混合暴露条件下菲律宾蛤仔不同组织对几种重金属的富集与释放特征

应用双箱动力学模型模拟了菲律宾蛤仔在Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Hg和As 7种重金属混合暴露条件下,内脏团、鳃、斧足及基部和外套膜组织对重金属的生物富集与释放实验,并通过非线性拟合得到菲律宾蛤仔各组织对7种重金属的富集速率常数k1、排出速率常数k2、生物富集系数BCF、生物半衰期B1/2、富集平衡时生物体内重金属含量CAmax等动力学参数。结果表明,1)重金属在菲律宾蛤仔不同组织器官中的富集具有选择性,理论平衡状态下,Cu、Cd、As、Pd在各组织的含量分布(CAmax):内脏团斧足及基部鳃外套膜;Cr分布规律(CAmax):内脏团鳃斧足及基部外套膜;Hg分布规律(CAmax):斧足及基部外套膜鳃内脏团;Zn分布规律(CAmax):斧足及基部鳃外套膜内脏团。2)菲律宾蛤仔对不同重金属的富集系数存在显著差异(P0.05),对Cu富集程度最高,其富集系数范围为1514.0-4818.0;其次是Cd和Hg,富集系数范围分别为104.5-975.4,255.9-447.4;As、Cr、Pb、Zn离子在菲律宾蛤仔体内富集程度较低,其富集系数均在300以内。3)菲律宾蛤仔对重金属的释放能力较差,双箱动力学模型可较好地反映混合暴露条件下菲律宾蛤仔对重金属的富集特征,但不适合对其释放特征进行描述。     

菲律宾蛤仔对6种重金属的生物富集动力学

以菲律宾蛤仔为实验生物,应用半静态双箱模型室内模拟了菲律宾蛤仔对混合暴露条件下6种重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As的生物富集实验,通过对菲律宾蛤仔体内重金属含量变化进行非线性拟合,得到其对重金属的生物富集系数、生物富集动力学参数。结果表明,到富集实验结束时菲律宾蛤仔对高、中浓度组中Cu、Zn、Pb和Cd的生物富集系数分别是66.99、18.49、57.11、25.81和72.46、35.72、117.91、41.83,对其低浓度组中Hg和As的富集规律不明显;吸收速率常数k1及生物富集系数均随外部水体金属浓度的增加而减少;通过生物富集系数发现,菲律宾蛤仔对4种重金属的富集能力由大到小为Pb>Cu>Cd>Zn;通过χ2及F检验发现,生物双箱动力学模型可较好反映混合暴露条件下菲律宾蛤仔对重金属的富集特征。     

重金属在小球藻-菲律宾蛤仔食物链上的传递与累积

在受控实验条件下,模拟了重金属铜、铅、镉在海水-小球藻-菲律宾蛤仔食物链中的累积和传递,测定了小球藻、菲律宾蛤仔对铜、铅、镉的富集系数以及铜、铅、镉在小球藻-菲律宾蛤仔食物链上的传递系数。结果显示,随着海水中重金属浓度的增加,小球藻、菲律宾蛤仔体内的重金属含量逐渐增大,小球藻对铜、铅、镉离子的富集系数变化范围分别为1626～3161、3295～7799、5438～9313;蛤仔对Cu、Pb、Cd的富集系数变化范围分别为364～821、1089～1936、245～736;生物传递因子变化范围分别为0.22～0.26、0.25～0.46、0.03～0.14。在本实验条件下,小球藻对Cu、Pb、Cd的富集系数远大于菲律宾蛤仔,Cu、Pb、Cd在小球藻-菲律宾蛤仔食物链上没有明显的生物放大效应。     

基于双壳贝类的多环芳烃生物标志物检测技术的研究

本实验检测了暴露于不同浓度多环芳烃(PAHs)中菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃丝和消化盲囊的几项解毒代谢指标(AHH、GST、GSH、SOD)和观察了DNA损伤的变化。苯并(a)芘{B[a]P}的浓度设置为0、0.01、0.2μg/L。结果表明,B[a]P对菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊AHH、GST、SOD等酶活力和GSH含量均具有显著的诱导作用(P0.05),并且呈现出明显的时间和剂量效应特征。鳃丝和消化盲囊中各指标具有相似的变化规律:在染毒实验过程中,AHH活力被诱导升高,被诱导程度与暴污浓度呈现正相关;GST活力和GSH含量先表现为被诱导升高,之后被抑制并且被抑制程度与B[a]P浓度相关;SOD活力呈现一定的峰值变化,在3 d时达到最大值,之后被抑制;DNA单链断裂水平也被显著诱导,被诱导程度与暴污浓度呈现正相关。暴露于PAHs的菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊的AHH、GST、SOD活力和GSH含量的变化反映了机体的解毒代谢过程和能力,而DNA单链断裂水平则直接反映了机体的氧化损伤程度,两者构成综合生物标志物,可准确反映PAHs对菲律宾蛤仔的毒性效应。     

菲律宾蛤仔对急性海水酸化和重金属(Cu和Cd)胁迫的生理响应

为研究海水酸化和重金属污染物对滩涂贝类的联合影响,采用静态急性毒性实验方法,以自然海水(pH 8.2)为对照,研究了不同酸化条件下(pH 7.7和7.3),菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)耗氧率(OR)、滤水率(FR)和心率对重金属Cu (0、0.06和0.60 mg/L)和Cd (0、0.03和0.30 mg/L)胁迫的生理响应。结果显示,Cu胁迫显著降低了蛤仔的OR和FR (P<0.05),随胁迫时间的延长,蛤仔心率显著下降(P<0.05)。Cd胁迫对蛤仔OR和FR无显著影响(P>0.05),但在0.30 mg/L Cd胁迫下,随着时间的增加,蛤仔心率显著升高(P<0.05)。pH 7.7和7.3两种酸化胁迫对蛤仔的OR和FR无显著影响(P>0.05),但在pH 7.3的海水中,蛤仔心率出现短暂下降并快速恢复的现象。研究表明,蛤仔短期暴露于Cu、Cd或酸化海水中均会影响其生理功能,影响程度排序为Cu>Cd>pH。实验中未发现短期海水酸化与Cu或Cd对菲律宾蛤仔存在联合毒性效应。本研究分析了菲律宾蛤仔响应海水酸化和重金属胁迫的机制,同时探讨了把贝类心率作为环境胁迫指标的可行性。     

广东沿海贝类4种重金属含量分析和评价

根据2007年6～9月对广东沿海4种贝类养殖区90个样品的检测结果，研究了贝类体内重金属的含量和累积，对贝类的质量安全进行评价。结果表明：（1）菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum体内含量大小顺序为铜（Cu）〉镉（Cd）〉铬（Cr）〉铅（Pb），太平洋牡蛎Crassostreagigas和近江牡蛎C．rivularis的大小顺序都是Cu〉Cd〉Pb〉Cr，而翡翠贻贝Pernaviridis的大小顺序则是Cu〉Pb〉Cd〉Cr；（2）菲律宾蛤仔、太平洋牡蛎和翡翠贻贝未受重金属污染，但部分近江牡蛎体中Cd和Cu含量已超过中国农业行业标准“无公害食品：水产品有毒有害物质限量”标准，应该引起重视。     

4种海洋贝类对海水中铜(Cu)的富集能力

为研究4种海洋贝类(泥蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、单齿螺)对海水中铜(Cu)的富集效应。设置Cu浓度分别为0.015、0.020、0.025、0.035、0.065和0.115 mg/L 6个试验组,采用半静水法进行泥蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、单齿螺对海水中Cu的富集试验,分别在0、1、3、5、10、15、20、25、30 d取出部分贝类用微波消解—原子吸收光谱法测定Cu含量。结果表明:4种贝类均对Cu表现出了一定的富集效应,单壳类对Cu的富集效应明显大于双壳类。水体中Cu浓度达到0.035 mg/L时,泥蚶和单齿螺对Cu的富集效应明显。水体中Cu浓度达到0.025 mg/L时,菲律宾蛤仔和缢蛏对Cu富集明显。贝类体内Cu含量总体上随水体中Cu含量增加而增加,但当水体中Cu浓度在某个浓度点时,贝类体内的Cu含量反而有个低点。这一低点对于泥蚶为0.025 mg/L、对于菲律宾蛤仔和单齿螺为0.035 mg/L,缢蛏并不明显。贝类体内Cu含量总体上随富集时间的增加而增加。在3～5 d时,贝类体内Cu含量明显降低,在5～10 d后Cu含量又继续增加。同时,实验还进一步探讨了贝类对重金属的富集机制,比较了不同贝类对重金的富集能力。     

锐钛型纳米二氧化钛对河蚬氧化应激的影响

为评价纳米二氧化钛（TiO2-NPs）对河蚬（Corbicula fluminea）的毒性效应,采用5、50、100 mg/L浓度锐钛型TiO2-NPs对河蚬暴露处理24 h、48 h、96 h和192 h,测定其鳃、消化腺和斧足肌肉组织中钛含量以及谷胱甘肽S转移酶（GST）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性。结果表明：（1）在相同暴露时间下,河蚬3种组织的平均钛含量均显著上升并高于空白对照组（P<0.05）;随暴露时间延长,消化腺和斧足肌肉中平均钛含量总体上呈上升趋势,且消化腺中钛含量高于斧足组织,而低、中浓度组鳃组织平均钛含量处于较稳定水平;暴露24～192 h,鳃、消化腺和斧足肌肉中平均钛含量分别为0.73～3.50、2.88～32.37、1.15～3.11 μg/g;（2）在暴露初期,河蚬3种组织的GST活性不同程度上升;随暴露时间延长,鳃和消化腺中GST活性先显著下降、后上升,斧足肌肉中GST活性呈现逐步下降趋势;暴露24～192 h,鳃、消化腺和斧足肌肉中GST活性分别为97.39～371.44、164.92～837.22、63.39～247.75 U/mg;（3）暴露24 h后,3个浓度组河蚬鳃和斧足肌肉中SOD活性均明显上升,低浓度组消化腺SOD活性也显著上升;随暴露时间延长,3种组织中SOD活性均呈现逐渐下降趋势,且SOD活性下降幅度与处理浓度呈正相关;暴露24～192 h,鳃、消化腺和斧足肌肉中SOD活性分别为7.68～27.05、3.63～16.92、4.25～43.08 U/mg。研究表明,3种浓度TiO2-NPs暴露导致钛在河蚬体内显著富集并引起氧化应激反应,其对河蚬具有明显的毒性效应。     

Cd2+对缢蛏谷胱甘肽硫转移酶、磷酸酶活性的影响

通过重金属暴露法,研究了不同质量浓度Cd2+（0.005、0.025、0.05、0.1 mg/L）在168 h内对缢蛏消化腺和鳃组织谷胱甘肽硫转移酶（GST）、酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（AKP）活性的影响。结果显示,Cd2+对两种组织GST活性均有激活作用,且高浓度比低浓度更易快速诱导其活性,但在暴露的后期（>96 h）,两个较高浓度组（0.05、0.1 mg/L）GST活性均出现下降;两种组织的ACP活性（鳃组织0.005 mg/L组除外）在暴露的6h即被显著诱导,并表现出剂效关系,但高浓度组更快达到峰值后就持续下降,于暴露中后期（>72 h）被不同程度抑制;消化腺（0.005 mg/L浓度组除外）和鳃AKP活性在暴露168 h内均表现出“抑制-诱导-抑制”的规律,并且较高浓度组活性反而比低浓度组更易被激活,各组AKP活性被诱导达到最高值后就持续下降直至被再次抑制。Cd2+在低浓度水平下即能引起缢蛏两种组织的GST、ACP、AKP活性变化,表明Cd2+的胁迫可对缢蛏机体的解毒体系和新陈代谢产生影响。     

菲律宾蛤仔对阿特拉津的富集与消除规律

采用半静态水质接触染毒法,研究了菲律宾蛤仔对养殖海水中阿特拉津的富集和消除规律。在水温(20±1)℃,阿特拉津暴露浓度分别为1.0、10.0和200μg/L的养殖海水中,菲律宾蛤仔中阿特拉津含量随暴露浓度的升高而逐步增加,二者之间呈显著正相关关系。在3个暴露组中,菲律宾蛤仔对阿特拉津的富集表现为随着时间的推移先增加后降低,而后维持在某一含量水平(分别为5.2、30.5和420.1μg/kg),仅产生小幅波动。3个暴露浓度下,菲律宾蛤仔中阿特拉津含量分别在第4天、第4天和第2天达到富集最大值,最大富集系数分别为15.4、6.15、3.56。在消除实验中,菲律宾蛤仔中阿特拉津含量迅速下降,3个实验浓度下降到低于检出限的时间分别为1、4和8 d。结果表明,菲律宾蛤仔对阿特拉津具有快速富集和快速消除能力,本研究可为海水贝类食品安全和海洋环境保护提供理论依据。     

褶牡蛎对水体中重金属铜和镉的富集动力学特性

以褶牡蛎Crassostrea plicatula为研究对象,应用半静态双箱模型室内模拟了大、小两种规格褶牡蛎对重金属Cu、Cd的生物富集释放过程.通过对富集与释放阶段褶牡蛎体内重金属含量变化进行非线性拟合,得到了褶牡蛎对重金属Cu、Cd的生物富集曲线及富集动力学参数.结果表明,1)富集阶段褶牡蛎对Cu、Cd的生物富集系数BCF及吸收速率常数k1随着外部水体中重金属暴露浓度的增大而减少,理论平衡状态下生物体内重金属含量随外部水体中重金属暴露浓度的增大而增大;2)释放阶段褶牡蛎对重金属Cu、Cd的吸收速率常数k1随富集阶段外部水体中Cu、Cd暴露浓度的增大而减小,褶牡蛎体内Cu的生物学半衰期B1/2随富集阶段外部水体中Cu暴露浓度的增大而延长,Cd的生物学半衰期与Cd暴露浓度的关系无明显规律性;3)褶牡蛎对Cu的富集能力和排出能力均强于Cd;4)大规格褶牡蛎对Cu、Cd的富集能力均强于小规格,而褶牡蛎规格大小对于其体内Cu、Cd的排出作用的影响不显著.     

2种淡水蚌类对水环境中Cu、Zn和Cd的去除与累积

2007年10月,在室内模拟条件下初步研究了成年背角无齿蚌和三角帆蚌对水环境中的Cu、zn和cd的去除与累积.随着暴露时间的延长,2种淡水蚌在不同重金属浓度处理下.对水体中Cu、Zn、Cd的去除率均呈下降趋势.相同重金属浓度处理下,背角无齿蚌对水体中Cu、Zn、Cd的去除率分别为三角帆蚌的1.2、1.9、1.5倍.统计分析结果表明,淡水蚌种类、重金属浓度、蚌不同组织对其体内Cu、Zn、cd含量的影响均存在显著效应(P<0.05).2种淡水蚌各组织对Cu、Zn、Cd的富集系数平均值均随处理中重金属浓度的增加而下降,且不同浓度处理下淡水蚌鳃对Cu、Zn,Cd的富集系数平均值远高于足、外套、壳.     

重金属离子对菲律宾蛤仔呼吸代谢的影响

菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）是我国沿海重要的滩涂养殖贝类之一。国外专家学者对滤食性生物耗氧率做过较多的研究，而重金属离子对水生生物影响研究报道较少。本文通过测量耗氧量来探讨不同浓度的Cd^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋对菲律宾蛤仔呼吸代谢的影响，旨在为研究水体中重金属污染生物机理和贝类能量学提供依据，所得结果可作为选择蛤仔养殖滩涂底质的重要依据，并有助于养殖过程中科学管理，提高滩涂养殖种类的质量和产量。     

水体中锌与镉在中华绒螯蟹体内吸收蓄积的相互作用

在实验室条件下,采用混合体系暴露和顺次暴露的方法,研究了Zn与Cd在中华绒螯蟹各组织器官(鳃、肝胰腺、肌肉)吸收和蓄积过程中的相互关系。结果表明,Zn与Cd的相互作用受暴露浓度、组织器官和暴露次序的影响表现出不同的效应。混合暴露体系中,Zn与Cd在肝胰腺中表现出明显的协同效应;鳃中,低浓度暴露,表现出协同,高浓度暴露,表现出拮抗;肌肉中没有明显的规律。顺次暴露体系中,各组织器官中Zn和Cd的含量与混合暴露体系相比明显减少(P<0.05)。另外,Cd的加入,会减少Zn预暴露体系中中华绒螯蟹鳃和肝胰腺中Zn的含量,且Zn含量与Cd暴露浓度成反相关;肌肉中Zn变化不明显。Zn的加入,会增加Cd预暴露体系中中华绒螯蟹鳃、肝胰腺和肌肉中Cd的含量,且肝胰腺和肌肉中Cd含量与Zn暴露浓度成正相关。     

环境因子对菲律宾蛤仔生理生态影响的研究现状

1菲律宾蛤仔及其养殖现状概述 菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）俗称花蛤、沙蚬子、蚬仔,属瓣鳃纲,真瓣鳃目,异齿亚目,帘蛤科,缀锦亚科,蛤仔属,属于广温、广盐性品种。菲律宾蛤仔的肉味鲜美,营养丰富,且养殖周期短,     

菲律宾蛤仔养殖对底质AVS影响的模拟实验

采用模拟实验方法，研究了菲律宾蛤仔养殖对底质酸挥发硫的影响，分析了酸挥发硫与其他底质环境因子的关系。结果表明，菲律宾蛤仔养殖会增加底质中酸挥发硫的含量，而且酸挥发硫含量随养殖密度增加而升高；与酸挥发硫密切相关的环境因素有底质温度、氧化还原电位（Eh）值、有机物（OM）含量、Fe^3＋／Fe^2＋比值、硫酸盐还原菌（SRB）数量；菲律宾蛤仔的养殖导致沉积物中SEM和AVS的比值小于1，束缚了重金属的生物活性或生物毒性。     

塔玛亚历山大藻对中国明对虾肝胰腺和鳃SOD、GST和MDA的影响

本文选择在我国分离得到的一株能典型产生麻痹性贝毒(PSP,Paralytic Shellfish Poison)的有毒赤潮甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense,ATHK株),研究其是否能通过引发中国明对虾的脂质过氧化作用, 使机体产生过多活性氧自由基, 导致氧化损伤而发挥其毒性作用。塔玛亚历山大藻粗提液经肌肉注射方式染毒中国明对虾,于染毒后1、3、6、12、24和48 h 测定肝胰腺和鳃SOD,GST活力和MDA含量的影响。结果显示,染毒后 1-6 h, 对虾肝胰腺和鳃组织SOD,GST酶活力均增加,12和48h鳃组织的上述指标受到抑制。对虾肝胰腺MDA含量除1h外未见明显改变,鳃中MDA含量随时间增加呈升高趋势。研究表明：塔玛亚历山大藻粗提液在中国明对虾体内代谢过程中能诱导对虾产生活性氧自由基,塔玛亚历山大藻粗提液能诱导MDA含量增加,降低SOD和GST活力,能够引发鳃的脂质过氧化,对鳃造成氧化损伤。     

胶州湾菲律宾蛤仔的污染现状和大肠菌群净化研究

2003年 4~10月间，对山东省胶州湾内 6个采样点分 4次采集的菲律宾蛤仔 (Ruditapes philippinarum)进行了 Pb、As、Cu、Cd、Hg及大肠菌群的调查分析。结果显示，重金属离子的含量基本符合标准，但大肠菌群普遍超标。针对这一问题，提出应对超标的菲律宾蛤仔采取先净化后上市的措施，以提高菲律宾蛤仔的食用安全。     

联苯菊酯对菲律宾蛤仔肝胰腺细胞DNA损伤的初探

为了评价联苯菊酯的遗传毒性,研究了不同浓度联苯菊酯对菲律宾蛤仔肝胰腺细胞DNA的损伤作用。研究分别在0.05、0.10、0.15、0.20 mg/L联苯菊酯暴露25 d后,取菲律宾蛤仔肝胰腺细胞并用单细胞凝胶电泳(彗星实验)进行分析,以彗尾DNA相对含量(TDNA%)、彗星尾长(TL)、Olive尾矩(OTM)和拖尾率(TR)作为DNA损伤的指标,实验结果表明:与空白对照组相比,各处理组菲律宾蛤仔肝胰腺细胞DNA均有不同程度的损伤且各检测指标值均显著增加(P0.05);随着联苯菊酯浓度的增加,各检测指标均呈规律性的增长趋势,具有高度的相关性(r0.99),表现出良好的剂量效应关系。评价彗星实验较好的检测指标为彗尾DNA相对含量和Olive矩,实验获得的多元回归方程具有显著的统计学意义(P0.01),可以有效地推断联苯菊酯对菲律宾蛤仔的染毒毒性浓度。     

重金属在鲫幼鱼组织中的积累与分布

研究了安全浓度的混合重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)和镉(Cd)污染物在鲫幼鱼组织中短期的积累和分布。实验结果表明:Cu、Zn、Cd和Cr4种重金属之间的联合作用为毒性剧增的协同作用。Cd和Cr在鲫鱼的鳃和肝脏中有极明显的积累(P<0.01),在肌肉中的积累并不明显。除在暴露的12h和24h时观察到Zn在肝脏中有较明显的积累(P<0.05)外,Cu和Zn暴露期间在鱼体各组织中无明显的积累。观察到Cd、Cr和Zn3种重金属的暴露初期,在肝脏中都可见到一个积累高峰,而后又有所下降,推断这与混合重金属间的相互作用有关,也可能与肝脏中金属硫蛋白(MT)的解毒功能有关。Cd和Cr在鳃和肝脏中分别属中度和轻度富集重金属,而Zn在肝脏中属中度富集重金属。