重金属镉和铜对泥蚶的毒性效应研究

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近年来,随着沿海经济的迅速发展,重金属污染日益威胁着海洋滩涂贝类的栖息环境和生长,不仅导致了贝类自然资源的衰减,还影响了自然和养殖贝类的质量和食用安全。本文以浙江沿海主要的养殖贝类泥蚶(Tegillarca granosa)为研究对象,在实验生态条件下,从急性毒性、呼吸排泄、富集系数、金属硫蛋白(MT)含量变化等方面初步探讨了重金属Cd和Cu对泥蚶的致毒机制,以期了解泥蚶受重金属污染的影响和其对重金属的富集规律,为保护海洋生态环境和泥蚶种质资源,确保泥蚶健康养殖和食用安全提供理论依据。主要研究结果如下:1.Cd2+和Cu2+对泥蚶的急性毒性和联合毒性用毒理学实验方法研究了Cd2+和Cu2+对泥蚶(Tegillarca granosa)的急性毒性和联合毒性效应,结果表明:Cd2+、Cu2+对泥蚶96h的半致死浓度分别为6.189mg/L、0.460mg/L;安全浓度分别为61.89μg/L、4.60μg/L,Cu2+毒性>Cd2+毒性。Cd2+和Cu2+在毒性单位1:1的联合作用下,泥蚶96h的半致死浓度分别为1.984mg/L、0.147mg/L;安全浓度分别为19.84μg/L、1.47μg/L。等毒性配比的2种重金属离子混合液对泥蚶的毒性大于单一重金属的毒性,混合表现为协同作用。2.Cd2+和Cu2+对泥蚶耗氧率(OCR)与排氨率(AER)的影响重金属离子短时间(96h)作用下,非必须元素Cd2+对泥蚶的呼吸和排泄代谢有显著的抑制效应(P<0.05),耗氧率(OCR)、排氨率(AER)和O/N比值均低于对照组,显示Cd2+污染下泥蚶增大了蛋白质的代谢比例。必需元素Cu2+对泥蚶呼吸排泄代谢的影响整体上呈先促进后抑制的趋势;但0.1mg/L和0.2mg/L浓度间差异不显著(P>0.05);O/N比值规律不明显。(Cd2++Cu2+)联合作用对泥蚶呼吸、排泄代谢均呈现抑制作用,但对O/N比值的作用不明显。(Cd2++Cu2+)联合作用增加了Cd2+的毒性。3.Cd2+和Cu2+在泥蚶体内累积的影响因素研究实验结果表明:Cd2+和Cu2+在泥蚶体内累积浓度与年龄的大小成反比,1龄组和3龄组泥蚶软体部中重金属Cd、Cu的含量分别为60.434μg/g、38.598μg/g和30.914μg/g、21.617μg/g。随暴露时间的延长而增强,暴露7天后泥蚶软体部重金属Cd和Cu的含量分别达118.293μg/g和315.328μg/g;与水温的高低成正比,水温15℃组与30℃组的泥蚶软体部中重金属Cd、Cu的含量分别为44.524μg/g、33.805μg/g和125.859μg/g、576.504μg/g;与海水的盐度成反比,盐度10组和盐度30组的泥蚶软体部中重金属Cd、Cu的含量分别为69.958μg/g、32.226μg/g和10.191μg/g、12.564μg/g。泥蚶对重金属Cd、Cu的吸收和富集量以外套膜为最高,分别达131.433μg/g、289.432μg/g;鳃次之,分别为100.817μg/g、261.571μg/g;闭壳肌最低,分别为34.812μg/g、47.759μg/g。重金属Cd和Cu在不同组织器官中含量分别为:外套膜>内脏>鳃>足>闭壳肌和外套膜>鳃>内脏>足>闭壳肌。4.Cd2+和Cu2+在泥蚶体内的富集和代谢规律研究泥蚶对镉的富集,随暴露时间的延长,富集量变大,富集倍数也变大;随着海水中镉浓度的增加,富集量变大,但富集倍数变小。泥蚶对铜的富集,铜浓度低时,富集作用较小,当铜浓度大于0.02mg/L时,显示出较强的富集作用。随着海水中铜浓度的进一步增加,富集量变更大,但富集倍数呈现先增后减的趋势。在(Cd+Cu)联合作用下,泥蚶对镉和铜都显示出较强的富集作用,富集量均随着海水中镉和铜浓度的升高而增大。5.Cd2+、Cu2+和(Cd2++Cu2+)对泥蚶金属硫蛋白(MT)含量的影响实验结果表明:Cd2+对泥蚶MT有诱导作用,MT含量在Cd2+浓度0.005mg/L和0.05mg/L处各有1个峰值,0.005mg/L、0.01mg/L、0.025mg/L和0.05mg/L分别在15d、30d、30d和15d达到最大值,并在一定时间内具有时间剂量效应关系。Cu2+对MT含量影响随着Cu2+浓度的升高和作用时间的延长而增强。(Cd2++Cu2+)联合对泥蚶MT的诱导强度大于单独的Cd2+或Cu2+,显示Cd2+与Cu2+为协同作用。
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