（动物学专业论文）镉和苯并a芘对长江河口弹涂鱼（periophthalmus+modestus）毒性效应的研究.pdf

镉和苯并【a 】芘对长江河口弹涂鱼( p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u s )毒性效应的研究中文摘要1 重金属在弹涂鱼体内不同组织的积累应用重金属痕量检测技术，检测c u 2 + 、z n 2 + 、p b 2 + 、c d 2 + 四种重金属在长江河口弹涂鱼体内不同组织的积累状况。研究表明，不同重金属在同一组织中积累程度不同，在弹涂鱼鱼鳃、肝脏和肌肉等组织中，z n 2 + 的积累量均为最大，c u 2 + 次之，p b 2 + 、c d 2 + 分列其后，其中以c d 2 + 的含量最少。同种金属在不同组织中积累程度也不同，c u 2 + 、z n 2 + 、p b 2 + 在弹涂鱼体内各组织积累顺序为鱼鳃 肝脏 肌肉，而c d ”在肝脏中积累较多，积累顺序为肝脏 鱼鳃，肌肉。2 c d 2 + 和苯并e a 芘( b a p ) 对弹涂鱼体内抗氧化酶系统的影响研究了c d 2 + 对弹涂鱼肝脏超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 三种抗氧化酶活性的影响得出如下结论。低浓度c d 2 +( o 0 5m g l 1 ) 胁迫下，弹涂鱼肝脏组织内的s o d 活性随着暴露时间的延长而升高。高浓度c d 2 + ( 0 5m g l 1 ) 胁迫下，弹涂鱼肝组织内的s o d 活性暴露初期诱导升高，随着暴露时间的延长而逐渐降低，酶活力于暴露7 d 后显著低于对照组。c d ”的胁迫下，c a t 、g s h p x 酶活力的变化趋势基本一致，与s o d 酶活力变化趋势相近。在高低两种浓度胁迫下，暴露初始阶段，两种酶活力因诱导刺激显著高于同期对照组，但随暴露时间的延长酶活力逐渐降低；暴露后期，活力下降低于同期对照组。采用相似方法，研究了苯并【a 】芘对弹涂鱼肝脏s o d 、c a t 、g s h p x 三种抗氧化酶活性的影响。结果表明，s o d 的活性暴露初期( 1 d ) 被诱导，b a p 浓度越高，诱导效应越显著；但是随着暴露时间的延长，s o d 的活性逐渐恢复至正常水平，最终在暴露7 d 后低于对照组。c a t 、g s h p x 两种酶的活性在高浓度胁迫下，随着暴露时间的延长逐渐降低；但是在相对低的b a p 浓度下，变化趋势多交，不存在明显的剂量效应、时间效应关系。3 c d 2 + 和苯并 a 芘( b a p ) 对弹涂鱼肝脏e r o d 活性的影响研究了c d 2 + 和苯并 a 芘各自胁迫下，弹涂鱼肝脏e r o d 活性的变化。结果表明c d 2 + 暴露对弹涂鱼肝脏e r o d 活性有诱导效应，但并不存在明显的定量响应关系；不同浓度处理组e r o d 活性随暴露时间延长，或呈现峰值变化，或持续升高。b a p暴露对弹涂鱼肝脏的e r o d 活性，随着暴露时间延长而呈诱导效应，但在高浓度下( o 5m g l b a p ) ，暴露1 0 d 后e r o d 活性相比暴露7 d 时有所下降，呈现峰值变化。4 c d ”和苯并 a 芘( b a p ) 对弹涂鱼肝细胞超微结构的影响应用透射电镜的方法，分别研究了c d 2 + 两种浓度( 1 m g l - 1 、0 1m g l - 1 ) 和苯并 a 芘( b a p ) 两种浓度( 5 m g l 、0 5 m g l 。1 ) 各自胁迫下对弹涂鱼肝细胞超微结构的影响。结果表明，在0 1m g l - 1 c d 2 像度暴露条件下，弹涂鱼肝脏细胞内的细胞器受到不同程度的损伤，线粒体扭曲变形，内质网膨胀，细胞核变形，核膜肿胀。在l m g l - l c d 2 + 浓度组，几乎所有的细胞器都受到严重影响，细胞结构遭到严重破坏。随着c d 2 + 暴露浓度的增高，肝细胞超微结构的受损程度逐渐加深，损伤不可逆转。暴露于b a p 的弹涂鱼，肝脏细胞内的细胞器受到不同程度的损伤，其中线粒体和内质网是受b a p 暴露影响最明显的细胞器，主要表现为线粒体嵴的退化和内质网片段化。这一结果与重金属c d 2 + 对弹涂鱼肝脏超微结构的影响基本一致。由此推断，多环芳香烃化合物代表化合物苯并 a 芘( b a p ) 暴露后，对鱼类细胞超微结构的损伤机制与重金属暴露产生的损伤机制有相似之处。关键词长江河口弹涂鱼( p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u s )镉苯并 a 芘7 乙氧基异吩恶唑脱乙基酶( e r o d )超微结构抗氧化酶s t u d i e so nt h et o x i ce f f e c t so fc a d m i u ma n db e n z o 【a 】p y r e n eo rp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u si nc h a n g j i a n gr i v e re s t u a r ya h s t r a c t1 t h ea c c u m u l a t i o no f h e a v ym e t a li nd i f f e r e n tt i s s u e so f p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u st h ec o n t e n t so fc u 2 + ，z n 2 + ，p b 2 + a n dc d 2 + i o n si nt h ed i f f e r e n tt i s s u e so fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u si nt h a n # i a n gr i v e rw e f ee x a m i n e db yt r a c ee l e m e n td e t e c t i n gm e t h o d ，t h ed i s t r i b u t i v ea n da c c u m u l a t i v er u l e so ft h e s ee l e m e n t sw e r es t u d i e d t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ec o n t e n t so ff o u rm e t a li o n sw e l es i g n i f i c a n td i f f e r e n ti nt h es a l t l et i s s u e s n om a t t e ri nt h eg i l l ，l i v e ro rf l e s ht h ec o n t e n to fz n 2 + i o n sw a sm o s tw h i l ec d 2 + i o n sw a sl e a s t t h ea c c u m u l a t i o ns e q u e n c eo ff o u rh e a v ym e t a l si nt h es a m et i s s u ew a sz n 2 + c u 2 + p b 2 + c d 2 + i ta l s oi n d i c a t e dt h a tt h r e ek i n d so ft i s s u e sh a dd i f f e r e n ta c c u m u l a t i o na b i l i t y t h ea c c u m u l a t i o nc a p a b i l i t yo ft h e s ee l e m e n t sw a sr a n k e di nt h ef o l l o w i n go r d e r ；g i l l l i v e r f l e s hf o rc o p p e r , z i n ca n dl e a d ；w h i l el i v e r g i l l f l e s hf o rc a d m i u m 2 e f f e c t so fc d 2 + a n db e n z o l a l p y r e n eo nt h ea n t i o x i d a n te n z y m a t i cs y s t e mo fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sl a b o r a t o r ye x p e r i m e n tw a sc o n d u c t e dt os t u d yt h ee f f e c t so f c d 2 + o nt h ea c t i v i t i e so f t h r e e! r i n d so fa n t i o x i d a n te n z y l l l e , s u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) ，c a t a l a s e ( c a t ) ，粤u t a t h i o n e -p e r o x i d e ( g s h p x ) i nt h el i v e ro f p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ti nt h eg r o u pt r e a t e dw i t ho 0 5m g l c d 2 + t h ea c t i v i t yo fs o di n c r e a s e dw i t ht h ep r o l o n g e de x p o s u r e i nh i g hc d 2 + l e v e l ( 0 5m g 。l 。) ，t h ee n z y m a t i ca c t i v i t yw a si n d u c e di nt h eb e g i n n i n go fe x p o s u r et i m eb u td e c r e a s e dw h e nt i m ew e n to n i tw a ss i g n i f i c a n tl o w e rt h a nt h ec o n t r o lg r o u pa f t e r7d a y s i tw a sa l s of o u n dt h a tt h ec h a n g eo ft h ea c t i v i t i e so fc a ta n dg s h p xi n1 i v e rw e r es i m i l a rt os o d i n i t i a l l y , t h ea c t i v i t i e so ft h e s ee n z y m e si nt h ee a c ht r e a t e dg r o u pw e r es i g n i f i c a n th i g h e rt h a nt h ec o n t r o lg r o u pb e c a u s eo ft h ei n d u c e de f f e c t b u tt h i st e n d e n c yw a sa l t e r e dw h e nt i m ef l i e so n t h ea c t i v i t i e so fe n z y m e sk e p tt of a l la f t e raw h i l ea n df i n a l l yc a m et ot h el e v e ll o w e rt h a nt h ec o n t r o lo n e w i t ht h es i m i l a rm e t h o d t h ea c t i v i t i e so fa b o v e m e n t i o n c de n z y m e sw e r ea n a l y z e da f t e rt h ef i s he x p o s et ob e n z o a p y r e n e t h er e s u l t sw e r e8 sf o l l o w s t h ea c t i v i t yo fs o dw a si n d u c e da f t e ro n ed a ya n dt h eh i g h e rt h eb a pc o n c e n t r a t i o nt h em o r er e m a r k a b l et h ee f f e c t h o w e v e r , t h ea c t i v i t yo fs o dr e d u c e dg r a d u a l l yt ot h en o r m a ll e v e lw i t ht h ep r o l o n g e de x p o s u r e i tw a sb e l o wt ot h el e v e lo fc o n t r o lg r o u pa te n do f t h ee x p o s u r e o nt h eo t h e rh a n d t h ea c t i v i t i e so fc a ta n dg s h p xi nh i g hb a pc o n c e n t r a t i o nt r e a t e dg r o u pd e c r e a s e dw i t ht i m eg o i n go n b u ti nt h el o wb a pl e v e l t h ea c t i v i t i e sh a dam u l r i p l ev a r i a t i o n f u r t h e r m o r e t h e r ew a sn om a r k e dr e l a t i o no f t i m ea n dd o s e - r e s p o n d ie f f e c t so fc d z + a n db e n z o l a l p y r e n eo ne r o da c t i v i t i e si nl i v e ro fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sc h a n g e so fe r o da c t i v i t i e si nl i v e ro fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sw i t hc d 2 + a n db e n z o a p y r e n ee x p o s u r ew e r er e s p e c t i v e l ys t u d i e di ne x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n t h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：c d 2 + e x p o s u r ec a ni n d u c et h ee r o da c t i v i t i e si nl i v e r , b u tt h e r ew a sn od i s t i n c td o s e - r e s p o n dr e l a t i o n s h i p w i t ht h ep r o l o n g e de x p o s u r e ，e r o da c t i v i t i e si nd i f f e r e n tt r e a t e dg r o u ph a dv a r i a n c ec h a n g i n gt e n d e n c y s o m ew e r em a x i m u ma tc e r t a i nt i m e s w h i l eo t h e r si n c r e a s ea l lt h et i m e b a pc a na l s oi n c r e a s et h ee r o da c t i v i t i e si nl i v e rw i t ht h ep r o l o n g e de x p o s u r e h o w e v e r , t h ea c t i v i t yo f e r o di nt r 【g hb a pl e v e l ( o 5m g l b a p ) d e c r e a s e da f t e r1 0 de x p o s u r e i th a dam a r k e dp e a ka t7 “d a y 4 e f f e c t so fc d 2 + a n db e n z o a l p y r e n eo nt h eu l t r a s t r u c t u r eo fh e p a t i cc e l l so fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sb yu s i n gt r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p yc r e m ) ，t h ee f f e c to fc d 2 + a n db e n z o a p y r e n ea tt w os e p a r a t ec o n c e n t r a t i o n so nt h eu l t r a s t r u c t u r e so fh e p a t i cc e l l so fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sw e r ei n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo r g a n e l l e si nh e p a t i cc e l l so fp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sw e r ed a m a g e dt od i f f e r e n te x t e n t sa f t e rt h ef i s hw a se x p o s e du n d e rl o w e rc d 2 + c o n c e n t r a t i o n ( 0 1m g l 1 、f o r1 0d a y s u l t r a s t r u e t u r a la l t e r a t i o n si n c l u d e dm i t o e h o n d r i a lc o n d e n s a t i o n ，s w e l l i n g ，a n dl y s i s t h ee n d o p l a s m i cr e t i c u l u r ns h o w e ds l i g h td i l a t i o n , f r a g m e n t a t i o na n dv e s i c u l a t i o n o t h e ro r g a n e l l e s ，s u c ha sn u c l e o l u s ，h a dd i f f e r e n te x t e n t si n j u r yi n c l u d i n gn u c l e a rd e g e n e r a t i o n , c o n d e n s a t i o n a f t e re x p o s u r et h e r ew e r ea l s on u m e r 0 1 1 8l a r g el i p i dd r o p l e t sa n da b u n d a n ts t o r e dg l y c o g e n w h i l et h ef i s he x p o s e du n d e rt h eh i g h e rc d 2 + c o n c e n t r a t i o n ( 1 m g l 1 ) f o r1 0d a y s ，a l m o s ta l lo fo r g a n e l l e si nt h eh e p a t i cc e l l sw e r ea f f e c t e db yc a d m i u me x p o s u r e t h es e v e r i t ye x t e n t so f s u c hc h a n g e sw f l t ed e p e n d e n to nt h ec o n c e n t r a t i o nl e v e lo f c d 2 + n eo r g a n d i e so fi nh e p a t i cc e l l sp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sw h i c he x p o s e dt ob a pw e r ea l s od a m a g e dt od i f f e r e n te x t e n t s m i t o c h o n d r i aa n de n d o p l a s m i cr e t i c u l u mw e r e 也ec h i e fo r g a n e l l e sa f f e c tb yc a d m i u me x p o s u r e 1 h eu l t r a s t r u c t u r es h o w e dd a m a g eo fn u c l e a r , a b s e n c eo fo r g a n e l l e s ，m a s s i v es w o l l e nm i t o c h o n d r i aw i t l ll o s so fe r i s t a e ，m a r k e d l ys w o l l e ne n d o p l a s m i cr e t i c u h i m i ns h o r t ，t h er e s u l t sw e r et h es a m ea sc a d m i u me x p o s u r e i tc a nb ec o n c l u d et h a tc d 2 + a n db e n z o a p y r e n eh a ds i m i l a rm e c h a n i s mo ft h et o x i ce f f e c t so nt h eu l n 砸h l l c t i l r e so f h e p a t i cc e l l so f p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sk e yw o r d sc h a n g j i a n gr i v e re s t u a r yp e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u sc a d m i u mb e n z o a p y r e n e ( b a p )e t h o x y r e s o r u f i n - o d e e t h y l a s e ( e r o d )u l t r a s t r u c t u r ea n t i o x i d a n te n z y m e学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意作者签名：盘2 銎拄学位论文授权使用声明本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在解密后适用本规定学位论文作者签名：日期：一7 6 b导师签日期：华东师范大学0 7 届硕士毕业论文引言一环境污染物及其对水环境的危害环境污染物是由于人类的生产和生活活动人为地进入环境的外源物质，它们大多不是正常人体所需要的组成成分，也不是维持正常生命、生理功能所需要的营养物质，但可由人类生活环境通过一定环节和途径与人体接触并进入人体，且产生一定的生物学作用。环境污染物的种类很多，包括化学的、生物的和物理的等多种污染物。化学污染物是当前最为严重的环境污染物。随着工农业社会的发展，人类生活和生产过程中可能接触到的外源化学物质日益增多，现今估计已达5 0 0 多万种。这些外源化学物质可以通过工业废水、生活污水等多种途径进入水环境。其中，以重金属为代表的无机有毒物和以多环芳烃类为代表的有机有毒物，因其性质稳定不易分解，存在广、危害大，而成为水体污染的罪魁祸首。由其引起的生态效应以及对水生生物资源的危害日益受到人们的重视，逐渐为科研工作者所关注。1 重金属重金属( h e a v ym e t a l s ) 是指比重大于4 或5 的金属，约有4 5 种。其中，部分种类不具备任何生理功能且对生物体有显著的毒性作用，如汞( m e r c u r y ，h g ) ，镉( c a d m i u m ，c d ) 、铅( 1 e a d ，p b ) 、铬( c h r o m i u m ，c r ) 和类金属砷( a r s e n i c ，a s )等；有些重金属是生理必需的，但过量时具有显著的毒性作用，如锌( z i n c ，z n ) 、铜( c o p p e r ，c u ) 、钻( c o b a l t ，c o ) 、镍( n i c k e l ，n i ) 、锡( t i n ，s n ) 等。工农业的发展使大量的重金属污染物通过多种途径释放进入水体而造成污染。水体中重金属的化学形态取决于它的来源及其与水中其它物质的相互作用，可以是离子态、可交换态、吸附态、化学沉淀态和难溶络合态等形态。重金属不仅存在形态多样，而且在水体中只要有微量的浓度即可产生毒性效应( 一般在o 0 1 1 0m g l1 ) 。此外，重金属污染物在水体中不但不能被微生物降解，相反能在食物链的生物放大作用下成千百倍的富集。这些原因使得重金属成为水环境中的主要污染物质，直接危害水生生物，特别是鱼类的生存。以重金属作为污染物的研究对于保护水生生态环境意义重大。2 多环芳烃物质多环芳烃是指分子由2 个或2 个以上苯环连接在一起的一类化合物。【9 1 1 但根据苯环的连接方式不同，这类化合物又可分为三类：苯环和苯环之间各通过一个碳原子相连，如联苯、联三苯等；多苯代脂芳烃；稠环芳烃，即苯环和苯环之间共用两华东师范大学0 7 届硕：l 毕业论文个碳原子相连，如芘、萘、蒽等。目前所说的多环芳烃通常是指稠环芳烃类化合物。多环芳烃( p a h s ) 的来源主要有2 种：天然源和人为源。随着人类工业化进程的发展，尤其是随着石油化工和煤焦油化工汽车化工的发展，人为源已逐渐成为多环芳烃的主要来源。水体中的多环芳烃有三种状态：吸附于悬浮物和沉积物中；溶解于水，呈乳化状态。由于多环芳烃疏水性强，在水中的溶解度小，因此溶解于水中的p a h s 浓度相对较低，但它易于分配到悬浮物或沉积物中的有机质中，也易于在生物体内积累和富集，因此导致沉积物和生物体中的p a h s 每升可达到毫克级。被沉积物吸附后p a h s化学反应活性大大降低，不易被降解。目前对多环芳香烃理化结构、生物学效应的了解主要来自对苯并 a 】芘的研究。苯并芘的疏水性较强，在水中的溶解度较小，因此溶解于水中的苯并【a 芘浓度相对较低，一般来说水体中苯并【a 芘的背景值在o 0 1 1 0 0 n g l 1 之间，但它易于在生物体内累积和富集，因此导致生物体中的苯并【a 】芘每升可达到毫克级，这就表明苯并 a 芘的暴露实际上是不可避免的。此外，苯并 a 芘是最典型的具强致癌性的多环芳烃。因此，以苯并芘作为污染物的研究具有重要的理论和现实意义。二长江河口及其水环境污染长江河口是一个丰水、多沙、中潮、有规律分汉的三角洲河口。长江河段通常是指徐六泾至吴淞口5 0 号标段，流经江苏省常熟、太仓、通洲、海门、启东及上海市，长约1 8 1 8k m 。1 6 8 1 这一水域独特的地理环境条件使其成为多种鱼、虾等水生生物繁殖、发育、生长的场所。长江口水域又是海淡水间洄游性鱼类的通道，生长栖息着咸淡水混合鱼类、降海性和溯河性鱼类，其中有些是重要经济鱼种，有些是国家珍稀保护鱼类，还有不少是养殖苗种资源。此外，这一区域拥有舟山、长江口以及吕四等著名渔场，在东海渔业历史上有着重要的地位，在渔业生产上是一个重要的生态经济水域。然而，近年来由于以往生产建设过程中，忽视生态环境的保护，长江河口地区迅速崛起的都市、快速发展的工业和农业带来了水污染的环境问题。该地区的水体己不同程度地受到了工业废水、城市生活污水、农药、化肥、水土流失、有机质、废渣垃圾、大气沉降物、酸雨和船舶油污等的危害，长江口生态环境受到严重破坏，河口生态系统呈全面衰退趋势，该区域渔业资源也呈持续退化趋势。因此，为遏止水域环境的污染，减少水生自然资源的肆意流失，运用科学的方法进行环境评估、环境检测、环境治理对这一地区的可持续发展意义重大。三鱼类在生物监测中的应用意义华东师范大学0 7 届硕十毕业论文鱼类在水生生态系统中属于次级消费者，在食物链的营养级中居于第二和第三营养级，本身又是许多水鸟及其它食鱼动物的食物来源，在生态系统的物质循环和能量循环中起着重要作用。多种鱼类具有很大的经济、食用和药用价值，而且具有分布广泛、易得、易养和遗传稳定的特征，是理想的研究和监测水环境污染的实验材料。早期就有研究表明鱼类可以通过吸收、吸附和摄食等途径，从周围环境中积累、浓缩化学物。这些环境污染物通过鱼鳃从水中吸收积累，也可通过食物链的生物放大作用在鱼体中蓄积。难以降解的污染物通过食物链的进一步转移，可以使处于高位营养级的生物受到毒害，威胁到人类健康。正是基于鱼类对水环境发生的物理、化学和生物性的各种变化反应十分灵敏的特点，以及鱼类在水生生境中的重要地位，以鱼类作为研究对象，对水环境进行生物检测已普遍应用，这一实践性应用不仅有利于渔业资源的保护，同时在生态风险评价中具有重要价值。四本研究所选取的研究对象及其原因长期以来，对长江河口水环境的研究更多集中于化学指标，对生物在水环境中的监测作用研究尚显不足。而这一区域水生生物资源丰富，其中渔业资源所占比重大，环境污染对当地鱼类的危害影响也备受关注。为此，以长江河口水域主要栖息鱼类为研究对象，检测污染物对鱼类的危害，不仅对于这一地区的渔业生产、管理有极为重要的参考价值，同时可以为河口生态环境保护与管理提供更为科学有效的信息。弹涂鱼( p e r i o p h t h a l m u sc a n t o n e n s i s ) 隶属鲈形目，弹涂鱼科，是我国东南沿海常见的暖水、广温广盐性鱼类，其个体随小，但适应力强、繁殖快、遗传稳定，而且肉味鲜美、富有营养，在长江河口一带，被当地群众视为滋补品，具有很高的经济和食用价值。此外，弹涂鱼主要栖息于近海沿岸及河口高潮线以下的泥质滩涂上，是典型的“两栖”鱼类，皮肤及尾有辅助呼吸的功能，对水环境的变化颇为敏感，而且该种类是滩涂的主要定居者，数量众多，也是部分鸟类的食物来源，在河口生态系统的物质运转过程中占据重要地位，具有重要的生态价值。经调查研究发现，弹涂鱼在以崇明东滩、九段沙自然保护区为主要调查地点的长江河口区域广泛分布。每年盛夏、秋初之际，正值弹涂鱼繁殖季节，可见大量弹涂鱼成群结队跳出洞穴，星罗棋布于滩涂、港汉和芦苇地，形成河口湿地地区特有的自然景观。在上诉区域内，潮沟沿岸两侧，泥质滩涂、芦苇地多，适合弹涂鱼栖息，5 1 0 月之间可见大量分布，平均每平方米1 0 1 2 尾，进入1 1 月天气转凉、气温下降，弹涂鱼多穴居避寒，滩涂之上难觅其踪迹，但在浅滩水域、小潮沟附近，正午阳光充足之时，可见小规模鱼群活动，平均每平方米2 , - , 5 尾。正是基于弹涂鱼的特性以及在长江河口湿地区域内所扮演的重要角色，本研究选其作为研究对象。华东师范大学0 7 届硕士毕业论文五本研究的目的及主要内容1 研究目的本论文拟运用生态毒理学研究方法，对长江口主要岛屿弹涂鱼体内重金属污染现状作了初步调查，并在此基础上，结合实验室暴露实验，开展重金属、多环芳烃对长江河口弹涂鱼毒性效应研究，以了解在这些污染物存在时，弹涂鱼的反应，为进一步开展河口鱼类生态毒理学研究提供基础资料，为这一的地区环境评估及兴建渔业养殖基地的可行性评估，提供重要参考依据。2 研究内容( 1 ) 检测分析c u 2 + 、z n 2 + 、c 0 2 + 、p b 2 + 四种重金属离子在河口地区弹涂鱼体内的积累状况( 2 ) 通过体外暴露试验，研究在亚致死浓度下，c a 2 + 对弹涂鱼的毒性作用。( 3 ) 通过体外暴露试验，研究在亚致死浓度下，多环芳香烃类化合物苯丙【a 】芘对弹涂鱼的毒性效应。3 实验设计，华东师范大学0 7 届硕士毕业论文第一章重金属在长江河口弹涂鱼体内不同组织的积累1材料和方法1 1 仪器与试剂浓h n 0 3 、h c l 0 4 均为优级纯；原子吸收光谱仪a a 8 0 0 为美国p e 公司产品。1 2 实验材料实验用弹涂鱼( p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u s ) ，于2 0 0 5 年9 月，分别在上海崇明东滩三个不同地点( 北点：e ：1 2 1 。5 771 3 3 8 ”，n ：3 1 。3 2 3 7 2 0 ”；中点：e ：1 2 1 。5 6 5 9 8 2 ”，n ：3 1 。2 9 5 9 2 2 ”；南点：e ：1 2 1 。5 573 1 4 4 ”，n ：3 1 。2 7 4 5 4 2 ”) 采样获得，平均身长8 1 3 4 - 0 8 2 e m ，平均体重4 3 8 1 3 3 9 。圈1 1 弹涂鱼采集地点f i g 1 1s a m p l i n gs i t e so f p e r i o p h t h a l m u sm o s s e s1 3 方法采样获得的鱼体标本依据采样点不同编号分组，经测定常规生物学指标后，置于冰盘内解剖，取肝脏、鳃、肌肉等组织，用预冷重蒸水洗净、滤纸吸干称重后，采用马福炉高温灰化法制备待测溶液。鱼体组织样品( 一般为0 5 0 0 0 2 0 0 0 9 ) 放入洁净的瓷坩埚中，先在3 0 0 * ( 2 的电热板上炭化，待无烟产生后转至马福炉中，6 0 0 c华东师范大学0 7 届硕士毕业论文高温灼烧3 5 h ( 至样品白色或灰白色，无炭粒为止) ，在干燥器内冷却后取出，然后缓慢滴加l ：1 混合酸( 浓h n 0 3 ：h c l 0 4 = i ：1 ) 硝化溶解过夜，待溶液澄清后，无损失地转移到l o m l 容量瓶中，用超纯水定容待测，同样方法制备空白液。制备待测液采用原子吸收光谱仪测定其中重金属镉( c d 2 + ) 、铅( p b 2 + ) 、锌( z n 2 + ) 、铜( c u 2 + )含量。采用原子吸收光谱仪测定样品液及空白对照金属浓度后依据以下公式计算获得弹涂鱼各组织器官单位质量所含c u 2 + 、z n 2 + 、c d 2 + 、p b 2 + 四种重金属离子量：重金属含量( m g k 9 1 ) = ( 样品液金属离子浓度一空白对照金属离子浓度) 样品液容积( 1 0 m l ) 组织干重( k g )2结果由表1 1 所得结果可知，c u 2 + 在弹涂鱼各组织中均有积累，积累顺序为鱼鳃 肝脏 肌肉。z n 2 + 在各组织中积累含量是四种金属中最多的，各组织积累顺序与c u 2 一致，同样为鱼鳃 肝脏 肌肉。c d 2 + 是四种金属之中在组织中积累最少的，此外，与其他三种金属所不同的是，c d 2 + 在肝脏中含量最高，鱼鳃次之，肌肉中最少。p b 2 +在各组织中的含量也相对较低，在四种金属中仅大于c d 2 + ，各组织中积累顺序鱼鳃肝脏 肌肉。表1 - 1e l l 2 + 、z n “、c d “、p b 2 _ 在弹涂鱼各组织中的积累( m g k g 1 ) ，f i g 1 - ic u 2 + 、z n 2 + 、c d “、p b ”a c c u m u l a t i o n i n t h e t i s s u e s o f p e r i o p h t h a l m u s m o d e s t u s ( m g k g 1 )注：表中数据为。平均值标准差”，n = 63讨论鱼类可通过吸收、吸附和摄食等途径，从周围环境中积累、浓缩化学物，目前普遍认为鱼类主要是通过鳃直接从水中吸收和积累污染物质。水中的重金属可以被鱼类所摄取而蓄积，当重金属离子进入鱼体时，一方面鱼体摄取重金属污染物，表华东师范大学0 7 届硕士毕业论文现为重金属在鱼体内的积累；另一方面鱼体发挥自身的解毒功能，将毒物向体外释放，以求保持内环境的稳定。【8 5 l重金属进入鱼体后重金属在组织中的吸收和积累取决于暴露时间和水体中重金属浓度，同时还与温度、鱼龄、重金属的种类有关，并受重金属离子的相互作用以及水化学性质和鱼的生理代谢活性等因子的影响。一般情况下，不同重金属在同一器官组织积累程度不同；同种重金属在同一生物的不同器官组织积累程度也不同。本研究中，四种重金属c u 2 + 、z n 2 + 、c d 2 + 、p b 2 + 在弹涂鱼同一组织的积累含量不同，且相差较大，但通过比较可以发现，弹涂鱼体内无论何种组织，z n 2 + 的积累量最大，c u 2 + 次之，p b 2 + 、c d 2 + 分列其后，其中以c d 2 + 的含量最少。分析原因可能由于该区域水环境中z n 2 + 的含量较高，也可能由于z n 2 + 更易与弹涂鱼体内特定内源性物质结合，较长时期存留机体内不断积累增多，而弹涂鱼对z n 2 + 的解毒能力又相对较弱而致。以上研究同时表明，同种金属在不同组织中积累程度不同，c u 2 + 、z n 2 + 、p b 2 + 在弹涂鱼体内各组织积累顺序为鱼鳃 肝脏 肌肉，而c d 2 + 在肝脏中积累较多，积累顺序为肝脏 鱼鳃 肌肉。之所以产生如上结果，作者认定原因有如下几点。首先，鱼鳃是鱼呼吸、接触和吸收水体中重金属离子的重要器官，肝脏是鱼代谢和积累重金属离子的主要器官，相比之下，肌肉对重金属的亲和力远比肝、鳃弱。其次，重金属在肝脏中的积累主要与金属硫蛋白( m t ) 的诱导作用有关，金属硫蛋白主要的生物学功能是调节鱼体内自由金属离子的浓度，可以减弱重金属离子特别是c d 2 + 这种非生物必需元素的毒性作用】，正是因为肝的解毒作用，肝组织内可诱导产生大量束缚重金属的金属硫蛋白，使其成为体内积累重金属的主要部位。有关重金属在鱼类体内积累分布的报道较多 7 3 , 7 9 , 8 2 , 8 3 】，由于采用不同区域、不同时间采样的不同鱼类，致使研究结论各不相同。但毋庸雹疑的是，重金属污染物在鱼体内的积累、排除处于动态平衡状态，当鱼体生活于污染环境时，重金属的积累作用占据主导，积累含量超出鱼体自身解毒能力时就可能导致积累性中毒。因此，在综合考虑污染物、水环境、生物等因素的基础上，研究鱼体中重金属含量积累的变化，是行之有效的生物监测手段。华东师范人学0 7 届硕士毕业论文第二章c d 2 + 对长江河口弹涂鱼的毒性效应第一节c d 2 + 对弹涂鱼体内抗氧化酶系统的影响水体中的污染物物质对水生生物的毒性作用机制之一是其造成生物体内的过氧化胁迫，及当环境胁迫达到一定程度后，能导致体内产生大量的活性氧自由基( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s 简称r o s ) ，这些活性氧又可使d n a 断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等，从而引起机体氧化应激，造成生物大分子和膜脂质过氧化，诱发多种损害。动物的抗氧化防御系统包括抗氧化酶和抗氧化小分子，前者如超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) ，后者包括谷胱甘肽( g s h ) 、维生素e 和1 3 胡萝h 素等。【6 3 】在正常情况下，s o d 、c a t 和g s h p x等抗氧化酶联合作用清除产生的活性氧自由基。已有研究表明【5 7 , 6 0 , 6 1 , 8 4 , 8 6 ，抗氧化防御系统的成分可由于污染胁迫而发生改变，尝试以这些抗氧化防御系统成分的变化作为污染胁迫的生物指标的研究也是生态毒理学研究策略之一。本节重点研究重金属c d 2 + 暴露后，弹涂鱼肝脏抗氧化酶活力的变化。从而反映重金属胁迫下，弹涂鱼遭受的重金属毒性影响。1 材料和方法1 1 仪器与试剂实验用c d s 0 4 8 h 2 0 ( 分析纯) 溶液购自上海市计量测试研究院，超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 酶活力检测试剂盒均购自南京建成生物工程有限公司，牛血清白蛋白为r o c h e 公司进口分装产品，考马斯亮蓝r - 2 5 0 工作液为b i o r i d 产品，一般药品均为国产分析纯。u v - v i s 7 5 0 0 紫外可见分光光度计为上海天美科学仪器有限公司产品，e l x 8 0 0酶标仪为b i o t e k 公司产品，f l u k of 6 l o 超细匀浆机。1 2 实验材料实验用弹涂鱼( p e r i o p h t h a l m u sm o d e s t u s ) ，于2 0 0 6 年5 7 月间，捕自上海市崇明县崇明东滩，平均身长8 4 3 o 5 7 c m 、平均体重4 3 7 + 0 7 8 9 ，自然采光条件下饲养。实验鱼在去氯自来水暂养两日后，分别投入不同处理组的暴露水体中进行染毒暴露实验。1