銅（Cu）對(duì)咸水枝角類(lèi)蒙古裸腹溞（Moina monogolica Daday）的毒性效應(yīng)及其評(píng)價(jià)方法的研究.pdf

1、本論文是以國(guó)家科技部“973”計(jì)劃《中國(guó)典型河口-近海陸海相互作用及其環(huán)境效應(yīng)》的研究項(xiàng)目《河口-近岸環(huán)境污染調(diào)控對(duì)策及生態(tài)系統(tǒng)變異的趨勢(shì)預(yù)測(cè)》中的研究課題《河口一近岸生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法研究》(課題編號(hào)2002CB412409)為背景，根據(jù)河口與近海污染物調(diào)查方法，對(duì)長(zhǎng)江口水體重金屬進(jìn)行監(jiān)測(cè)；確定典型污染物重金屬銅(Cu)，并通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，按照ASTM毒性實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)程序，對(duì)符合ASTM篩選步驟與標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試生物蒙古裸腹溞(M

2、oinamonogolicaDaday)進(jìn)行毒性效應(yīng)的研究；從生物種群水平評(píng)價(jià)了重金屬銅(Cu)對(duì)測(cè)試生物M.monogolica的健康影響并得到安全閾值；以及通過(guò)銅(Cu)的不同吸收途徑對(duì)M.monogolica的毒性效應(yīng)進(jìn)行比較與對(duì)致毒機(jī)理的不同進(jìn)行探討，具體研究如下： 通過(guò)長(zhǎng)江口水體中的重金屬監(jiān)測(cè)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(jìn)行評(píng)價(jià)，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(zhǎng)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(zhǎng)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(lèi)分析的分類(lèi)還表明，在長(zhǎng)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(lèi)，Zn為單獨(dú)一類(lèi)，同一類(lèi)重金屬具有良好的相關(guān)性，說(shuō)明它們?cè)诤涌诰哂休^為相似的環(huán)境地球化學(xué)行為。 通過(guò)種群敏感度分布(SSDs)和非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法表明，銅(Cu)對(duì)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(shí)通過(guò)四種重金屬(Cd，Zn，Cu，Cr)對(duì)大型蚤(DaphniamagnaStraus)與M.monogolica的急性試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種生物對(duì)四種重金屬的敏感性具有較大差異；說(shuō)明我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的淡水毒性測(cè)試生物D.magna不適合用作評(píng)價(jià)如長(zhǎng)江口等咸水水體污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的測(cè)試生物；通過(guò)溶解源銅(DissolvedCopper)對(duì)M.monogolica的急性試驗(yàn)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(yàn)值(SMAV)相比較，表明M.monogolica在不同門(mén)綱(Phylum，Class)或者在相同門(mén)綱的不同種屬(Species)之間，生物敏感性都不遜色，說(shuō)明M.monogolica適合用來(lái)作為咸水水體銅(Cu)污染的測(cè)試生物。 通過(guò)水體中銅(WaterborneCopper)對(duì)M.monogolica的21-d慢性毒理試驗(yàn)表明，M.monogolica的存

6、活時(shí)間、生殖參數(shù)與種群參數(shù)等指標(biāo)或反應(yīng)終點(diǎn)均受到影響；慢性試驗(yàn)的EC50s與EC20s比急性試驗(yàn)指標(biāo)LC50更敏感；對(duì)平均產(chǎn)溞數(shù)、總繁殖數(shù)、rm與R0，其N(xiāo)OEC與LOEC分別為5.06及8.99μgCuL-1，并得到MATC為6.74μgCuL-1；對(duì)于存活時(shí)間，其N(xiāo)OEC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(yàn)指標(biāo)或反應(yīng)終點(diǎn)中，R0的EC20最為敏感，僅為3.82μ

7、gCuL-1；對(duì)M.monogolica的急慢性試驗(yàn)結(jié)果與長(zhǎng)江口各站位銅(Cu)的平均濃度相互比較，說(shuō)明如果M.monogolica等浮游動(dòng)物在長(zhǎng)江口某些銅(Cu)污染程度較嚴(yán)重的站位暴露時(shí)間足夠長(zhǎng)，其種群有可能受到脅迫并進(jìn)而影響其它生物種群；研究還表明，為了保護(hù)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(jìn)行污染物毒性測(cè)試試驗(yàn)，并用種群敏感性分布(SSDs)方法及慢性試驗(yàn)結(jié)果來(lái)取代安全系數(shù)或經(jīng)驗(yàn)常數(shù)得到各類(lèi)

8、水質(zhì)基準(zhǔn)。 通過(guò)Chlorellapyrenoidosa暴露于銅(Cu)的96h藻生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)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(jìn)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(duì)照組的低于檢測(cè)限升高至暴露于817.17μgCuL-1時(shí)的2355×10-16g/cell。

9、 通過(guò)食物源銅對(duì)M.monogolica的慢性毒性試驗(yàn)表明，試驗(yàn)早期階段由于食物質(zhì)量中營(yíng)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(yàn)中，食物源銅對(duì)M。monogolica的存活未產(chǎn)生顯著性影響，但隨著試驗(yàn)時(shí)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(lái)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(yàn)還表明重金屬的慢性毒性試驗(yàn)、水質(zhì)基準(zhǔn)的確立與評(píng)價(jià)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(duì)生物產(chǎn)生的毒性效應(yīng)；目前國(guó)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(yàn)中，當(dāng)微藻暴露于重金屬時(shí)，必須考慮藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的變化以及對(duì)攝食動(dòng)物種群健康產(chǎn)生的影響。 通過(guò)非參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析表明，溶解源與食物源銅(Dissolved

11、andDietaryCopper)對(duì)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(duì)生物具有不同致毒機(jī)理造成的。 本研究中食物源銅(DietaryCopper)對(duì)M.monogolica的慢性生態(tài)毒性試驗(yàn)的結(jié)論為BLM的運(yùn)用提供了一定的基礎(chǔ)，盡管目前已有將BLM運(yùn)用于銅的慢性試驗(yàn)預(yù)測(cè)中，但還僅僅限制于溶解源重金屬(DissolvedMetal)對(duì)淡水生物Daphniamagna，食物源重金屬對(duì)