（环境科学专业论文）用底栖生物河蚬研究水源中挥发酚在生物体内的累积效应.pdf

摘要 0 3 7 3m g k g 一，扣除本底值后，与水体中的酚浓度相比，河蚬体内对 酚的累积系数约达到1 0 0 倍；而在水质稍好的江村水源地里，河蚬体 内的酚含量变化不明显，仍保持在o 2m g k g 。的平均水平。 酚对淡水生物的急性毒性浓度为1 0 4m g l ，但在室内毒理实 验中发现河蚬对酚的耐受限远高于此，河蚬用5 0 0m g l 。的酚溶液处 h 理7 2 h 后，未发现有河蚬个体死亡。这与河蚬本身的生理特点有关。 在用1 0 一5 0 0m g l 1 范围的酚溶液处理河蚬时，河蚬体内酚的累积量 随着酚溶液浓度的升高而增大。 结论：河蚬对d o 和水温敏感，对部分水体污染物质具有较高的 耐受性，可从水中富集较高浓度的酚，有较高的累积系数：针对目前 广州河段微量有机污染物的特点，河蚬适合用于为期1 3 年的群落级 生物监测。 关键词：河蚬挥发酚水源水累积 a b s t r a c t s t u d y t ot h e a c c u m u l a t i n g e f f e c t o f p h e n o l i nt h ea q u a t i c o r g a n i s m a b o u tc o r b i c u l a f l u m i n e a ( m u l l e r ) m a j o r ： e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e n a m e ：l u j i e s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r c h e n g u i z h u a b s t r a c t t h eq u a l i t y o ft h es o u r c ew a t e rf o rd r i n k i n gi ng u a n g z h o ud o e s n t s a r i s f y t h ec r i t e r i o no ft h et h i r d c a t e g o r y o fw a t e ra n d m a n yi t e m s ， e s p e c i a l l yt h eh a r m f u l m i c r o s u b s t a n c et ot h eh u m a n b e i n g ，a r ee x c e s s i t s e e m st h a tt h e p h y s i c a l a n dc h e m i c a lm e t h o d sa r en o ts u f f i c i e n tf o r m a n i f e s t i n gt h e f a c t u a lc o n d i t i o no ft h es o u r c ew a t e r i nt h i sr e s e a r c h ， m a k i n g l l s eo ft h et h e o r yo ft h eb i o a c c u m u l a t i o no f p o l l u t e do b j e c t si nt h e b o d y o f l i v i n gc r e a t u r e ，a p p l y i n g t h e b i o l o g i c a lm o n i t o r i n g a s m e t h o d o l o g y w eo p t e d t h es o u r c ew a t e rf r o mt w o w a t e r p u r i f y i n g f a c t o r i e s ，s h i m e n a n d j i a n g c u n a st h e o b j e c t t o r e s e a r c h ，c o r b i c u l a f l u m i n e aa s b i o l o g i c a lm o n i t o r i n g m a t e r i a la n d p h e n o l a st h e r e p r e s e n t a t i o n o fs l i g h t l yt o x i c i t yp o l l u t e do b j e c tt os t u d yt h ef a c t u a l s i t u a t i o no ft h es o u r c ew a t e r l l i a b s t r a c t c o r b i c u l af l u m i n e ai sak i n do fb i v a l v u l a ri n f a u n al i v i n gi nc l e a n w a t e r i t sa c c u m u l a t i n gr a t i of o rp o l l u t e do b j e c t sc o u l db er a t h e rh i g h g i v e nt h i sc h a r a c t e r i s t i c ，t w os e r i e so f e x p e r i m e n t s a r ec a r r i e do u t 1 ) i nl a b o r a t o r y ，c o r b i c u l a f l u m i n e ai s d i s p o s e d i n h i g h c o n c e n t r a t e d l i q u i dp h e n o l ，o b s e r v e d i t sa c u t et o x i c i t i cp h e n o m e n o n 2 ) c b r b i c u l af l u r n i n e ai sd i s p o s e di n t h eb i o l o g i c a l m o n i t o r i n g p o o li nt h et w ow a t e r p u r i f y i n gf a c t o r i e s ，i t sr e a c t i o no f a c c u m u l a t i o ni s a n a l y z e d p r e v i o u s l y ，t h e r e s e a r c ho ni t i s m o s t l y o nt h e a n a l y s i s o ft h e i r g r o u p si nw i l dc o n d i t i o n a n dt h e r ei s n op u b l i c a t i o na b o u tt h er e s e a r c h o nc o r b i c u l a f l u m i n e ai nt h ew a t e rr e g i o n i no u a n g z h o u f o l l o w i n g i st h er e s u l to f s t u d y t h ea c c u m u l a t i o no fp h e n o li nt h ew a t e rh a sb e e nl o w e rt h a nt h e l i m i to fd e t e c t i o no f0 0 0 2m g l 一c o r b i c u l af l u m i n e al i v i n g i nt h e e x p e r i m e n t a lp o o l c a r ls u r v i v ew h e nt h ef a c t o r s o fd oa n dt h e t e m p e r a t u r eo f w a t e ra r ea l lr i g h t t h eo r i g i n a lc o n t e n to fp h e n o li nt h e s a m p l eo fc o r b i c u l af l u m i n e a i s0 2 m g k g s i xm o n t h sl a t e r ，t h e c o n c e n t r a t i o no f p h e n o l i nc o r b i c u l af l u m i n e ah a si n c r e a s e dt o0 37 3 m g k g 1 i nt h es o u r c ew a t e ro fs h i m e nw h e r et h eq u a l i t yo fw a t e ri s r e l a t i v e l yw o r s e a n d t h eq u a l i t yo f s o u r c ew a t e ro f j i a n g c u n i sb e t t e r ，t h e c o n t e n to f p h e n o li nc o r b i c u l a f l u m i n e ah a sn o tc h a n g e de v i d e n t l y t h ec o n c e n t r a t i o no ft h ea c u t et o x i c i t yo fp h e n o lt ot h ef r e s hw a t e r a b s t r a c t l i f e - f o r mi s10 4m g l 。b u td u r i n gr e s e a r c h ，i ti sf o u n dt h a tt h et o l e r a n c e o fc u b i c u l af l u m i n e af o rt h e t o x i c i t y i sm u c hh i g h e rt h a nt h a t c u b i c u l af l u m i n e as t i l le x i s ti nt h eh i l g hc o n c e n t r a t i o no f p h e n o l ，5 0 0 m g l ，a f t e r7 2h o u r s i ti s a b o u tt h ec h a r a c t e r so f c u b i c u l af l u m i n e a t h e q u a n t i t y o f a c c u m u l a t i n gp h e n o l i n s i d ec o r b i c u l af l u m i n n e a i n c r e a s e sa l o n gw i t ht h ec o n c e n t r a t i o no f p h e n o li nt h ew a t e rw i t h i na c e r t a i nr a n g e c o n c l u s i o n ：c o r b i c u l af l u m i n e ai ss e n s i t i v et od oa n dt h et e m p e r a t u r e o fw a t e r ，a n dh a sah i g ht o l e r a n c et ot h ep o l l u t i o ni nt h ew a t e r i tc a r l a c c u m u l a t er a t h e r h i g h c o n c e n t r a t i o no fp h e n o lf r o mw a t e r f o rt h e e x i s t e n c eo fs l i g h t l yo r g a n i cc o n t a m i n a t i o no b j e c t si nt h er i v e rr e a c ho f g u a n g z h o u ，c o r b i c u l a f l u m i n e ac a nb eag o o dm e d i u mf o rt h es u r v e yo f l o n g t e r mb i o l o g i c a lm o n i t o r i n g k e y w o r d s ：c o r b i c u l a f l u m i n e a s o u r c ew a t e r v p h e n o l a c c u m u l a t i n g 第l 章研究目的和意义 第1 章研究的目的和意义 珠江三角洲地区河网密布，水量充沛，也是水产资源的重要基地，珠江作为珠 三角最大的河流，是三角洲人民生活、生产和水上运输的大动脉。随着三角洲经济 的发展，生活污水和工业废水排放量迅速增加，尤其是在珠江广州河段。据统计， 近年来广州市的自来水供应量每年以9 的速度递增，城市污水的排放量也以同样 的速度递增，每年平均日增量为3 0 万立方米，工业污染虽然得到控制，但远未完 全解决，工业废水排放达标率仅6 1 2 2 ，而生活污染和农业污染( 主要是大型禽畜 饲料场) 问题目益突出，城市污水有8 4 未经处理排入水体。饮用水的污染源已危 及居民的健康。 广州供水水源主要来自四个流域：流溪河白坭河流域、珠江前后航道( 前 航道主要为工业用水) 、东江流域及北江流域，根据近年的环境监测，饮用水源1 9 个统计指标中，广州市有c o d ( 高锰酸钾指数) 、b o d 5 、细菌总数、总大肠菌数、 溶解氧、亚硝酸盐氮等数项指标的年均值超标。据广东省2 0 0 3 年公布的全省2 1 个 地级以上城市4 0 个饮用水源地水质状况：对饮用水源进行采样、分析、评价，从 低到高以2 0 为一阶梯，分别定为优、良、尚好、差和极差，广州市的江村水厂、石 门水厂祁西村水厂三个厂的供水量占了广州市总需水量的6 0 ，水质质量仅在尚好 和极差之间徘徊，且水量属于比较紧缺的类型。其余两个水厂新塘、西洲的水质为 良，水量正常。 目前，广州市自来水的生产工艺流程为加氨一液氯一明矾一加石灰水一砂滤， 根据水源水的水质，还会在此工艺前投加高锰酸钾和粉末活性炭。这种传统的自来 水生产工艺对水源水中的色度、浊度、异味和细菌等指标有显著的效果，但是，这 种工艺已有近百年历史，是针对当时水源水质特点建立起来的，对目前水源水的污 染的去除有明显的技术局限性( 徐风丹，1 9 9 4 ) 。这种传统工艺不能有效去除水源 水中的某些可溶性污染物，如无机污染物中的n n o ，。、n - n i 七+ 和些有毒重金属项目 以及有机污染物中的酚类、多环芳烃和农药等“三致”物质。相反，在水源水氯化 消毒过程中，还会增加新的有机物，如氯仿、四氯化碳、氯苯、五氯酚、六氯苯等， 这些含量低的微污染物质，。它们在水中仅有部分挥发散失，难降解，是对人体有害 的“三致”物质( 蒋可，1 9 8 2 ) 。 第1 章研究目的和意义 针对自来水生产工艺中存在的问题及曰益严重的水源水的污染，应加强对城市 水源水的保护和水质中微污染物的监测分析能力，及时掌握饮用水源水质情况，以 便采取及时的防止污染措施，减少水污染程度。目前，对污染的监测，理化分析监 测手段一直扮演着重要的角色。但是，随着污染的生物学效应和人群健康影响受到 越来越多的重视，人们逐渐认识到单一依赖理化监测难以反映污染物，对生物体及 生态系统综合影响效应。尤其是微量污染物含量低，理化方法难以监测到，不能说 明该浓度对于环境中生物的危害程度。 因此生物监测应运而生。对广州市饮用水源水质有机污染物等多项指标超标的 现状，采用生物方法监测水体有机物的微量长期污染意义重大。 生物监测方法能反映微量污染物对生物体的赢接作用、长期累积性以及协同效 应等毒物效应的影响，尤其在多种污染物并存时，能反应综合的水体污染物对生物 体的直接影响。针对广州市饮用水源水有机污染物等多项指标超标的现状，采用生 物方法监测水体有机物的微量长期污染意义重大。因此，应该加强水污染中有机物 生物监测新技术、新方法的开发，以预防和减少广州市饮用水源水有机物污染。 现选取有机微污染物挥发酚作为监测项目，底栖生物河蚬为生物监测的材料。 第2 章国内外研究概况 第2 章国内外研究概况 2 1 生物监测方法研究概况 环境污染物对生物的危害程度可直接由生物监测取得，目的是有规则连续系 统的运用生物反应来评价环境的变化( m a t t h e w s ，1 9 8 2 ) 。生物监测可分为群落 监测( c o m m u n i t y m o n i t o r i n g ) 和生物测试( b i o a s s a y ) 两大类， 2 1 1 群落监测研究 如果仅用单种化学物质的l d 5 0 的毒性试验结果，外推到整个生态系统并不 科学。因为存在着环境条件的千变万化和生物体自身的敏感性差异。就水环境保 护而言，群落级的毒性试验最为理想。( 沈韫芬，1 9 9 7 ) p r t r i c k 和c a i r n s ( 1 9 6 7 ) 从1 9 4 8 1 9 6 6 年在美国各地、南美和加拿大调查了 2 0 2 条河流的各类水生生物，发现藻类、原生动物、水生昆虫、鱼等在相似环境 中，种类组成随时间、空间而变化，但是种类数相当稳定，种类的个体数量也有 一定的模型j 故可以利用指示生物在水体中的出现或消失、以及数量的多少来监测水质。 例如，利用污水生物系统可以对河段受污染程度和自净程度作出初步判断；通过 1 0 0 0 米之内微型生物的数目种类变化可以明显看出河流的自净过程：亦可利用 种类数目的突然变化判断泄露事故。( 张海波，1 9 9 8 ) 2 1 1 1 用微型生物监测水质研究 水环境决定了微型生物种群或群落结构特征，其种类数目即是水体环境质量的体 兰! 望里堕丛塑窒塑堡 现。p f u 是三维的人工基质，可在任何时间浸没于任何水体中，其孔径为 1 0 0 m 5 0 u r n 左右，只有微型生物( 细菌、真菌、藻类、原生动物、小型轮虫等) 才能进入p f u 中，p f u 放在水中1 - 3 天，能收集到8 5 的种类，在其中生活的 微型生物群落在达到平衡后，能出现掠食、竞争等种间关系并形成食物网；有生 产者、分解者、初级消费者和次级消费者，具有环境真实性。是在群落水平上对 环境做出反应。( 沈韫芬，1 9 9 7 ) 2 1 1 2 用综合生物指数法评价水质的研究 除微型生物外，也可用浮游和底栖生物的种群结构和数量分布来评价水质。 例如s h a n n o n w e a r e r 多样性指数为生物群落中的种群数与个体总数的比 值，是反映种群结构特点和指示有机污染的方法；再如g o o d n i g h t 生物指数 采用毛类个体数和底栖动物个体总数的比值，反殃生物有机污染的方法。原理都 是利用水生生物群落结构的变化来监测水质。 但单项生物指数评价水质时常会出现片面性与不确定性，针对此，张光贵 ( 2 0 0 0 ) 提出了用综合生物指数法评价水质。以下面几种常用评价水质的生物指 数法为基础 表2 1 l生物指数污染程度j 清洁轻污染b 一中污染a 中污染重污染1 ；t r e n t 指数 9 7531 lc h a n d l e r 记分制 8 0 07 0 05 0 03 0 05 0 l g o o d n i g h t w h i t l e y 3 52 51 210 【指数 1b e c k 指数 1 06310 s i m p s o n 指数 63210 给出了用模糊集合隶属函数对生物指数进行标准化处理的计算公式，把各种生物 指数归化为0 l 之间的生物污染分指数： p i 综合指数法：bi = p 2 i p i 第2 章国内外研究概况 按bi 值的大小评价水质如下 ib i 值 =l 0 2 1 0 4 l 0 6 1 0 8 l 1 l 污染程度l清洁f轻污染fp 中污染f * 中污染重污染f 实验结果表明，该方法在综合各种生物指数评价结果的基础上，能对某一水 体水质作出明确的评价结论，且与用理化监测结果评价水质的结论相吻合。 2 1 1 3 关于群落监测的评述及建议 根据生态学基本原理，生物分布受地质、气候等因素影响，群落分布有明显 的区域特征( 王国祥，1 9 9 4 ) 。所以使用群落监测法，首先要有地区性生物指标 模式； 其次，要选择项目和频率；由于生态系统中的成员生态特征千差万别，对环 境变化的反应也不一样，同生物在不同生活史阶段对污染的反应也不同；生态 系统污染后，结构和功能的变化也不完全一致，所以根据不同水体特征选取监测 项目是有效地进行群落监测的关键。对于监测频率的确定，不仅要考虑生态系统 各成员的固有变异性，还当考虑统计学要求，有适当数量的样品来增加解释的可 信度。 第三，选定敏感的测试终点。由于环境引起的生态系统在结构和功能上的变 化，生物监测所需要的一些敏感参数往往是潜在于一些微弱的变化中，要善于分 析总结。( 王国祥，1 9 9 4 ) 最好将群落监测和生物测试结果联合起来分析，因为生物测试能提供大量关 于生物物种生存、生长、生理生化、结构、行为及遗传特性等方面的信息。 而群落监测是测定生物，以及整个生物群落的组成、结构、数量、大小和重量、 代谢状况、生理作用速率的变化、病态的产生发展等。生物测试观察到的一些生 物变化特征，可以有助于确定群落监测有关项目的终点。 第2 章国内外研究概况 2 1 2 生物个体监测研究 生物个体测试是用实验方法研究和监测评价环境污染物对生物的影响，可分 为两类：一类是生长刺激实验，主要用于检测水和废水中植物营养素及生长刺激 素的存在状况；另一类是毒理试验，主要用于监测废水对生物的毒性大小。 长期以来，生物测试利用生物因污染物的毒害效应所产生的生理机能及遗传 特性的变化，测试环境污染状况，水质标准制定的依据就是生物测试结果。( 王 国祥，1 9 9 4 ) 2 1 2 1 蚕豆根尖细胞微核监测技术研究 针对“三致”物质对生物体遗传变异的影响，利用蚕豆根尖细胞在受到致突 变等有害害污染物的影响时，蚕豆根尖细胞分裂出现明显的微核这一生理现象 ( 连颖，1 9 9 6 ) 。原理如下：微核是在诱变因子的作用下，染色体断裂形成的小 体，微核检出率与染色体畸变率之间明显相关。该项技术最先由d e g r a s s i 使用， 经过2 0 余年的发展后，已成为国内外用于研究和监测环境致突变物的高等植物 闻期体细胞遗传检测系统( 刘灿辉，1 9 9 4 ) 微核千分率( m c n o ) = 基塑达拦壶! 毯型题2 狸塞到的微接绁胞錾 + 1 0 0 0 o 某测试样点( 或对照) 观察的细胞数 将样品的微核率千分值与对照的蒸馏水比较，计算污染指数r 污染指数( p i ) =搓晶塞捌丛坠i 渔壬塑值 标准水( 对照组) m c n o 平均值 注：本底微核率必须不高于1 0 根据实验结果，诱变剂浓度越高，微核率也越高。 污染指数在0 1 5 区间为基本没有污染 1 5 2 区间为轻污染 2 3 5 区间为中污染3 5 以上为重污染( 张玉发) 第2 章国内外研究概况 2 1 2 2 水生生物监测水质技术 为了能够迅速地发觉水体中突然增加的污染物，利用水生物对水体有害物质 的敏感性，通过测定生物在不同水质环境条件下的活动状况，得出对水质的定性 评价结果( 张明杰，2 0 0 1 ) 。通常使用的有： 鱼测法设一水槽，利用鱼的逆游习性，不断引水注入。在水中污染加大时 鱼的逆游减弱，被具有一定流速的水流冲至后方栅栏，触发传感器。 水虱测法原理同上，水虱装在被监测水样的水箱中，通过红外线光束传感器 连续监测，当水虱的运动频度突然增加或减少并超出许可范围时， 触发报警装置。 以上两种水生物监测水质技术均适用于河流水中突发污染事件的瞬时监测。 另外还有： 人工底质测定法将人工网箱铺上卵石模拟底质沉入河底，每4 - 6 个星期取出 ? 。 回收测定依附于其上的小型水生物。通过与预先测定的小生 物种类数目水质变化曲线，来分析该河段的水质控制或治 理效果： 但此法因为要分析季节、流量的影响，且时间间隔太长，所以应用意义不大。 2 1 。2 。3 关于生物毒理试验研究的评述与建议 如要对生物进行毒理试验，可采用以下两个实验思路： 1 ) 采用不同毒物的同一实验浓度，作用于同一生物体，测定它们的联台毒性是 加重还是减轻，同时对协同、相加与拮抗作用进行生理生化机制的研究。 2 ) 采用同一毒物的不同试验浓度，作用于水生生态系统中不同营养级物， 毒物有通过水生食物链生物富集的能力，这样就可以判别污染可能产生的生态效 应，建立适宜的水生态基准，从而制定科学的水质标准。( 谢建春，2 0 0 1 ) 以上两种方法可交互使用，有利于充分研究污染物质对生物的生态效应。 第2 章国内外研究概况 2 2 有关河蚬的生物监测研究 2 2 1 河蚬的群落监测研究 河蚬生长于清洁水体，其生存状况主要受水质优劣和食物丰富程度的影响。 杞桑等于1 9 8 0 年曾利用该河段中的水栖寡毛类、多毛类和软体动物中的河蚬 这三大类群的野外调查数据。计算出该河段的生物污染指数，依此对该河段的污 染进行评价，同时，还对珠江广州河段河蚬的种群生态学进行了研究。 曹文明( 2 0 0 0 ) 在调查太湖河蚬资源时，发现河蚬在高密度区，密度可达 每m 2 8 9 个，而在水较深的湖中心区，受污染较重的三山湖，密草区东太湖，河 蚬密度均在每m 2 1 0 个以下，成为广阔的低密区。原因分别如下：湖中心区域 水体肥力较沿岸低、浮游生物量小和湖中心区域水流速度小，不适合于河蚬繁殖； 水体污染使水质恶化，导致河蚬死亡；水草具有澄清水质、排斥藻类生存的作用， 导致河蚬的食物量不足，所以水草量与河蚬分布呈现负相关。 凌去非( 2 0 0 1 ) 在调查昆承湖河蚬资源时，发现水体环境对河蚬资源影响 极大，1 9 9 9 年昆承湖水体理化因子与1 9 9 8 年相比较，总磷增加了3 倍，氨氮增加 了5 4 8 倍，总氮增加了2 2 3 倍，酚增加了0 9 1 倍。这些数据说明昆承湖水体污染 在加重，但在4 、6 、7 号采样点的c o d 分别降低了2 2 、9 4 5 和1 3 ：4 7 时， 它们的河蚬密度因此增加了8 7 5 ，4 0 和1 5 0 。由此可见，水体理化因子尤 其是c o d 与河蚬的密度密切相关。降低c o d 可大大促进河蚬的生长。 2 2 2 河蚬的个体监测研究 邹玲嫒( 2 0 0 3 ) 探讨了黄蚬( 即河蚬) 对二氧化氯的安全用量范围，目的 是推广使用二氧化氯对蚬病的防治和致病菌群、病毒等检疫指标的控制。试验表 明黄蚬对二氧化氯的耐受性较高，2 4hl c 5 0 、4 8 hl c 5 0 和9 6hl c 5 0 分别为 3 1 5m g l 4 、2 6 0m g l 1 和2 3 5m g l ：安全浓度为5 3m g l 一。高于 欧鳗2 4hlc5 0 为5 1 0m g l 。( 兰国政，1 9 9 7 ) ，安全浓度高于红蝥螯虾 第2 章国内9 研究概况 的4 9 m g l “( 吴志新，2 0 0 0 ) ，金鱼的o 5m g l 。( 宋鸿，2 0 0 0 ) 。黄蚬在1 0 m g l 。1 二氧化氯试验液中4 8 小时内基本没有伤害；在5m gl o 以下二氧化氯试验液中， 成活率高于对照组，而且随试验时间延长效果更为显著，这一结果可能与二氧化 氯的消毒、增氧和改善水质作用有关。 黄雪琴( 1 9 9 5 ) 曾研究过镉对河蚬碱性磷酸酶的影响，发现镉对河蚬碱性 磷酸酶( a l p ) 的活性有明显抑制作用，这种抑制作用与个体的性别、大小、致 毒时间等因素有关，且抑制作用在一定范围内是可以恢复的。但当镉浓度达到 0 i m g k g 。时，a l p 活性己不能恢复，且不断降低，个体逐渐死亡。在测定雌、 雄河蚬a l p 与镉的关系时，发现雄蚬对镉污染更为敏感，这可能与雄蚬的生殖 腺有一定的关系，郑志仁( 1 9 9 1 ) 就以大鼠为例，论述睾丸对镉的毒性较为敏感， 这与镉毒性引起的病理主要是损伤其血一睾丸屏障有关。故在镉毒性实验时必须 区分雌、雄河蚬个体。 周焕清( 1 9 9 4 ) 调查闽江段河蚬体内的重金属含量，着重指出蚬仔在水中 以吞水、吐水方式进行呼吸和摄食，易于浓缩、蓄积重金属。将蚬仔按年龄、大 小、1 夕l 壳颜色区分，研究它们体内金属含量，发现规律如下：蚬龄大的蚬仔体内 含量高，大小蚬仔体内含量差别不大，黄蚬体内的重金属含量比黑蚬低。 在闽江段3 8 份水质分析中，p b 、c d 、c u 未检出，但河蚬体内平均含量己 分别达到0 4 2 m g k g 、o 2 1n a g k 9 1 、3 6 9m g k 9 1 ：z n 的检出率为2 8 ， 范围在未检出0 2 1m g k g 。，体内平均含量为1 8 4 4 m g k g 一：但与对应卫生 标准p b 一2 0 m g k g ，c d 一2 0 m g k g ，c u 一3 0 m g k g ，z n 一1 0 0 0 m g k g 。 相比较，亦不曾超出食品卫生标准。 2 2 3 分析与讨论 对以上研究成果进行分析：河蚬对某些污染物质的耐受性远比其他水生生 物要高，因为其硬质外壳具有一定的保护作用，可避免肌体与水体的直接接触， 滤食性使得只有少量的水能进入河蚬体内。 第2 章国内外研究概况 例如河蚬对二氧化氯的安全浓度为5 3m g - l ，远高于金鱼的o 5 m g l ； 2 4hl c 5 0 亦为欧鳗的6 倍左右。在昆承湖的4 号采样点，c o d 下降了2 2 ，但 仍高达1 5 6 3m g l ，而河蚬资源就比上年增加了8 7 5 ，同时该点的酚含量 为o 0 0 7m g l ，己超过渔业水质标准要求，但对河蚬的生长并未造成明显不良 影响：7 号采样点的河蚬密度最高，为每m 21 6 0 个，c o d 为1 5 7 4m g l ，3 号点的河蚬密度最低，为每m 2 2 6 个，c o d 亦为各点的最大值1 9 9 7m g l ，以 上各点都已超出水质中c o d 的i i i 类要求：1 5n a g l ，而河蚬仍能正常生长， 可知河蚬对水体污染具备一定的耐受性。 据周焕清的研究，河蚬对重金属的累积系数相当高，当水体中的重金属含 量低于检出限时，河蚬体内仍可以有高于环境浓度数百倍的累积量，河蚬蚬龄越 长，体内累积重金属含量越高，与个体大小无关；因为黑蚬的分布量与底泥中的 硫含量成正比，而亲硫元素如c d 、p b 、h g 、c u 的潜在活性大，易参与环境中 各类物质的反应( 朱圣清，2 0 0 1 ) ，故黑蚬体内的重金属含量比黄蚬高。 此外，河蚬的某些生理指标，可成为监测某项污染物质的灵敏指标，如以 河蚬的( a l p ) 用于监测镉。 讨论了河蚬的群落监测和个体监测的特点后，决定在本研究中采用个体测试 法。分为两步：一是在实验室内用酚对河蚬进行毒理试验，观察河蚬对酚的耐受 性和河蚬的存活率；二是将河蚬放养于水源水中，检测水源水中微量挥发酚在河 蚬体内的累积以及对水中污染物质对河蚬的综合生态效应。以上内容将在下一章 进行详述。 第3 章研冗的对象与研冤方法 第3 章研究的对象与研究方法 3 1 研究的对象 3 1 1 饮用水源地水质情况 选取广i - i , i n 大自来水厂：石门水厂和江村水厂的水源地水质作为研究对象。 石门水厂位于广州珏航道，月供水量占广州市区供水总量的3 0 ，当地的水 质全年平均为类水，江水色黑、浑浊，大片江面上漂浮着水浮莲，河中有鱼 虾类，但肉有异昧，人不敢食。在江中有三个吸水点。 江村水厂位于广州北西流溪河段，傍湖镇和江高镇之间，在石门水厂的上游， 月供水量占广州市区供水总量的1 3 左右，全年平均水质为i i i 一类之间。当地 江水色呈青黄、江面均匀分布水浮莲，水中有大量藻类。( 相关照片参看附录2 ) 石门与江村水厂每目均进行对对水源水的常觌项目测定，部分数据直接取自 水厂检测结果。各个项目的检测手段，与地表水环境质量标准( g b3 8 3 8 - - 2 0 0 2 ) 中，所规定的“地表水环境质量标准基本项目分析方法”相一致。 首先通过两厂的水质鉴测数据，分析它们的水质状况。 表3 1石门和江村水厂的水质状况分析 单位：石门江村备注 m g l 。1 在6 7 之间，i 类的水质要求 p h 。 平均值为7 符合水质要求为6 5 8 5 变化幅度较大，测到的 大部分在 i 、i i 类水质的要求 n 0 3 一n最小值为0 2m g l ， 为 l om g l ，l 类的 2 0 最大值 5 m g l 。因为水体中d o 卜 长期 2m g l ，在类左右，有水平太低，故鱼虾类较少。 属于劣v 类时接近v 类但经过水处理工序后，出 厂的自来水中的d o 可达 到较高程度。 0 0 0 2 m g l ， o ，0 0 2m g l ，符 因为水中有大量藻类 【挥发酚和微生物存在，迅速分解 符合i i i 类水质要求合i i i 类水质要求 挥发酚，使之低于检出限 在1 1 1 2 月，变化较大，在一v 是广州河段常年超标 n h 4 - n ( 离子型)高达3 6m g l ，类之间，最高可达4 项目 已超过v 类 m g l 】 达9 0 l 0 0m g l ，属两地的水源水中金属 f c a c 0 3 硬度 于稍硬水，可降低金属 仅达5 0 - 6 0 m g l ， 离子均很低，故c a c 0 3 硬 属软水 离子对生物的毒害度无很大影响 参照地表水环境质量标准：集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼 类保护区及游泳区，必须达n i i i 类水质标准：但综上所述，总体而言：两厂的水 质均不能达到饮用水源地的i i i 类水质要求。其中，石门水厂水源水的n 0 2 一n 和 c o d 在一类之间，d o 和n h 4 - n ( 离予型) 已超过v 类；江村水厂水源水的d o 在类左右，有时接近v 类，n h 4 - n 在一v 类之间。两厂均严重超标的项目为 d o 、n h 4 - n ( 离子型) ，而江村水厂的水质又略好于石门水厂。 ( 具体水质数 据参看附录4 ) 3 1 2 水中微污染监测对象：挥发酚 挥发酚是是水源水的常规检测项目，属有毒有机物，含量低，在空气和水体 r 中广泛存在。对生物体危害大，且有“三致”作用。 3 1 2 1环境中挥发酚的来源 酚是带有羟基( 一o h ) 的芳香烃化合物。酚类污染物来源于钢铁厂、炼油 第3 章研究的对象与研究方法 厂、石油化工厂、合成塑料厂、苯酚及苯类化合物生产车间的排气和废水。酚类 化合物可分为挥发酚和不挥发酚；挥发酚是指能与水蒸气一起挥发的酚，比不挥 发酚毒性大。 3 1 2 2 酚的毒性特点、对生物的毒害作用 酚类化合物是污染空气、水体的主要毒物之一。它是细胞原浆毒，能与细胞 原浆中的蛋白质发生化学反应，形成不溶性蛋白质，使细胞失去活性，细胞原浆 毒在低浓度时可使细胞变性，高浓度时使细胞蛋白质凝固。酚蒸汽经呼吸道对神 经系统、肝、肾和心机引起损害；低浓度的酚渗透力较强；含酚水溶液易被皮肤 吸收引起中毒，长期饮用含酚水，会引起头晕、贫血及各种神经系统的疾病。酚 类化合物除可侵害表层组织外，还可继续向深层组织渗透，侵犯神经中枢，刺激 脊髓。进一步引起全身中毒。 小鼠内服酚的l d 5 0 为3 1 6 4 2 7 m g k g ，按照我国毒物标准分级， 大自鼠一次经口： l d 5 0 ( m g k g “) 1 5 0 0 0 剧毒高毒中毒实际无毒基本无害 小鼠对毒物的中毒剂量一般为大鼠的一半，说明酚属于高毒一中毒类物质。 酚在水中达到一定浓度时，水生生物的生长速度降低，更进一步，可引起鱼类中 毒死亡，以致绝迹。当水体酚达到o - i 0 2m g l 。时，鱼肉出现异常味道，难以 食用；含酚浓度达lm g l 。1 时，水生敏感物种鲑鱼尚能存活，但受到一定危 害；浓度达6 5 9 3m g l 。时，能迅速破坏鱼的腮和咽，并引起腹腔出血和脾脏 肿大。 植物对酚的耐受性较高，以lm g l 。的酚溶液灌溉农田，而土壤中没有酚 残留；酚浓度超过5 0m g l 。时，土壤残留量明显上升；只有当酚浓度超过1 0 0 m g l 。时，会造成农作物和蔬菜减产或枯死，特别是在播种期和幼苗发育期， 可导致幼苗霉烂。( 朱蓓蕾，1 9 8 9 ) 3 1 2 3 酚在环境中的允许浓度 第3 章研究的对象与研究方法 为保障人体健康，规定酚在居民区大气中最高容许浓度一次测定值为0 0 2 m g m 五，车间空气中最高容许浓度为5m g m ；地面水中最高容许浓度为0 0 1 m g l _ l ，工业含酚废水中挥发酚的最高容许浓度为o 5m g l _ 1 。 3 1 2 4 酚的化学测定方法 天然水中酚的含量极少，但受某些工业废水的污染，饮用水和水源水可能含 有酚类化合物。挥发酚的检测对人类健康和环境监测都有重要意义。 在环境监测分析中，挥发酚为常规分析项目。目前测定水中挥发酚通常采用 国家环保局制定水和废水监测分析方法中推荐的4 一氨基安替比林( 简称4 一 a ap ) 分光光度法。此法的分析原理是在碱性介质中，在氧化剂的存在下，4 氨 基氨替比啉与酚反应，生成红色氨替比啉染料，以分光光度法测定之。酚浓度在 0 0 0 2 0 1m g l 。时采用萃取光度法，用氯仿作萃取剂；在o 1 - 2 m g l 。1 时采用 直接光度法。 此法己运用多年，后人从多方面加以改进：包括水样的采集与保存( 金中 华，2 0 0 2 ) 、试剂4 一aap 的提纯和缓冲溶液的保存( 李志宁，2 0 0 0 ) ，用碘代 替铁作氧化剂测定水中挥发酚( 张洁，2 0 0 1 ) ，标准曲线绘制的要点( 赵文芳， 1 9 9 8 ) ，蒸馏过程的改变和萃取对阁的延长等( 孙亚志，2 0 0 0 ) 。 也有将天然水经过蒸馏后，直接用荧光分光光度计进行测定( 王才，1 9 9 9 ) 。 也有为提高测定水中对位酚含量准确度，所采用的紫外差值分光光度法( 侯丽， 2 0 0 1 ) 。 小结，化学法测定水中的挥发酚技术己十分成熟，且在人们的实际操作中不 断得到修改和完善。 3 l 2 5 有关酚的生物监测 环境中的污染物含量有时很低，甚至在检出限之下，但在生物体内却仍能检 测到数百倍于此的污染物质浓度。故生物体内的环境本底值远比环境中可能存在 第3 章研究的对象与研究方法 的浓度高。 利用生物直接检测环境中的挥发酚有如下几例： 黄雅琴等( 1 9 9 9 ) 探讨蔬菜吸收挥发酚的规律，在检测蔬菜挥发酚背景含 量时，发现番茄含量最高，为0 3 4 9 m g k g ，菠菜含量最低，为0 0 4 1m g k g 。 后在研究中发现，不同的蔬菜吸收酚的能力与它们体内本底值成正相关；在污染 环境中挥发酚浓度增加时，绝大多数蔬菜吸收量也随之增加。通过对监测结果分 析看出，番茄吸收挥发酚能力最强，其次是马铃薯、青椒、胡萝b 等：菠菜吸收能 力最弱。同时挥发酚在蔬菜植株各部位的分布亦有很大差异。 由此可知，体内某种物质环境本底值较高的生物，也具有对该物质较高的 富集系数。 余日清( 1 9 9 9 ) 研究湛江港湾水产品发现，海洋生物体中c u 、p b 、c d 、z n 、 酚、a s 等项目的平均含量以软体动物最高，生物富集系数最大，其次为鱼类， 最小为对虾类。其中海产经济动物的肌肉中酚的富集系数为最高为：近江牡蛎 3 ；4 6 倍；其次为其他软体动物2 4 8 倍，鱼类2 3 9 倍，对虾类1 7 3 倍；而生物体内 - 酚积累平均水平为软体动物o 1 6 6m g k g 一，鱼类o 1 6 0m g k 一，虾类o 1 1 6 n i 2 k g 。 由此可知，在水生生物中，双壳类生物对酚的富集程度高于其他生物。它们 的滤食性最容易造成污染物的生物积累。 3 1 3 选取河蚬为酚污染的生物监测材料 生物监测中指示生物的选择至关重要。指示生物应是一种重要的水生生态 群落的代表，在食物链中应占有一定的地位，分布广泛、易养殖、有丰富背景资 料。对毒物有很高的浓缩系数，能直接反映水体污染的特点。 用河蚬对水体中酚污染做生物监测，试图反映有机微污染物酚对生物体的 直接作用、长期累积性以及协同效应等毒物效应的影响，尤其在多种污染物并存 时能反应综合的水体污染物对生物体的直接影响。 第3 章研究的对象与研究方法 3 1 3 1 河蚬的生态习性 河蚬c o r b i c u l a f l u m i n e a ( m u l l e r ) 是一种栖息于淡水、咸淡水的江河及河 流出海口、湖泊、沟渠中的常见双壳贝类，原产我国，广泛分布于我国各地江河、 湖泊、沟渠等水域，也分布于苏联、日本、朝鲜和东南亚等地水域。肉鲜美可食， 是一种重要的经济类水产生物。 河蚬个体中等大小、成体一般壳长4 0 r a m ，壳高3 7 m m ，壳宽2 0 r a m 左右。 壳质硬而坚硬，两壳膨胀，外形略呈正三角形，贝壳两侧略等称。壳面呈棕黄色、 黄绿色、黑褐色或漆黑色，并有光泽，壳蕊颜色与栖息环境及年龄有关，具有同 心圆的粗的生长轮脉( 刘月英等