorellapyrenoidosa暴露于銅(Cu)的96h藻生長抑制試驗得到ErC50及95％置信限濃度分別為509.12和388.68-629.56μgCuL-1，并在此基礎(chǔ)上進行食物源銅(DietaryCopper)的制備，Chlorellapyrenoidosa的銅濃度(負(fù)荷)隨著所暴露的銅濃度增加而由對照組的低于檢測限升高至暴露于817.17μgCuL-1時的2355×10-16g/cell。

9、 通過食物源銅對M.monogolica的慢性毒性試驗表明，試驗早期階段由于食物質(zhì)量中營養(yǎng)物質(zhì)高度不飽和脂肪酸(PUFA)濃度的變化，M.monogolica的第一胎產(chǎn)溞并未表現(xiàn)出致毒效應(yīng)；盡管21d慢性毒性試驗中，食物源銅對M。monogolica的存活未產(chǎn)生顯著性影響，但隨著試驗時間的增加，由于生物累積銅的量逐步遞增，M.monogolica的平均產(chǎn)溞數(shù)與產(chǎn)溞率從第二胎后逐步下降且下降幅度越來越大，最終導(dǎo)致繁殖參數(shù)如總產(chǎn)溞數(shù)的下降

10、，影響了M.monogolica的種群健康；試驗還表明重金屬的慢性毒性試驗、水質(zhì)基準(zhǔn)的確立與評價規(guī)范的建立都必須考慮食物源重金屬累積的部分以及對生物產(chǎn)生的毒性效應(yīng)；目前國際上正在研究將食物源重金屬(DietaryMetal)毒性效應(yīng)納入BLM模型，因此本研究表明食物源重金屬毒性試驗中，當(dāng)微藻暴露于重金屬時，必須考慮藻細(xì)胞營養(yǎng)價值的變化以及對攝食動物種群健康產(chǎn)生的影響。 通過非參數(shù)統(tǒng)計分析表明，溶解源與食物源銅(Dissolved

11、andDietaryCopper)對M.monogolica的毒性效應(yīng)具有顯著性區(qū)別，這可能是由于不同的重金屬吸收途徑對生物具有不同致毒機理造成的。 本研究中食物源銅(DietaryCopper)對M.monogolica的慢性生態(tài)毒性試驗的結(jié)論為BLM的運用提供了一定的基礎(chǔ)，盡管目前已有將BLM運用于銅的慢性試驗預(yù)測中，但還僅僅限制于溶解源重金屬(DissolvedMetal)對淡水生物Daphniamagna，食物源重金屬對