（环境科学专业论文）日本大螯蜚f2代生活史及沉积物毒理敏感性研究.pdf

l i f eh i s t o r ya n dt h et o x i c i t ys e n s i t i v i t yi ns e d i m e n to ft h eb e n t h i c a m p h i p o dg r a n d i d i e r e l l aj a p o n i c a ( s e c o n dg e n e r a t i o n ) a b s t r a c t s e d i m e n tt o x i c i t yt e s t sa r eac r i t i c a lc o m p o n e n ti nm a n yp r o g r a m st oa s s e s s e n v i r o n m e n t a lq u a l i t y t h e r eh a sb e e nas u b s t a n t i a li n c r e a s ei nr e s e a r c ha n dr e g u l a t o r y a c t i v i t yt oa s s e s sc o n t a m i n a n ts e d i m e n t h o w e v e r , o n l yaf e wt e s ts p e c i e sa r ea v a i l a b l e t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt od e v e l o pb i o a s s a yt e s t i n gp r o t o c o l sa n dt e s t i n go r g a n i s m s f o rt h eq u a n t i t a t i v ea s s e s s m e n to fc o n t a m i n a n ts e d i m e n t a m p h i p o d sa r ee c o l o g i c a l l yi m p o r t a n tm e m b e r so fb e n t h i ci n f a u n a lc o m m u n i t i e s a n da r eo n eo ft h em o s ts e n s i t i v em e m b e r sa m o n gb e n t h i cc o m m u n i t i e st o a n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e ，i n c l u d i n gp o l l u t i o n g r a n d i d i e r e u aj a p o n i c ai nt h i ss t u d yi s ac o r o p h i i da m p h i p o ds p e c i e s ，b u i l d sau s h a p e dm b ei ns e d i m e n t sr a n g i n gf r o mc o a r s e s a n dt os i l t yc l a yi nt h ei n t e r t i d a lz o n e w es t u d ya n dm a s t e rt h es e c o n dg e n e r a t i o no fl i f eh i s t o r yo fm a r i n ea m p h i p o dg j a p o n i c a ，c o m p a r et h et o x i c i t ys e n s i t i v i t yi ne a c hp h a s eo fw h o l el i f ea m o n g w i l da n d s e c o n dg e n e r a t i o np o p u l a t i o n s t h i ss t u d yw i l ll a yaf o u n d a t i o nf o rt e s t i n gs p e c i e s c u l t u r i n gm o r ei nl a b o r a t o r ya n du s i n gw i d e l y , t h ea c h i e v e m e n t sw i l lp r o m o t eb i o l o g i c a l t e s t i n gw o r kn i na sr o u t i n e l yi nc h i n a o u ro b j e c t i v e sw o r et o ( a ) e s t a b l i s hc u l t u r e si nl a b ( b ) c o n d u c tl i f e c y c l ea n d r e p r o d u c t i o n - c y c l et e s t ( c ) d e t e r m i n es u r v i v a l ，s e xr a t i oa n dh a t c h i n gr a t i oo fs e c o n d g e n e r a t i o n l i f es t a g e st h r o u g hl i f eh i s t o r yt e s t gj a p o n i c aw a sh e l d i nt h e l a b t o r r e p r o d u c i n gl e s s5t i m e sa n dh a dh i g hs u r v i v a li np r e l i m i n a r yc u l t u r e j u v e n i l e sw e r e f i r s tp r o d u c e da t3 8 da t2 0 c a n da t2 2 da tr o o mt e m p e r a t u r e f e m a l e sg e n e r a l l yr d i e v e d j u v e n i l e s2 8 4 1 t h es e x r a t i oo f j u v e n i l e sw a sa p p r o x i m a t e l yo n et oo n e m a l e ss u r v i v e t i m es h o r tt h a nf e m a l e s t h ew a t e r - o n l yt o x i c i t yt e s t sh a v ed e m o n s t r a t e dt h a tm o r t a l i t yo fgj a p o n i c ai s p o s i t i v ec o r r e l a t e dw i t hc o n c e n t r a t i o no fc a d m i u m ，a n dt h i ss p e c i e si ss e n s i t i v et o m e n t a lc a d m i u m o n e w e e kj u v e n i i e si sm o r es e n s i t i v et oc a d m i u mt h a nt w o w e e k a n dt h r e e w e e kj u v e n i l e s ，a n dt oa l e s s e re x t e n tf o n r - w e e kj u v e n i l e s c o n s i d e r i n gl i f e h i s t o r y , t h i ss t u d yc o n c l u d e dt w o - w e e ka n dt h r e e w e e kj u v e n i l e sw e r ea m e n a b l et ot h e t o x i c i t yt e s t s e n s i t i v i t yo fl a b c u l t u r e dgj a p o n i c ao fs e c o n dg e n e r a t i o nw a s c o m p a r a b l et ot h a to ff i e l dc o l l e c t e dg j a p o n i c ai nt o x i c i t yt e s t f i e l dc o l l e c t e dg j a p o n i c aw a sm o r es e n s i t i v et h a nl a bc u l t u r e d t h e1 0 - ds e d i m e n tt o x i c i t yt e s th a sb e e nd e v e l o p e dw i t hc a d m i u m s p i k e ds e d i m e n t u s i n gt w o w e e kj u v e n i l e so fl a bc u l t u r e df 2a n df i e l dc o l l e c t e di n2 0 w h e n s e m a v ss u r p a s s e d1 6 t h em o r t a l i t yo fgj a p o n i c aw a s1 0 0 t h e r eh a sb e e nn o s i g n i f i c a n tt o x i c i t yh a p p e n e do ns e m a v sl e s s 1 0 t h et r e n do fm o r t a l i t yo fg j a p o n i c ai n1 0 一ds e d i m e n tw a sc o i n c i d e n tw i t ht h ee f f e c to fa s s e s s m e n tw i t hs e m a v s m o d e l r e s u l t sf r o mav a r i e t yo fe x p e r i m e n t si n d i c a t e dt h a tgj a p o n i c ah a sar e l a t i v e l y s h o r tg e n e r a t i o nt i m ea n di sa m e n a b l et ol a b o r a t o r yc u l t u r e d i na d d i t i o n gj a p o n i c ai s s e n s i t i v et oc a d m i u m s p i k e ds e d i m e n t i nc o n c l u s i o n gj a p o n i c af r o ml a bc u l t u r ei sa d e s i r a b l ea t t r i b u t ef o rs e d i m e n tt e s t i n gs p e c i e sa sw e l la st h a to ff i e l dc o l l e c t k e yw o r d s ：a m p h i p o d ；l i f eh i s t o r y ；s e c o n d g e n e r m l j o nt o x i c i t yt e s t ：s e n s i t i v i t y 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博二b 硕士学位论文 = = 旦奎盔鳌彗珏岱生适墼缝速抠毖耋登煎壁壁堑究：。 除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何束加明确注明的其他个人或集体 已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：王唐碴川5 年3 月，g 目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电予版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密( 请在以上方枢内打“”) 论文作者签名：! 名珞导师签名：扁 鹌 日期：厶确g 年；月占日 第1 章引言 1 1 近岸沉积物污染监测的重要性 近岸海域由于受人类开发活动的影响，污染日益严重，大量的污染物质通过 点源和非点源流入海洋。海洋沉积物是污染物质的主要贮存地，人类活动所产生 的、不易降解的化学废弃物最终都将进入海洋沉积物中，沉积物被称为污染物的 “终极沉降地”或“仓库”l “。但是，同时，沉积物也是新的污染源，因为潮汐、波浪、 人为活动( 疏浚等) ，沉积物重新释放出污染物质f 2 l 口众所周知，沉积物是众多海 洋底栖生物的栖息地，底栖生物区系种类纷繁，几乎涵盖了所有的动物门类，这 些底栖生物处在水生生态系食物链下端，当沉积物对有毒物质的富集导致底栖生 境质量恶化时，将导致底栖生物群落结构发生改变，底栖生物体内有毒物质大量 富集，这些变化必然通过食物链的传递影响整个生态系的结构稳定和健康。 美国w r d a ( w a t e r r e s o u r c e s d e v e l o p m e n t a c t ) ( u s e p a 1 9 9 7 ) 提出的玷污沉 积物定义为：当沉积物中化学物质的量超过了地球化学、毒理学或沉积物质量基 准( s e d i m e n t 鼬a l i t yc f i t e f i a ，s q c ) 或度量所规定的量，或者该沉积物对人体健康 或环境具有危害，则该沉积物为玷污沉积物p 】。 沉积物的污染表现形式为： 富集水体中的重金属及憎水的有机物； 对居住于其中或其上方的底栖生物产生致死、亚致死的效应； 改变底栖生物群落的结构，导致生物物种的减少或生物功能的丧失； 污染物在生物体内富集，并通过食物链移至食用者： 降低海域使用功能和环境价值： 作为二次污染源，向上覆承释放污染物。 为保护水生生物资源和人类健康，保证经济与环境资源可持续发展和剥用， 二十世纪八十年代以来，各国科学家开展了大量海洋沉积物监测。沉积物污染墩 广泛研究的第一个区域是美国的p u g e ts o u n d 湾 4 l 。研究结果表明该湾的沉积物污 染相当严重，尤其在靠近主要工业湾口的区域。污染物质包括大量的有机和无桃 污染物，如p c b s 、p a h s 和重金属。该区域内由污染弓i 起的生物效应显蓑，如笈 生生物恶性肿瘤。 最近的研究表明沉积物污染及其潜在的影响严重性是勿庸置疑的。例如： m y e r s 等采集了从阿拉斯加至南加州太平洋沿岸的2 7 个城市和非城市站位的3 种 底栖鱼类，研究结果证明城市周边区域站位，尤其是工业城市的周边，鱼类出现 肝脏损伤的几率非常的高，有力的证实了沉积物中的污染物会导致底栖鱼类的肝 脏损伤1 5 | o 有数据表明美国现今大约6 - 1 2 的沉积物已经被污染，沉积物污染无处 不在，影响波及溪流、湖泊、港口、近岸及大洋区域，乃至极地海区l “1 。我国沉 积物污染情况也非常的严重。黄、渤海1 3 个海湾调查结果表明，各海湾均存在不 同程度的污染，其中锦州湾和大连湾污染尤为严重，生物体内重金属含量较高【6 i 。 包括中国在内的世界多个国家，对海洋沉积物污染都给予了充分的重视，投入较 大的人力和物力进行研究、监测和整治。 1 2 污染沉积物监测方法 沉积物中污染物的浓度和存在形态受到多种因素的影响，其生物活性和生物 毒性因而也是多变的。在大多数情况下，对生物群落和生态系所产生的影响不是 相当明显，因而很难加以鉴定。总体说来，沉积物中沾污污染物的浓度与该污染 物的毒性效应水平不一定呈对应关系。同一浓度的化合物在不同的沉积物中可能 会产生迥然相异的生物效应。 目前，常用的沉积物质量监测的五种基本方法是：沉积物化学、沉积物毒性、 群落结构、组织残毒和病理学。每种方法用作沉积物质量评价都有其优势和局限 性m 。 沉积物化学方法能够准确测定沉积物中污染物质的浓度，但是沉积物与污染 物质之间的作用比较复杂，由于相加、协同和拮抗作用，污染物质对生物表现的 毒性，不完全与测定的浓度相符。群落结构方法由于缺少污染海区可对比的未受 污染时的资料数据，也存在一定的局限性。现在比较常用可行的沉积物监测方法 足沉积物毒性生物检测方法，沉积物毒性生物检测能直接得出沉积物中污染物质 对生物的毒性影响1 7 埘。 1 3 沉积物毒性生物检测方法 沉积物毒性生物检测是通过将实验生物直接暴露于玷污沉积物的方法来确定 沉积物中污染物质的生物效应，根据沉积物毒性生物检测结果来预测浚沉积物足 2 ：酉危害底栖生物群落。它假设在实验室被检测沉积物中化学物质的行为与其在现 场自然条件下沉积物中的行为基本。一致，该方法不需要了解沉积物与实验生物之 间的相互作用机制，不需要测量被检测沉积物中潜在的数以百计的污染物质的总 浓度和生物可利用浓度，沉积物中化学物质之间的各种复杂相互作用( 如相加、 协同和拮抗等) 的最终毒性效应可阻通过实验室生物检1 掼结果来预测。毒性实验 方法的优点在于有一个直接的生物响应终点( 如：死亡率) ，能够得出全部污染物 质的毒性效应，适用于多种沉积物，而且自动将各种污染物的复合效应纳入结果 之中1 1 ，2 t 7 l 。 在沉积物毒性检测实验中，常用的受试生物有端足类( a m p h i p o d a ) 、多毛类 ( p o l y c h a e t a ) 、软体动物( m o l l u s c a ) 、棘皮动物( e c h i n o d e r m a t a ) 和枝角类 ( c l a d o c e r a ) 等中豹部分种类，此外，发光细菌也被应用到沉积物毒性检测之中 1 7 q 1 。 端足类钩虾亚匿( g a m m a r i d e a ) 种类是目前开展海洋沉积物毒性检测的优选 受试生物。对其研究工作进行的最多，经验积累也是丰富，用其进行的有关沉积 物毒性检测方法也比较成熟。目前国外已经有多种海洋端足类用于沉积物毒性生 物检验中，美国大气海洋局1 9 9 1 至1 9 9 7 年对1 5 4 3 份表层沉积物样品进行了端足 类l o d 急性毒性检测，这些样品采自大西洋、墨谣哥湾和太平洋的2 5 个河口和海 湾，代表了7 3 0 0 k m 2 海域，结果显示6 的样品显示了毒性【“l 。欧洲也认为端足 类生物检测是海洋沉积物监测最有效的方法。 沉积物毒性实验包括急性和慢性毒性实验。检测终点对沉积物毒性实验准确 度具有决定性的关键作用l l o l ，检测终点指标包括死亡率、生长、发育、繁殖、细 胞变形、呼吸率和畸变等。一些学者正在逐步探索应用性成熟时间、蜕皮次数、 体长、体重以及触角的节数等作为实验终值，判断玷污沉积物对生物产生的影响 9 - 1 ：1 。n e l s o n 采用1 周大小，体长在4 r a m 蛉端足类h y a l e l l aa z t e c a 评价s a g i n a w 湾采集的沉积物，结果表明玷污沉积物抑制生物生长，同洁净沉积物实验结果比 较明显发现其体重减轻、体长减小、触角节数减少f 1 1 l 。d o n a l d 测定毒性实验前后 端足类a m p e l i s c aa b d i t a 体长分布，统计分析表明，玷污沉积物掷制生物生长2 j 。 他认为污染物浓度较小时，生物不发生明显的死亡，但蔗会抑制生物生长，这时 生长率比死亡率更敏感。受试生物的各个发商阶段都适用于沉积物毒性实验，如 3 牡蛎的胚胎、端足类的幼体和成体等【7 l o 实验方式有静止式、重复循环式和直流式 等。 1 4 端足类沉积物毒性检测的发展状况 受试生物的选择是沉积物毒性检铡的重要影响因素。以下列出沉积物毒性检 钡4 受试生物满足的条件( a s t me 1 5 2 5 ) 1 1 3 。 同沉积物接触，对玷污沉积物的反应比较敏感，并有一定数量关于该种类 沉积物毒性检测的数据库资料； 存在该种类不同实验室沉积物毒性检测的对比数据库； 易于野外收集或实验室培养； 容易辨认； 具有生态或经济重要性； 地理分布较广，是所评价沉积物的本地种类或者是生境同本地种相似的种 类( 例如行为、捕食等同本地种相似的种类) ； 有广泛的沉积物理化学性质耐受性( 如粒度) ； 可行的沉积物实验暴露方法和检测终点值； 反映底栖生物自然野生种群的状况。 端足类是海洋底栖生物的重要组成部分，是鱼和大部分鸟类食物的主要来源， 是受人类活动影响，尤其是人类的污染活动最敏感的底牺生物之一。端足类种类 多、分布广，世界各地都有；数量大、繁殖周期短：直接暴露于沉积物中，部分 种类直接摄食碎屑沉积物，对玷污沉积物的毒理学敏感性较好：较易于采集和实 验室培养。上述特点使其成为适合于沉积物毒性检验的优选受试生物。 巴西，端足类毒性测试采用本地种煎b u r o n e l l av i s c a n a ，并且应用到s i l op a u l o 地区沉积物的质量评价中i 叭。h y a l e l l aa z t e c a 应用到河口沉积物的毒性评价中，效 果也非常理想。采用h y a l e u aa 2 t e c a 和c h i r o n o m u st e n t a n s 已成功的评价各种现场 采集和加标沉积物f 1 4 l 。从站位评价到现场采集或有机、无机污染物加标沉积物的 生物毒性实验，都取得满意的效果，控制存活率均在可接受的范围内。h o k e 和 w e s t 用h y a l e u aa z t e c a 和c h i r o n o m u st e n t a n s 评价现场采集的含d d t 、d d e 、p p d 等玷污沉积物毒性，实验证明这两类生物可以用于含杀虫剂和杀虫荆的代谢产物 4 牲蛎的胚胎、端足类的幼体和成体等实验方式有静止式、重复循环式和营旒式 等。 t 4 端足类沉积物毒性检测的发展状况 受试生物的选择是沉积物毒性检测的重要影响因素。隧f 列出沉积物簿性检 测受试生物满足的条件( a s t me 1 5 2 5 ) 1 1 3 。 同沉积物接触，对玷污沉积物的反应比较敏感，并有一定数景关于该种类 沉积物毒性检测的数据库资料； 存在该种类不同实验室沉积物毒性检测的对比数据库； 易于野外收集或实验室培养： 窑易辨认： 具有生态或经济重要性： 地理分布较广，是所评价沉积物的本地种类或者是生境同本地种相似的种 类( 例如行为、捕食等同本地种相似的种类) ； 有广泛的沉积物理化学性质耐受性( 如粒度) ； 可行的沉积物实验暴露方法和检测终点值； 反映底栖生物自然野生种群的状况。 端足类是海洋底栖生物的重要组成部分，是鱼和大部分鸟类食物的主要来源， 是受人类活动影响，尤其是人类的污染活动最敏感的底栖生物之一。端足类种类 多、分布广，世界各地都有：数量大、繁殖周期短；直接暴露于沉积物中，部分 种类直接摄食碎屑沉积物，对玷污沉积物的毒理学敏感性较好；较易于采集和实 验室培养。上述特点使其成为适合于沉积物毒性检验的优选受试生物。 巴西，端足类毒性测试采用本地种l i b u r o n e l l av i s c a n a ，并且应用到s o p a u l o 地区沉积物的质量评价中p 。h y a l e l f aa z l c a 应用到河h 沉积物的毒性评价中，设 果也非常理想。采用h y a l e u aa z t e c a 和c h i r o n o m u s 妇抽m 已成功的评价各种现场 采集和加标沉积物 1 4 l 。从站位评价到现场采集或有机、无机污染物加标沉积物的 生物毒性实验，都取得满意的效果，控制存活率均在可接受的范围内。h o k e 和 w c s t 用h y a l e u an 矗和c h i r o r , o m u st e n t a n s 评价现场采集的含d d t 、d d e 、p p d 等玷污沉积物毒性，实验证明这两类生物可咀用于含杀虫剂和杀虫剂的代谢产物 等玷污沉积物毒性，实验证明这两类生物可以用于含系虫剂和杀虫剂的代谢产物 的有机污染物的评价，而且毒理敏感性较好 1 5 , 1 6 】。c a l l 研究c h i r o n o m u sl e n t a n s 的 生长率和繁殖率，并成功应用于m i s s i s s i p p i 河5 5 个站位的沉积物毒性检测实验中， 试验共进行2 8 d 1 1 7 1 。沉积物毒性实验结果证明端足类毖其它生物较敏感。更多的实 验支持了这一结论 8 , 9 , 1 1 , 1 4 1 7 1 。 表1 11 0 d 沉积物毒性实验的要求 t a b1 1t e s ta c c e p t a b i l i t yr e q u i r e m e n t sf o ral o - ds e d i m e n tt o x i c i t yt e s tw i t h r h e p o x y n i u s a b r o n i u s ，a m p e l i s c aa b d i t a - e o h a u s t o r i u se s t u a r i e s ，l e p t o c h e i m s p l u m u l o s u s ( u s e p a1 9 9 4 b ，a s t m2 0 0 0 e ) a 推荐参考标准 】大小、发育和繁殖阶段必须为具有规定的测试终点的生物 2 测试终点空白对照组存活率不小于9 0 3 上覆水的盐度，p h 和氨水浓度，沉积物粒度必须在生物可忍受范围内 b 建立在实验室培养厶州m l o s u s 基础上的标准 1 实验室每个月进行纯海水9 6 h 毒性实验评价培养生物敏感性。如果每个月不能进行，在 沉积物毒性实验前进行 2 记录新的生活史 3 实验室必须每半个月记录p h ，氨水数值。每天测定溶解氧、盐度、记录温度。 4 实验室必须模拟沉积物背景，测定沉积物理化学性质 c 建立在野外采集生物的标准 1 对每次采集的野生生物在进行沉积物实验前，要进行模拟实验 2 驯养期间，2 4 h 内盐度变化不超过5 温度变化不超过3 1 2 ： 受试生物在水中活动活泼，身体颜色正常，消化道清晰可见 i ) 附加条件 1 所有的测试种类必须来自同一地区的种群 2 尽可能在采集沉积物后马上开始实验 3 实验容器同一规格，各实验容器内上覆水和沉积诱体积相弱 4 毒性检验实验必须设置空白对照组 5 实验期问2 4 h 内平均温度变化不超过1 ，瞬时温度变化不超过3 6 测试沉积物的物理化学性质必须在受试生物可接受的范围内 5 表1 21 0 d 沉积物毒性实验条件 t a b l 2 t e s t c o n d i t i o n s f o rc o n d u c t i n ga 1 0 - ds e d i m e n t t o x i c i t y t e s t w i t h r h e p o x y n i u sa b r o n i u s ，a m p e l i s c aa b d i t a ，e o h a u s t o r i u se s t u a r i e s ，l e p t o c h e i r u s p l u m u l o s u s ( u s e p a l 9 9 4 b ，a s t m 2 0 0 0 e ) 测试项目实验条件 盐度 光照 照明度 光照时问 测试容器 沉积物 上覆水 上覆水更新 生物发育阶段和大小 受试生物数量 重复样 饵料 充气 上覆水 上覆水水质 测试时间 终点判据 质量保证 1 5 ：e e s t u 8 r f e s ，r a b r o n y u s 2 0 ：a a b d i 招 2 5 ：l p t y n u l o s u s 2 0 ：e s t u a r i e s , z p l u m u j o s u s 2 8 ：a a b d y t a ，i z a b r o n i u s 广谱荧光灯 5 0 0 1 0 0 0 1 u x 2 4 ：0 ( 光：暗) 1 l 烧杯 1 7 5 m l ( 2 c m ) 8 0 0 珥l 否 a a b d i t a ：3 - 5m i l l ( 不区分雌雄) e ? e s t r i e s 秘r a b r o m u s ：3 - 5 m m l p l u m u l o s u s ：2 - 4 1 ( 区分雌雄) 2 0 ( 只杯) 4 不投饵 是 清洁的天然海水 常温，在实验开始和结束的时候测定上覆水 的p h 、n 限、溶解氧和盐度 l o d 存活率 对照组死亡率不超过1 0 表1 1 和表1 2 详细介绍四种端足类在沉积物毒性检验中的应用方法l i s , 1 9 。 端足类r h e p o x y n i u s a b r o n i u s 、a m p e l i s c aa b d i t a 、e o h a u s t o r i u s e s t u a r i e s 、l e p t o c h e i r u s 6 p l u m u l o s u s 满足美国材料与测试学会( t h ea m e r i c a ns o c i e t yf o rt e s t i n ga n d m a t e r i a l ，a s t m ) 沉积物毒性检测受试生物的条件，已经广泛的应用到海洋、河 口和淡水玷污沉积物的评价中，实验结果准确反映玷污沉积物的污染状况【孙引。 端足类r a b r o n i u s 最早于1 9 7 9 年应用于沉积物毒性实验 2 0 l 。k n e z o v i c h 实验表明 r a b r o n i u s 对h 2 s 比较敏感，k o h n 实验认为r a b r o n i u s 对末电离的氨水也比较敏 感1 2 4 2 5 】。端足类a ，a b d i t a 耐受沉积物粒度( 1 0 砂泥) 变化的能力较强。对众多 污染物质敏感，e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n ga n da s s e s s m e n tp r o g r a m ( e m a p ) ， n a t i o n a ls t a t u sa n dt r e n d sp r o g r a m ( n s & t ) 认为a a b d i t a 是沉积物监测、评价最 佳的受试生物。端足类e e s l u a r i e s 对温度( 5 2 1 c ) ，盐度( o ，3 4 9 如) 的耐受性较 好，自从1 9 8 9 年被d e w i t t 等应用于荧葸玷污沉积物评价后，一直广泛应用于加利 福尼亚地区玷污沉积物的监测、评价等重大项目中【孙捌。端足类l p l u m u l o s u s 在砂 质到泥质沉积物中建u 型孔，耐受盐度0 - 3 3 ，m c g e e 等1 9 9 9 年对b a l t i m o r e 港 玷污沉积物评价表明，l p l u m u l o s u s 的死亡率与玷污沉积物污染物质的浓度正相关 i 蚓。l p l u m u l o s u s 易于实验室培养，繁殖周期短( 7 周) ，适合2 8 d 慢性毒性实验， 实验终点判定为存活率、生长率、繁殖率等。其分布广，已应用于众多玷污沉积 物监测、评价中。u n i t e d s t a t e s e n v i r o n n m t a l p r o t e c t i o n a g e n c y ( u s e p a ) 办公室已 经制定这四种端足类1 0 d 沉积物毒性检测标准( 表1 1 ，表1 2 ) 1 s 1 9 l 。 判别四种端足类( 是a b r o n i u s ，a a b d i t a ，e e s t u a r i e s ，l p l u m u l o s u s ) l o d 毒性 实验的相对敏感性的实验在不断摸索、完善。首先进行纯海水毒性实验，然后进 行沉积物实验。纯海水实验参照文献报道( 例如：e c o t o x 数据库和其它的资源) 和来自d cd a v i s 实验室没有报道的资料及数据1 3 1 3 , 1 4 , 1 8 ，。实验的结果以9 6 h 的 l c 5 0 或e c 5 0 表示。标注的敏感性是综合考虑到生物压力、毒性可利用性、重复样 品差异等众多因素。纯海水实验数据因为在实验中需要考虑豹因素较少，能较全 衙的衡量生物的敏感性。 纯海水毒性实验数据表明，暇种生物对不同的化学品敏感性存在差异。c a 2 + 是比较普遍的参照毒物，实验的数据比较多。纯海水实验l p l u m u l o s u s ，a a b d i t a 和k a b r o n i u s 相对比较敏感，e , e s t u a r i e s 稍微差一些( 忽略盐废的影响) 。a ，a b d i t a 对铜也比较敏感，然后是锌。m e a d o r 发现e e s t u a r i e s 比r a b r o n i u s 对t b t 敏感i “i 。 另一组对比数据是污染物质p a h s 。e e s t u a r i e s 和l p l u m u l o s u s 对菲敏感，所 有的种类对荧蒽都很敏感( e e s t u a r i e s 敏感性结果还没有最后确定) 。d e w i t t 报道 荧葱加标实验e e s t u a r i e s 和r a b r o n i u s 敏感性相同。少量的关于杀虫剂的实验 数据。w e m e r 和n a g e l 报道a a b d i t a 和l 已a b r o n i u s 对有机磷杀虫剂敏感性相同1 3 2 i 。 w o r d 报道r a b r o n i u s 对痕量, g l 级d d t 十分敏感脚1 。此结论缺少其它端足类与 不同的杀虫剂剂量晌应的数据，还需要不同实验室进一步的研究。 纯海水剂量关系的数据适用于含氨水和硫化氢的海水的毒性实验。当进行以 t 毒性物质的加标实验时，氨水和硫化氢可能会影响毒性响应的数据对结果的解 释。因此受试生物要能够忍受海水中氨水和硫化氢，但是对添加化学品敏感。 a a b d i t a 和l p l u m u l o s u s 比e e s t u a r i e s 对未电离的氨水敏感，其次是r a b r o n i u s 。 因为e e s t u a r i e s 对氨水的忍耐性，所以比其他的种类更适合实验。关于对硫化氢 的实验数据较少。k n e z o v i c h 报道，r a b r o n i u s 对含硫化物的沉积物实验比 e e s t u a r i e s 敏感，因此e e s t u a r i e s 更适合含硫化物的实验讲】。 因为不同种类的行为和生活史的差异，也是影响评价沉积物毒性敏感性的熏 要因素。例如：一些端足类用黏液在沉积物中做管，相对于直接埋藏在沉积物中， 很少的暴露在沉积物的间隙水中。另外，主要以沉积物表面碎屑为食的生物相对 捕食性生物或食沉积物中颗粒物的生物暴鼹在沉积物的时间不同。已经进行一些 相关的研究，现场采集含有复杂化学物质的沉积物，对比不同的端足类的行为。 s c h l e k a t 对于在沉积物中建筑圆形孔的a a b d i t a ，e e s t u a r i e s 和l p l u m u l o s u s 的三 种端足类进行相关实验，沉积物采自b l a c k r o c k 港口和康涅狄格州( 美国) ( b r h ) 1 3 4 1 。尽管此实验的设计是评价不同端足类行为差异性对毒性实验结果的影响，丽 不是相对的敏感性，但是结果可以表明三种生锯对含b r h 的玷污沉积物均比较敏 感。研究结果虽然在实验室之问存在差异，但是，当玷污沉积物中b r h 浓度商于 2 5 时，所有的种类都显示毒性。 a n d e r s o n 采用t t a b r o n i u s 和a a b d i t a 进行对比性实验，沉积物采自加利福尼 哑南部海湾和河口地区，对其中2 5 个站位的研究结果表明：a a b d i t a 检测的实验， 1 2 站位显示毒性；r a b r o n i u s 检测的实验，4 0 的站位显示毒性。有7 2 的站位， 两种生物显示的毒性是一致的嗍。 一些研究探索e e s t u a r i e s 和a a b d i t a 对现场采集的沉积物的敏感性。a n e r s o n 研究这隔种端足类的存活率，沉积物采集来自加利福尼亚m o s sl a n d i n g 港口，按 照不同的污染浓度梯度设置了5 个站位1 3 5 j 。研究结果表明：a 口b d i t a 测定的沉积物 没有显示明显的毒性；e e s t u a r i e s 测定的沉积物中，有3 个梯度e e s t u a r i e s 显示很 低的存插率。 1 5 端足类日本大螯蜚的研究现状 端足类( a m p h i p o d a ) 隶属于节肢动物门r t h r o p o d a ) q j 壳动物纲( c r u s t a c e a ) ，包 括四个亚目：钩虾亚目( g a m m a r i d e a ) 、绒亚( p h y p e r i i d e a ) 、麦杆虫亚目( c a p r e l l i d e a ) 和英高虫亚i | ( 1 n g o l f i e l l i d e a ) 1 3 , 2 3 1 。其中，钩虾亚目占端足类总量的8 5 。在数量 组成上，在端足类中占绝对优势。全世界钩虾亚目约有5 0 0 0 余种，其中淡水种类 约占五分之一。它们分别隶属于9 0 余科，9 0 0 余属。本论文所研究的生物同本大 螫蜚隶属于端足目钩虾亚目蜾赢蜚科大螯蜚属，栖息于潮阔带软泥和泥沙底质。 最先发现于日本，为世界广分布种，沿大西洋和太平洋沿岸均有报道i 孙”】，在我 国渤海、黄海和东海均有分布，周年都有出现。 1 5 1 国外研究现状 日本大整蜚对沉积物粒度、盐度、来电离氨水都有较强的耐受性，分布范匿 广。日本大螯蜚对氨水的忍耐性较好，所以比其他的种类更适合应用于沉积物毒 性检测。在玷污沉积物的急性和慢性毒性实验中都表现良好的敏感性，是开展沉 积物质量评价，进行沉积物毒性检验的良好受试生物。b 舶酶硼等采用b l a c kr o c k 港和p e a r l 港采集的玷污沉积物，对比l p l u m u l o s u s 、i z a b r o n i u s 和日本大螫蜚三 种端足类敏感性，实验结果表明，日本大螫萤对污染物质荧蒽响应相对其他两种 端足类敏隳【3 s l 。j u n g - - s u kl 麟等应用端足类日本大螯蜚、a r ks h e l lc l a m s ( 舟贝 类) s c a p h a r c ab r o u g h t o n i i 和p u f f e r f i s ht a k i f u g uo b s c u r u s 三种生物对韩国近岸工业 区沉积物进行毒性检测，并比较三种生物对沉积物中包含的多环芳烃、重金属和 有机毒物的敏感性【3 9 1 ，结果表明日本大螯蜚对沉积镑中含有p y r e n e 、f l u o r e n e 、 t r i b u y r i n 、t r i p h e n y l t i n 、h g 等毒物的敏感性较好。目前端足类【；= l 本大螯蜚已经应 用到部分地区玷污沉积物的臆测、评价中，毒理敏感性较好。 a s t m 已正式将日本大螯蜚列为沉积物毒性检验的受试生物。日本大螯蜚野 生种群的毒理敏感性已有报道【柏l 。但是关于该种生犍的实验室生物学研究尚末见 报道，并且缺少关于实验室培养和野生种群毒理敏感性的比对数据。实验中使用 的受试生物个体主要还是来自野外自然种群为主。尚未见国外关于实验室培养f 2 代及其以上世代端足类种类的生活史和毒理学研究报道，f 1 代报道也不多。 1 5 2 国内研究现状 我国关于端足类钩虾研究尚处于分类阶段，其在沉积物毒性检验方面的应用 没有报道。闫启仑等已经对辽宁沿岸海洋底栖钩虾类的种类组成及其分布进行调 查研究，共鉴定底栖钩虾亚目2 9 种。在此基础上对其中的端足类同本大螫蜚进 行生物学研究，并建立其在实验室长期培养的技术。在大量的生物学实验基础上， 综合考虑对日本大螯蜚生长、发育、繁殖等因素影响确定培养条件。实验结果表 明，温度为2 0 2 6 是日本大螯蜚正常生长发育的适宜温度，这也与e l 本大螯蜚大 景繁殖季节的水温情况相吻合f 4 2 】。此研究结果与美国加