温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究--毕业论文.doc

辽 东 学 院 本 科 毕 业 论 文（设 计）温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究Research on the effects of temperature on the Longnose gudgeon acute toxicity of cadmium学 生 姓 名： 张鹏辉 学 院： 农学院 专 业： 生物技术 班 级： B1003班 学 号： 0514100315 指 导 教 师： 王旭 审 阅 教 师： 完 成 日 期： 辽 东 学 院Eastern Liaoning University独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：_ 日期：_ _温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究摘 要蛇鮈（Saurogobio dabryi）在分类上属于鲤形目(Cypriniformes)，鲤科(Cyprinidea)，鮈亚科(obioninae)，蛇鮈属(baike)，是一群个体较小的流水性底栖鱼类。蛇鮈在世界各地分布不均，主要集中于东亚地区，例如：中国、俄罗斯的远东地区,朝鲜和越南北部也是它们的栖息地域, 此鱼类类群为东亚特有。其蛇鮈的起源、演化过程和东亚淡水鱼类的起源、演化过程关系非常密切。蛇鮈普遍个体不大，长达24厘米算是最大的，普遍个体长达范围在10厘米左右；虽然个体不大，但数量比较庞大，入菜味道鲜美，具有很高的养殖价值。本实验研究了13、16、19、22、255个不同温度下二价镉离子（Cr2+）氯化镉对蛇鮈急性毒性的影响。结果表明，蛇鮈对不同温度下Cr2+均较敏感，13、16、19、22、255个温度下Cr2+对蛇鮈的毒性依次增大，其96小时半致死浓度（96hLC50）分别为0.5744mg/L、0.5435 mg/L、0.4247 mg/L、0.2630 mg/L和0.1590 mg/L，即毒性大小依次为1316192225。水体温度逐渐升高96hLC50呈逐渐降低趋势，且Cr2+96hLC50与温度呈显著线性关系，回归方程为y = -0.0015x2 + 0.02x + 0.582（R = 0.9831）。关键词：蛇鮈；镉离子；温度；急性毒性- I -温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究Research on the effects of temperature on the Longnose gudgeon acute toxicity of cadmiumAbstractSaurogobio dabryi belongs to Cypriniformes on classification, carp, minnow subfamily, Saurogobio dabryi genus is a group of individuals of smaller water benthic fish. The distribution of about Saurogobio dabryi fish around the world are unevenly distributed, mainly in East Asia, other regions such as: China, Far East of Russia, northern Korea and Vietnam also their habitat area, this fish for East Asian endemic taxa. Its origins of Saurogobio dabryi and evolution of the East Asian freshwater fish, the evolution of a very close relationship. Saurogobio dabryi fishs body is not universal, as long as 24 centimeters regarded largest range of universal individual up to 10 centimeters; Although individual small, but relatively large quantities, into the dish delicious, with a high breeding value. The experimental study of 13, 16, 19, 22, 25 5 under the influence of different temperatures divalent cadmium ions (Cr2+) acute toxicity of Saurogobio dabryi. The results showed that the Saurogobio dabryi under different temperature sensitive than Cr2+, 13, 16, 19, 22, 25 5 lower temperatures Cr2+ toxicity of Saurogobio dabryi in turn increases their 96hLC50 were 0.5744mg/L , 0.5435 mg/L, 0.4247 mg/L, 0.2630 mg/L and 0.1590 mg/L, toxicity were 1316192225. The water temperature gradually increased 96hLC50 gradually decreased, and Cr2+96 hLC50 the temperature was a significant linear relationship,regression equation y=-0.0015x2 + 0.02x + 0.582 (R = 0.9831).Key Words：Saurogobio dabryi；cadmium；temperature- II -温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究目 录摘 要IAbstractII一、前言2（一）蛇鮈概述21蛇鮈生物学22蛇鮈鱼的生活习性33.蛇鮈鱼分布区域3（二）鱼类养殖业的镉污染情况31.重金属镉元素32.水环境中重金属镉的污染3（三）温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究意义5二、材料设备与方法6（一）实验材料61实验用鱼62.实验设备和器材63药品64.实验用水65.实验设计6（二）实验方法71.实验蛇鮈鱼获取72.急性毒性实验73数据处理8三、结果与分析81蛇鮈鱼的中毒症状82. Cd2+对蛇鮈的急性毒性作用83.毒性效应10结 论11参 考 文 献12致 谢13一、前言（一）蛇鮈概述1蛇鮈生物学 蛇鮈（Saurogobio dabryi）在分类上属于鲤形目(Cypriniformes)，鲤科(Cyprinidea)，鮈亚科(obioninae)，蛇鮈属(baike)。大众给予的称呼：船钉子（东北的江河是船丁鱼的普遍栖息地，圆柱形的鱼体，褐色的表面，体重大小不均（100200克不等），19厘米左右的体长，小型冷水鱼的一种。船丁鱼的体型外表像古时候造船时使用的一种钉子，所以以前的人们称此鱼为船丁子鱼。）其他的俗称例如：打船钉，白杨鱼， 沙锥，棺材钉等。Longhouse gudgeon是蛇鮈的英文名。鱼体的外观鱼其他小型鱼类相比，稍微隆起的背部，略显平坦的腹部，稍侧扁的尾柄。比较长的头，大于体高。鱼吻突出，在鼻孔前下凹。口下位，呈马蹄形。鱼唇发达，具有明显的乳突，下唇的后缘游离。上下唇沟相通，上唇沟比较深。鱼口角须1对，其长度小于鱼眼径。眼较大。蛇鮈鱼背鳍无硬刺。侧线完整而且平直。肛门位于腹鳍长度的中点后面；蛇鮈鱼的尾鳍为最短鳍条是其最长鳍条的1/2。呈青灰色的背部及体侧上半部，呈灰白色的腹部。一条浅黑色的纵带贯穿体侧中轴，不明显的黑斑大约有1415个。56个黑斑在背部中线隐约可见（黑斑长为宽的约为3倍）。呈黄色的胸鳍、腹鳍及鳃盖边缘；呈灰白色背鳍、臀鳍及尾鳍。个体不大的蛇鮈鱼，25厘米算是最大的，普遍为11厘米左右；虽然个体不大，但数量比较庞大，入菜味道鲜美，具有很高的养殖价值。 图1.1实验 图1.2实验2蛇鮈鱼的生活习性蛇鮈鱼是一类中下层小型的鱼类主要栖息于大湖泊及江河，缓水沙底层是它们最喜欢的栖息地。一般的情况下在夏季时节进入大湖肥育，关于蛇鮈鱼的食性，是一类主要吃底栖动物的鱼类，例如：水生的昆虫或桡足类是主要摄食对象，同时也会吃少量水草或藻类。关于蛇鮈鱼的生殖习性，雌鱼达到性成熟一般体长为10.7厘米，春季到夏初为繁殖期，一般在46月，漂浮性小卵在河流中产出。3.蛇鮈鱼分布区域关于蛇鮈鱼的分布情况，一般在全球分布的比较集中。蛇鮈鱼分布地域主要集中在欧亚大陆，以东亚水域最为丰富。例如：俄罗斯、朝鲜、中国和越南北部等。中国的品种颇为最多，我国产22属共达87种，例如蛇鮈属、属、鳈属、麦穗属、铜鱼属等。在中国辽河、长江、黄河、钱塘江、鸭绿江等水系均有分布，我国从黑龙江向南直至珠江各水系均会产此鱼。（二）鱼类养殖业的镉污染情况1.重金属镉元素重金属概念是指有45种密度在5.0g/ cm3 以上的或有60种以上密度在4.0g / cm3 以上的。现如今与重金属某些性质和毒性极为相似的砷、硒也将它们列入重金属污染物范围内。镉是一种非典型过渡性重金属具有金属光泽，定位在元素周期表中第五周期第B族。具有剧毒的镉元素，同时它还具有 “三致”作用，生物蓄积性强、毒性持久等。如果镉的摄入量过多会对生物体的危害极其的严重，会导致机体内脏器器官的严重损伤，同时对体内系统具有毒性效应，主要包括免疫系统、心血管系统等，进而引发其他多种疾病。2.水环境中重金属镉的污染随着人们生活中水资源利用的增多，在水域环境中, 水生生物的生长、繁殖等一系列的生物活动因为重金属污染物1的存在受到严重的威胁。威胁生物体的重金属有两种，一种是必需金属，另一种是非必需金属, 所谓的必需金属是有机体进行正常的生理活动必备的金属。然而,如果产生的毒害一般浓度会超过一定的阈值，中毒表现很多，中毒表现比如开始生理功能紊乱，然后行为明显异常，严重组织细胞病变、直至到死亡2；相对于必须金属，不参加生理活动的非必需金属少量就会对生物体产生严重的危害。渔民或养殖户在进行渔业活动或水产养殖时, 一定要充分考虑水体的环境状况, 调查水体的周围是否有重金属污染源,重金属浓度是否超出国家标准， 以降低养殖业的风险以及保障食品的安全性。随着工厂排放的工业废水和人们生活排放的生活污水的日益增多, 当今海水和淡水养殖业规模的日益增大和整体化程度的不断提高和加强,日趋恶化变坏的水体生态环境困扰鱼类的生存, 与此同时水体中重金属对鱼类影响伤害也明显增加。含镉废水很多且具有剧毒，而且镉的化合物毒性相对更大。镉容易聚集在生物体内，如果含重金属镉的废水未经严格的处理，很容易导致生物体的慢性中毒，有比较大的危害。镉的化合物中其中毒性最大的属于氯化镉，对鱼类和水生生物能产生致死的作用质量浓度仅为0.00lmg/L，致死的时间不同根据鱼类的品种所定。对鱼类和水生生物不仅受到镉的影响，微生物的生长还受到严重抑制，微生物的死亡率高达60左右，浓度只需0.11.0 mg/L。如果水中镉离子质量浓度为0.1mg/L时，水体自净作用可完全被抑制。镉是第一类污染物在污水综合排放标准我国有明确规定，最高允许排放镉离子质量浓度为0.1 m/L，不能进行稀释处理。所以，针对处理含镉废水的任务显得特别重要.与此同时重金属污染对人类生存环境造成严重威胁3-6, 因此引起普遍大众对此的关注度。与人类关系最近的算作是食物，食物的安全问题更为重要，食物中含镉是眼前全世界最为关注的问题，因为镉进入人体主要是通过食物。镉含量占总摄入量的50%以上主要从蔬菜和谷物中摄取的，镉在水生物体内得以大量的富集明显受到水环境的污染，通过食物链进入到人们的体内。镉被摄入人体内部吸收的很快，但是排出是相当的缓慢，在人体约为1638年生物半衰期时间之久，生物半衰期的不相同因为各组织器官的不同所致，此结论是根据镉的在人体的总负荷量的1/3在肾脏中积累的模式做出来的，如果镉在人体的肝中和肾蓄积，就会造成积累性中毒，并可能引发严重的癌症；单一在肾脏中蓄积也会引起高血压。（三）温度对蛇鮈镉急性毒性影响的研究意义二十一世纪随着经济的飞速发展，废气废水排放量的不断增加，镉离子的污染对人类健康和生态环境造成的危害是不可小视的。镉(Cadmium, Cd) 在工业和环境是很重要的毒物.镉元素在环境中的自然生物讲解是不能的。高达数千至一万乃至更高的生物富集系数,对人类造成严重的危害最直接的途径是通过食物链。到目前为止,对镉的毒理学和毒性的研究是国内外重点项目, 从19942013年之间, 分别对壶状臂尾轮虫、无脊椎动物蚤状瑵、日本对虾仔虾、海湾扇贝稚贝等；脊椎动物草鱼、泥鳅幼鱼、斑马鱼、鲫鱼等进行了急性毒性研究【7-16】,对水体的污染的研究也是国内许多学者的重要话题，研究内容主要集中于金属镉元素对不同种鱼类的急性毒性实验研究，而对这一急性毒性过程的影响因素研究较少，在温度对鱼类急性毒性影响方面尚属空白。据资料查实，鱼体的镉含量存在形式主要以隔硫蛋白的形态储存于鱼体体内。在体内选择性地积蓄于肝、肾、性腺中，而肾脏可积蓄镉含量的1/3，成为镉中毒的第一受损器官。以海水水质为衡量标准，丹东鸭绿江近几年为二类海水水质。江底沉积物中Cd含量范围在5.0639.238 mgkg，平均含量为6.975 mgkg，况且沉积物中Cd含量都超过海洋沉积物3类的标准。与国内外其他河口比较，丹东水域总沉积物中Cd含量处在较高的水平，污染相对比较严重，据推测，每年都有逐渐升高的趋势。国家水产品卫生标准值规定的鱼类Cd含量都被超过， Cd的含量的不同取决于鱼类种类的差别，差异没有那么明显，例如：肉食性鱼类Cd含量略微高于杂食性鱼类。又由于随着月份的不同，水体的温度呈现不同状态 ，所以本次实验选择不同温度梯度下镉金属元素对蛇鮈幼鱼的影响。二、材料设备与方法（一）实验材料1实验用鱼实验采用蛇鮈鱼种为实验对象。购自丹东市四道桥水产市场。实验鱼个体健壮、体型较小，体长范围5.700.5cm，体重范围（2.500.5）g。鱼自水产市场运回后放入长57cm*宽36cm*高35cm红色的水箱中驯养1周进行实验。2.实验设备和器材高纯水发生仪、恒温培养箱、水桶（容量4. 5L ）、500ml量筒、不同规格的移液枪（1000l、200l各一支）、20cm的刻度尺、电子天平、镊子、20cm*20cm的渔网3药品重金属离子：镉离子（CdCl22.5H2O），用高纯水机自制纯水配制成含有Cd2+为1g/L的母液，然后在稀释成实验所需要的各种浓度的制剂。4.实验用水本次实验期间的用水全部采用经高纯水发生仪纯化过的高纯度无杂质水，出水标准优于实验室二级用水（0.6us/cm）。并且曝气24小时，水温13、16、19、22、25。5.实验设计本次实验前用自制高纯水将实验药物配成一定浓度的母液备用，此母液按计划的2倍量制备，以备预实验和正式实验使用。通过预实验确定实验浓度范围，分别设置5个温度梯度组和每个温度梯度下5个浓度梯度组。采用静水水生生物测试方法，每一温度梯度下每一药物浓度梯度设3个平行，另设1个对照组，每组放蛇鮈鱼10尾。图2.1暂养 图2.2实验（二）实验方法1.实验蛇鮈鱼获取将采购的蛇鮈鱼在实验室内长57*36*35cm红色的水族箱中暂养1周，水温192，挑选体长（3.500.50）cm，体重的（1.600.50）g的体质健康的蛇鮈鱼 ，没有病没有伤的身体外形比较均匀的蛇鮈鱼用于实验，实验前驯养一周，驯养的期间按照日常督理和投喂。本次实验开始前三天停止对蛇鮈鱼投喂饲料。2.急性毒性实验此次实验采用净水生物测试方法，实验期间不换水，不投饵料。为了确定浓度的大致范围和温度的梯度，先准备做预实验，确定实验各温度组浓度范围。正式实验中，设置5个温度梯度组和每个温度梯度下5个浓度梯度组（见表2.1）。另外每个温度下设置1个空白的对照组，每个温度下的每个浓度设置3个平行组，每个平行组中受试蛇鮈鱼10尾。在实验的过程中观察他们的反应行为、中毒的症状、死亡等现象，投毒中毒后，经观察刺激后一动不动可判断为死亡，即可从实验小桶中捞出扔进垃圾桶。通过记录各实验组蛇鮈幼鱼的24小时、48小时、72小时、96小时的死亡数量。计算出平均死亡率。表2.1不同温度梯度下设置镉浓度梯度镉离子浓度（mg/L）分组序号IIIIIIIVV130.10.30.50.71.1160.050.10.30.60.9温度组（）190.050.10.30.60.8220.0250.050.20.40.7250.0250.050.10.30.63数据处理计算此次实验不同温度下96小时的半致死浓度（96hLC50），试比较分析。三、结果与分析1蛇鮈鱼的中毒症状蛇鮈在不同温度下不同浓度的重金属溶液中均呈现明显的中毒症状：在加含重金属镉试液超过8小时后，高温度下的高质量浓度出现异常的反应，试液对实验鱼其游泳的平衡能力有明显的影响，个别鱼在水中打转、游动时快时慢、在水中侧翻（刺激后还可以游动）、上下左右窜动，持续几小时后，游动速度变得明显缓慢，反应稍微迟钝，逐渐丧失运动的能力，躺卧小桶的桶底，鱼体体色变白，直到最后不动死亡；低温度下低浓度组实验鱼，也出现与其一样的中毒症状，但是时间比较迟，只要试验鱼一旦中毒，反应症状表现相同。经过96小时后的观察记录，实验结束，将存活下来的蛇鮈幼鱼放入57*36*35cm红色的水箱中继续暂养，和之前暂养身体健康的蛇鮈幼鱼一样的管理，正常的换水和投饵。一周后发现此批蛇鮈幼鱼死亡率高达85%，二周后全部死亡。可见，镉离子对蛇鮈的毒性具有不可逆性。2. Cd2+对蛇鮈的急性毒性作用重金属镉离子对蛇鮈幼鱼在不同温度下不同浓度的急性实验结果见表3.1所示。 但不同温度、不同浓度以及作用时间所产生的中毒效果是不同的，蛇鮈死亡率随镉离子浓度的升高和温度的升高以及时间的延长而升高，其具体关系见图3.1图3.5。表3.1 5种温度梯度下Cd2+对蛇鮈幼鱼的毒性实验结果死亡尾数(尾)浓度(mg/L)24h48h72h96h96hLC50SC温度（）组别平行组平行组平行组平行组(Mg/L)(mg/L)1 2 31 2 31 2 31 2 3对照00 0 00 0 00 0 00 0 0I0.10 0 00 0 10 0 11 1 113II0.30 0 00 0 01 0 01 2 10.57440.0570III0.50 0 00 1 03 2 24 5 4IV0.70 0 01 0 15 2 56 5 9V1.10 0 01 2 19 9 910 10 10对照00 0 00 0 00 0 00 0 0I0.050 0 00 0 00 0 00 0 016II0.10 0 01 0 01 1 01 1 0III0.30 0 01 0 02 0 03 2 20.54350.0544IV0.60 0 02 1 04 3 25 4 5V0.91 0 14 3 56 8 99 9 10对照00 0 00 0 00 0 00 0 0I0.050 1 00 1 11 1 11 1 119II0.10 0 00 0 00 1 03 2 0III0.30 0 11 0 21 2 21 3 50.42470.0425IV0.60 0 02 2 45 4 78 7 7V0.82 6 34 7 87 9 99 9 9对照00 0 00 0 00 0 00 0 0I0.0250 0 11 1 21 1 32 2 322II0.050 1 00 2 02 3 04 4 2III0.20 0 20 0 51 3 52 3 60.26300.0263IV0.41 1 04 2 57 4 59 4 6V0.74 2 28 8 710 10 910 10 10对照00 0 00 0 00 0 00 0 0I0.0251 1 12 1 22 2 33 3 425II0.051 1 02 4 12 4 34 4 3III0.10 2 11 2 33 4 56 5 30.15900.0159IV0.31 2 11 3 41 4 46 6 8V0.64 2 410 7 910 7 910 9 103.毒性效应 本实验研究了13、16、19、22、255个不同温度下二价镉离子（Cr2+）对蛇鮈急性毒性的影响。图3.1图3.5分别为此次实验得到的各温度下蛇鮈死亡率与Cr2+浓度的关系，从图3.1和图3.2可以看出，当Cr2+浓度是0.3mg/L时，13的蛇鮈死亡率是23.33%，16的蛇鮈死亡率是13.33%；从图3.2和图3.3可以看出，当浓度是0.1mg/L时，16的蛇鮈死亡率是16.67%，19的蛇鮈死亡率是33.33%；从图3.3和图3.4可以看出，当浓度是0.05mg/L时，19的蛇鮈死亡率是10.00%，22的蛇鮈死亡率是33.33%；从图3.4和图3.5可以看出，当浓度是0.025mg/L时，22的蛇鮈死亡率是23.33%，25的蛇鮈死亡率是33.33%。通过对以上实验数据分析，相同的Cr2+浓度下温度越高蛇鮈的死亡率越高。另外，通过计算不同温度下的半致死浓度分别为为0.5744mg/L、0.5435 mg/L、0.4247 mg/L、0.2630 mg/L和0.1590 mg/L，即毒性大小依次为1316192225。且Cr2+96hLC50与温度呈显著线性关系，回归方程为y =-0.0015x2+0.02x+0.582(见图3.6) 结 论本实验研究选取的蛇鮈幼鱼作为实验对象，研究了13 、 16 、 19 、 22 和255种不同温度梯度下Cr2+质量浓度对蛇鮈鱼幼鱼的影响，并计算了5个温度下镉离子对蛇鮈的半致死浓度。结果表明：蛇鮈对不同温度下Cr2+均较敏感，且敏感程度差异显著；13 、16 、19 、22 和255个温度下镉离子对蛇鮈的半致死浓度依次是0.5744mg/L、0.5435 mg/L、0.4247 mg/L、0.2630 mg/L和0.159 mg/L，即镉离子对蛇鮈毒性大小依次为1316192225； Cr2+96LC50与温度呈显著线性关系，回归方程为y=-0.0015x2+0.02x+0.582（R = 0.9831）。参 考 文 献1张亚南,贺青,陈金民,等.珠江口及其邻近海域重金属的河口过程和沉积物污染风险评价J.海洋学报.2013.35(2):178-1862熊治廷. 环境生物学M . 武汉: 武汉大学出版社, 2002.234-2373孙建辉. 环保科技.山东.金属汞的污染危害及防治J.科学向导2011.23(1):274-2834徐有宁,张江华,柯海玲,等.某金矿区农田突然镉污染及其环境效应J.中国地质调查局现地址调查中心.2013.40(2): 636-6435杜丽娜，王海燕等.北京.重金属镉污染及其毒性研究进展J. 环境与健康杂志.2013.30 (2):167-174 6李洪利，高晓田.水体常见几种重金属污染物及对水生生物的危害J. 河北渔业.2007.3(2):1-47王瑞龙，马广智，方晨强.铜、镉、锌对唐鱼的急性毒性及安全浓度评价J.水产科学 .2006.25(3):117-1208廖静, 谷浩, 牟文, 等.硫氰酸钠对斑马鱼毒性的评价J.生态毒理学报.2011.6(2):143-479王春风，方晨