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重金属在海产贝类体内的累积及其影响因素的研究

作　者: 王静凤
导　师: 张学成
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋生物
关键词: 翡翠贻贝放射性示踪技术耗氧率吸收率主动转运
分类号: X174
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

海洋双壳类动物对重金属具有很高的累积能力，且能够可靠地反应周围环境的重金属水平，作为指示生物已成为全球海洋重金属污染监测的重要手段。环境因素和机体生理过程的改变在支配重金属的生物有效性方面起了重要作用。本研究以翡翠贻贝Perna viridis为实验材料，采用放射性示踪技术，研究了不同环境条件下翡翠贻贝对重金属的累积及转运方式，并对相关作用机制进行了探讨。首次将呼吸计和放射性示踪技术相结合，同时测定同一翡翠贻贝个体在不同条件下的耗氧率和溶解态重金属吸收率。结果表明，在进行陸缺氧的条件下，翡翠贻贝对溶解态Cd和Se的吸收随着周围水环境中氧受限程度的增加而减少。在给定不同程度缺氧和无氧条件下（0-10kPa），翡翠贻贝对溶解态Cd和Se的吸收率随着氧分压的降低而减少，且与耗氧率之间存在着显著的相关性。在无氧条件下，翡翠贻贝对溶解态Cd和Se的吸收率分别比正常氧分压低3.7倍和7.5倍。将翡翠贻贝在空气中暴露24h或36h后，再重新入水，出现明显的O₂债现象，其对溶解态Cd和Zn的吸收与O₂债偿还紧密相关。五氯酚（Pentachlorophenol，PCP）能够导致机体氧化磷酸化过程脱偶联，即机体耗氧率提高，但ATP的产生量降低。当翡翠贻贝预暴露PCP后，对Cd的吸收率明显减少。在实验给定的温度范围内，翡翠贻贝的耗氧率和对溶解态Cd和Zn的吸收均呈温度依赖性关系，随温度的升高而增加；与暴露于30℃的固定温度相比较，当15℃的驯化贻贝个体直接暴露于30℃的海水中，溶解态Zn的吸收率显著提高，而Cd的吸收率却减少。除了载体介导的易化转运过程外，翡翠贻贝对溶解态Cd和Zn的吸收也与机体的能量代谢相关联，涉及到需要ATP供能的主动转运过程。温度急剧变化，使翡翠贻贝对溶解态Cd和Zn的累积出现了不同的累积结果，其机理尚需进一步研究。 Se和Hg间的相互作用在海洋无脊椎动物中至今缺少研究。使用不同形态硒(Se⁴⁺，s产和有机se（seleno^L^methio八泊e，SeMe）)，通过预暴露和同时暴露途径，研究不同形态硒对翡翠贻贝累积无机汞（H广）和甲基汞伽曲ylinere切ry)MeHg)的影响，进一步探讨Se、Hg在海洋无脊椎动物体内相互作用的关系。实验结果表明，在实验设定的浓度范围内（<500滩.L-l），同时暴露，s犷和s产均不能显著影响翡翠贻贝刘榕解态和颗粒态H广和Me]Hg的累积。seMe育游显著抑制翡翠贻贝对溶解态MeHg的吸收，提高对溶解态H犷+的吸收，但不能影响翡翠贻贝对颗粒态Hg的同化效率;通过投喂载反少或女N贻的硅藻，对翡翠贻贝进行预暴露，组织Se的浓度随预暴露时间延长而增加。低含量组织硒，显著抑制溶解态无机汞和甲基汞的累积，促进颗粒态甲基汞的同化效率。高含量组织硒，对溶解态无机汞和甲基汞、颗粒态甲基汞的累积均没有影响，但能抑布颤粒态无机汞的同化效率。强调了Se和Hg之间的作用在海产贝类中具有形态、浓度和暴露途径特异性。本研究对.于进一步了解重金属污染对海洋生态系统和生物资源的影响，为新海水水质标准的科学制定，和海洋生物体重金属污染评价标准的制定，加强海洋环境管理措施等提供科学依据。

全文目录

第一章近海水域重金属污染生物监测的研究概况  12-41
  1 近海水域的重金属污染概况  12-14
  2 近海水域重金属污染监测概况  14-29
    2．1 贻贝监测计划的发展概况  16-17
    2．2 海洋无脊椎动物对重金属累积途径的研究概述  17-29
      2．2．1 海洋无脊椎动物对重金属污染物同化效率（Assimilation efficiencies，AEs）的研究概况  20-23
        2．2．1．1 同化效率的测定方法  21-22
        2．2．1．2 影响水生无脊椎动物对重金属污染物同化效率的因素  22-23
      2．2．2 海洋无脊椎动物对溶解态重金属污染物吸收率的研究  23-29
        2．2．2．1 重金属转运机理的研究概况  24-25
        2．2．2．2 温度影响溶解态重金属吸收的研究概况  25
        2．2．2．3 盐度影响溶解态重金属吸收的研究概况  25-26
        2．2．2．4 溶解氧影响溶解态重金属吸收的研究概况  26-27
        2．2．2．5 重金属之间相互作用影响溶解态重金属吸收的研究概况  27-29
  3 研究目的和意义  29-31
  参考文献  31-41
第二章缺氧对贝类累积溶解态Cd和Se的影响  41-58
  1 材料和方法  41-45
    1．1 贻贝试剂和仪器  41-43
    1．2 翡翠贻贝耗氧率的测定  43
    1．3 翡翠贻贝对溶解态Cd和Se吸收的动力学测定  43-44
    1．4 进行性缺氧条件下，翡翠贻贝的耗氧率和溶解态Cd、Se吸收率的测定  44
    1．5 在给定不同氧分压条件下，翡翠贻贝的耗氧率和溶解态Cd、Se吸收率的测定  44-45
  2 结果  45-51
    2．1 进行性缺氧对翡翠贻贝的耗氧率和溶解态Cd和Se吸收率的影响  47-49
    2．2 不同给定PO_2对翡翠贻贝耗氧率和溶解态Cd、Se吸收率的影响  49-51
  3 讨论  51-55
  参考文献  55-58
第三章空气、五氯酚预暴露对贝类吸收溶解态Cd和Zn的影响  58-72
  1 材料和方法  59-62
    1．1 贻贝、试剂和仪器  59-60
    1．2 翡翠贻贝耗氧率的测定  60
    1．3 翡翠贻贝对溶解态Cd和Zn吸收的动力学测定  60-61
    1．4 空气预暴露后，翡翠贻贝的耗氧率和重金属吸收率的测定  61
    1．5 PCP预暴露后，翡翠贻贝的耗氧率和重金属吸收率的测定  61-62
  2 结果  62-66
    2．1 空气预暴露对翡翠贻贝耗氧率和溶解态Cd、Zn吸收率的影响  62
    2．2 PCP预暴露对翡翠贻贝耗氧率和Cd、Zn吸收率的影响  62-66
  3 讨论  66-69
  参考文献  69-72
第四章温度对贝类吸收溶解态Cd和Zn的影响  72-83
  1 材料和方法  72-75
    1．1 贻贝、试剂和仪器  72-73
    1．2 翡翠贻贝耗氧率的测定  73-74
    1．3 翡翠贻贝对溶解态Cd和Zn吸收的动力学测定  74
    1．4 不同温度条件下，翡翠贻贝耗氧率和对Cd、Zn吸收率的测定  74-75
  2 结果  75-77
  3 讨论  77-80
  参考文献  80-82
  结论  82-83
第五章不同形态硒对翡翠贻贝Perna viridis累积无机汞和甲基汞的影响  83-105
  1 材料和方法  83-89
    1．1 贻贝硅藻试剂和仪器  83-85
    1．2 翡翠贻贝对溶解态无机汞和甲基汞吸收的测定  85-86
    1．3 翡翠贻贝对食物颗粒态无机汞和甲基汞同化效率的测定  86-87
    1．4 不同形态Se对贻贝吸收溶解态无机汞和甲基汞的影响  87
    1．5 不同形态Se对贻贝同化食物颗粒态无机汞和甲基汞的影响  87-88
    1．6 预暴露Se对贻贝吸收溶解态无机汞和甲基汞的影响  88
    1．7 预暴露Se对贻贝同化食物颗粒态无机汞和甲基汞的影响  88-89
    1．8 Se预暴露的翡翠贻贝体内组织Se含量的测定  89
  2 结果  89-98
    2．1 不同形态Se对翡翠贻贝吸收溶解态无机汞和甲基汞的影响  89-92
    2．2 不同形态Se对翡翠贻贝同化食物颗粒态无机汞和甲基汞的影响  92-93
    2．3 预暴露不同形态Se不等时间，翡翠贻贝体内组织Se含量  93-94
    2．4 预暴露不同形态Se对翡翠贻贝吸收溶解态无机汞和甲基汞的影响  94
    2．5 预暴露不同形态Se对翡翠贻贝同化食物颗粒态无机汞和甲基汞的影响  94-98
  3 讨论  98-101
  参考文献  101-104
  结论  104-105
致谢  105-106
附录  106

重金属在海产贝类体内的累积及其影响因素的研究

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