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。     

菲律宾蛤仔对石油烃的污染动力学和阈值研究

以食用菲律宾蛤仔为研究对象,采用半静态动力学富集实验方法,探讨双壳贝类对石油烃的污染动力学特征。结果表明:经过4d石油烃在贝体和水环境之间达到稳态平衡;生物富集系数(BCF)为545;浓度为0.068 mg/L的石油烃水体组,富集平衡后贝体内的石油烃含量高于贝体内的石油烃异味阈值(25~30mg/kg)。参考USEPA、GB18421-2001等关于双壳贝类中石油烃限量的规定,根据石油多环芳烃的毒力机理,把菲律宾蛤仔对石油烃污染的安全阈值定为0.03~0.05mg/L较为合理。     

南海LH原油和0~#柴油对3种海水增养殖生物的急性毒性研究

采用半静水法进行了南海原油和0#柴油对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、翡翠贻贝(Perna viridis)和菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的急性毒性试验。南海LH原油乳化液、0#柴油乳化液和0#柴油分散液对凡纳滨对虾的96 h半致死安全质量浓度(LC50)分别为3.25 mg·L-1、3.17 mg·L-1和2.40 mg·L-1,其对应的安全阈值分别为0.33 mg·L-1、0.32 mg·L-1和0.24 mg·L-1;南海LH原油乳化液和0#柴油乳化液对菲律宾蛤仔的96 hLC50分别为15.93 mg·L-1和8.74 mg·L-1,对应安全阈值分别为1.59 mg·L-1和0.87 mg·L-1;0#柴油乳化液对翡翠贻贝的96 h-LC50为28.90 mg·L-1,安全阈值为2.89 mg·L-1。     

三疣梭子蟹体内苯并[a]芘的富集动力学

采用半静态双箱动力学模型研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的生物富集,通过对富集与排出过程中三疣梭子蟹体内BaP的动态监测,并对监测结果进行非线性曲线拟合,得到三疣梭子蟹的吸收速率常数K1、排出速率常数K2、生物富集因子BCF、富集平衡浓度CAmax、生物学半衰期B1/2等动力学参数;拟合结果得到BaP的各动力学参数分别如下:K1为14.67~26.08、K2为0.09~0.14、CAmax为9.31~73.35、BCF为163.00~196.29、B1/2为4.95~7.70 d。对模型的拟合优度检验结果显示,在BaP暴露条件下三疣梭子蟹对BaP的生物富集数据符合双箱动力学模型,模型的拟合优度良好。比较结果得出:三疣梭子蟹对不同浓度的BaP吸收速率常数K1及生物富集系数BCF基本随外界水体中暴露浓度的增加而降低;排出速率常数K2与外界水体暴露浓度无明显关系;理论平衡条件下生物体内BaP含量CAmax随着外界水体中BaP暴露浓度的增加而增大,且基本成正相关。实验结果表明BaP暴露条件下双箱动力学模型在一定条件下是可以应用于三疣梭子蟹的富集动力学研究的。     

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。     

菲律宾蛤仔养殖水体中大肠菌群安全限量的研究

在不同大肠菌群含量的养殖水体中,通过菲律宾蛤仔对大肠菌群的富集研究,发现菲律宾蛤仔对大肠菌群的富集量随着大肠菌群在养殖水体中含量的升高而增大,推导出的富集量公式为y=0.9254x2+17.366x-123.77。参照CAC、91/492/EEC和NSSP的标准,通过相关换算及与国内标准对比,建议菲律宾蛤仔养殖水体中大肠菌群的安全限量定为≤70cfu/100ml,生食菲律宾蛤仔养殖水体中大肠菌群的安全限量定为≤14cfu/100ml。     

菲律宾蛤仔养殖水体中大肠杆菌安全限量的研究

研究了在不同大肠杆菌含量的养殖水体中菲律宾蛤仔对大肠杆菌的富集情况,结果是,菲律宾蛤仔对大肠杆菌的富集量随着大肠杆菌在养殖水体中含量的升高而增大,从而推导出富集量公式y=0.9254x2 17.366x-123.77。参照CAC、91/492/EEC和NSSP的标准,通过相关换算,再与国内标准进行对比,建议将菲律宾蛤仔养殖水体中大肠杆菌的安全限量定为≤70MPN/100mL,将供生食的菲律宾蛤仔养殖水体中大肠杆菌的安全限量定为≤14MPN/100mL。     

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。     

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。     

基于叶绿素a时空分布的胶州湾菲律宾蛤仔养殖容量评估

2017年7月~2019年4月期间，本研究采用大面观测、现场模拟实验与生长情况跟踪相结合的手段，基于Dame指标和Herman模型估算了胶州湾菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的养殖容量。结果显示，调查期间，胶州湾水体的叶绿素a浓度为2.09~4.28 mg/m3，均值为3.07 mg/m3；不同规格(壳长2.29~3.59 cm)的菲律宾蛤仔单位个体的平均滤水率为0.45 L/(h?ind.)，单位重量菲律宾蛤仔的平均滤水率为2.52 L/(g?h)；菲律宾蛤仔1龄、2龄和3龄的平均干重分别为0.18、0.30和0.42 g；胶州湾的水团停留时间为52 d，初级生产时间为1.58 d，贝类滤水时间为2.09 d；1龄、2龄和3龄蛤仔的养殖容量分别为637、378和272 ind./m2。目前，菲律宾蛤仔养殖量已超过养殖容量，建议若以2龄蛤为采捕对象，适宜的播苗密度为582 ind./m2；若以3龄蛤为采捕对象，适宜的播苗密度为789 ind./m2。本研究结果可为保障胶州湾菲律宾蛤仔养殖产业的绿色高质量发展提供理论依据和数据支撑。     

紫贻贝对石油烃的生物富集动力学参数的测定

应用Ｂanerjee(1984)实验方法，即通过水体中化合物浓 化间接测定由于生物富集所产生的生物体内石油烃浓度变化，在此基础上建立了生物富集双箱动力学模型，根据该模型可以简单方便地测定洋经济贝类对石油烃的生物富集动力参数，应用该方法实验测定了紫贻贝（Ｍytilusedulis)对３种石油烃（０号此油，９０号汽油，大港原油）的吸收速率常数Ｋ１，释放速率常数Ｋ２和生物富集因子ＢＣＦ等毒性动力学参数，其中k1为１５.4-119.0d,k2为0.010-0.043/d,BCF为７２３－３８７６，结果表明，紫贻贝对３种不同来的石油烃的毒性动力参数存在较大的差异，其中ＢＣＦ大小顺序为：紫油＞汽油＞原油，这可能主要是由于紫油中所含的两环，三环芳径（如萘，菲等化合物）浓度较高所致。     

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.     

大黄鱼幼鱼饲料中大豆磷脂油与菜籽油的适宜配比

配制浓缩大豆磷脂油与精制菜籽油的添加比例分别为0:6、2:4、4:2和6:0的4种等氮、等能和等脂的饲料(P0R6、P2R4、P4R2和P6R0),在海水浮式网箱中,养殖初始体重为(20.84±0.05)g的大黄鱼(Larimichthys crocea)幼鱼51 d,每个处理组设3个重复,每个重复40尾鱼。通过评定2种油脂的不同配比对大黄鱼幼鱼的生长、体组成和脂肪酸组成的影响,以得出大黄鱼幼鱼饲料中大豆磷脂油与菜籽油的适宜配比。结果显示,各组实验鱼的存活率均高于91%,且无显著差异(P0.05)。P2R4组实验鱼的特定生长率显著高于P4R2和P6R0组(P0.05)。P2R4组实验鱼的蛋白质沉积率和脂肪沉积率显著高于P0R6和P6R0组(P0.05)。P0R6和P2R4组全鱼的粗脂肪含量显著高于P4R2和P6R0组(P0.05)。全鱼和肌肉的脂肪酸组成受实验鱼所摄食饲料的脂肪酸组成的影响。P6R0饲料显著降低了实验鱼的肝脏脂肪含量和肥满度(P0.05)。研究表明,大黄鱼幼鱼饲料中浓缩大豆磷脂油与精制菜籽油的适宜配比为2:4。     

氯霉素在菲律宾蛤仔体内生物富集和残留消除规律的研究

在半静态条件下,研究了氯霉素在菲律宾蛤仔体内富集和消除规律。试验结果表明:菲律宾蛤仔对水体中氯霉素的富集能力较低,内脏团和肌肉部分的富集系数1.8;氯霉素的蓄积量随时间的延长和给药浓度的增加而增加,在6~8 d可趋平衡;各部位的富集和消除情况存在明显差异,内脏团的富集速度快于肌肉,肌肉的生物学半衰期长于内脏团。     

0~#柴油和东海平湖原油对黑鲷血细胞DNA损伤的研究

采用单细胞凝胶电泳技术(SCGE),以砂滤过的清洁海水为对照组,研究0~#柴油(0.015 mg·L~(-1)、0.03 mg·L~(-1)、0.06mg·L~(-1))和东海平湖原油(0.03 mg·L~(-1)、0.06 mg·L~(-1)、0.12 mg·L~(-1))在不同暴露时间(3 d、7 d、15 d和21 d)对黑鲷血细胞核DNA损伤作用。结果显示,黑鲷血细胞DNA损伤程度与两种石油有显著的剂量-效应和时间-效应关系。实验第3天,0~#柴油和东海平湖原油试验组就检测到DNA损伤,主要以1级损伤为主。随0~#柴油和平湖原油浓度的增高和胁迫时间的延长,彗尾DNA相对含量(Tail DNA%)和彗尾长度/核直径(TL/D)值均呈上升趋势,DNA损伤级别逐渐升高。恢复实验结束后,中、高浓度组0~#柴油(0.03 mg·L~(-1)、0.06 mg·L~(-1))和平湖原油(0.06 mg·L~(-1)、0.12 mg·L~(-1))的彗尾DNA相对含量(Tail DNA%)和彗尾长度/核直径(TL/D)值无法恢复至对照组水平(P0.05)。从DNA损伤程度来推测,0~#柴油的生物毒性大于平湖原油。研究表明,鱼类血细胞DNA损伤可作为监测海洋石油污染的生物标志物。     

海水和饲料中Pb在凡纳滨对虾体内的富集与释放特性

为获知海水和饲料中重金属Pb与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)各组织间的富集与释放特性,应用生物富集双箱动力学模型,模拟凡纳滨对虾分别在海水中Pb浓度为0.0015 mg/L(B0)、0.0080 mg/L(B1)、0.0466 mg/L(B2)和0.2302 mg/L(B3),饲料中Pb浓度为2.089 mg/kg(A0)、2.750 mg/kg(A1)、6.103 mg/kg(A2)和14.520 mg/kg(A3)的驯养过程中,其肝胰腺、外骨骼和肌肉对Pb的生物富集与释放特性,为Pb在凡纳滨对虾体内的分布、富集和迁移提供理论依据,为其安全生产提供指导意义。同时通过非线性拟合得到凡纳滨对虾对海水和饲料中Pb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B_(1/2),富集平衡时生物体内Pb含量CAmax等动力学参数。结果显示:(1)投喂任一浓度饲料时,B0、B1、B2组凡纳滨对虾肌肉、外骨骼和肝胰腺组织中Pb含量均小于限量值0.5 mg/kg,而在B3海水浓度中,随着投喂饲料浓度的增大,各组织中Pb累积量高于限量值(0.5 mg/kg)的时间出现得越来越早;肝胰腺中Pb的释放速率高于肌肉和外骨骼的释放速率。(2)用SPSS18.0对饲料Pb含量、海水浓度、富集时间进行三因素重复测量方差分析显示,饲料浓度、海水浓度和富集时间对凡纳滨对虾各组织中Pb的富集含量出现显著性差异[除了饲料浓度对凡纳滨对虾外骨骼组织中Pb富集主效应达到边缘显著(F=2.351,P=0.071)],且饲料、海水及时间交互效应分析显示,三者交互作用显著。(3)用SPSS18.0对不同组织中Pb的富集含量、饲料浓度、海水浓度和富集时间进行多元回归分析,结果显示:在凡纳滨对虾各组织间Pb富集过程中,海水中Pb浓度的贡献率大于饲料中Pb浓度的贡献率。(4)达到平衡状态下,投喂A0饲料浓度,生长在B0~B3组海水中,凡纳滨对虾肌肉组织中Pb含量为0.128~2.981 mg/kg,肝胰腺组织中Pb含量为0.399~4.765 mg/kg;生物学半衰期(B_(1/2))范围分别为5~7 d和3~7 d。投喂A2饲料浓度,生长在B0~B3组海水中,凡纳滨对虾肌肉组织中Pb含量为0.380~1.000 mg/kg,肝胰腺组织中Pb含量为0.288~5.355 mg/kg;生物学半衰期(B_(1/2))范围分别为2~7 d和2~5 d。理论平衡浓度下,肝胰腺组织中含量均大于肌肉。     

泥蚶对重金属铜、铅、镉的生物富集动力学

以泥蚶为实验生物,应用半静态双箱模型室内模拟了其对三种重金属(Cu、Pb、Cd)的生物富集实验,通过对富集与排出过程中泥蚶体内重金属污染物的动态监测和对富集与排出过程监测结果的非线性拟合,得到了泥蚶富集重金属的吸收速率常数K1、排出速率常数K2、生物富集因子BCF、生物学半衰期B1/2等动力学参数.对模型的拟合优度检验结果显示,泥蚶对重金属Cu、Pb、Cd的生物富集数据符合双箱模型,由该模型得到的预测值与实测值之间无显著性差异,模型的拟合优度良好.拟合结果得到Cu、Pb、Cd动力学参数,K1为7.318～29.928;K2为0.0064～0.0176;BCF为457.3～3303.6;B1/2为39.4～108.3.比较结果得出:吸收速率常数K1及生物富集因子BCF均随着外部水体金属暴露浓度的增大而减小;泥蚶对Cu、Pb、Cd的富集能力依次是PbCdCu;三种重金属在泥蚶体内的生物学半衰期B1/2依次是PbCdCu;理论平衡状态下生物体内金属含量CAmax随着外部水体中金属暴露浓度的增大而增大,且呈显著正相关,因此可以认为泥蚶体内的重金属含量如实地反映了水环境的污染状况和水域近期的污染过程,从而可以考虑把泥蚶作为浙江沿海及其它泥蚶分布海域重金属Cu、Pb、Cd污染的指示生物.     

虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)对铅和镉的生物富集与释放规律

利用双箱模型模拟了虾夷扇贝在混合暴露条件下富集、释放铅和镉的动力学特征,通过测定不同规格虾夷扇贝、不同组织富集、释放过程中铅和镉的含量并进行非线性拟合,获得不同生长阶段虾夷扇贝对铅和镉的生物富集系数BCF、吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物学半衰期B1/2以及不同组织中铅和镉的富集参数。结果显示,大、小两种规格虾夷扇贝对铅的BCF分别为1671、896,对镉的BCF分别为7433、1123;不同规格虾夷扇贝对铅、镉的BCF顺序为:大规格>小规格;相同规格虾夷扇贝BCF:镉>铅,表明虾夷扇贝对镉的富集能力强于铅;铅、镉的B1/2为:大规格>小规格,说明大规格的虾夷扇贝对铅、镉的代谢排出能力更强;铅在虾夷扇贝各组织中的富集顺序依次为:鳃>内脏团>闭壳肌,镉的富集顺序依次为:内脏团>鳃>闭壳肌。