近年来,人为因素引起的的重金属污染广泛地影响了中国河口地区生态系统的健康。海洋双壳贝类作为河口生态系统的重要底栖类群之一,具有容易累积重金属以及对重金属较为敏感的特点,因此其正常的生理过程（如生长,繁殖）在重金属污染的环境中很容易受影响,进而影响整个河口区生态系统的稳定以及水产养殖的经济效益。缢蛏（Sinonovacula constricta）作为中国河口地区常见的埋栖性海洋双壳贝类,是中国水产养殖业中重要的经济物种,其生存环境目前受到了重金属污染的严重威胁。因此,结合真实环境中可能出现的情况对缢蛏进行重金属生态毒理效应研究有十分重要的意义。本论文的研究主要包括四个部分:首先,研究了在多种重金属污染河口中,缢蛏组织中重金属累积的来源,以及重金属累积对生长与繁殖的影响。其次,研究了缢蛏对食物相金属的生物可利用性,分析了在不同颗粒混合比例以及不同颗粒浓度下缢蛏对重金属的同化效率与摄食行为的差异。再次,利用基于生理的毒代动力学（PBPK）模型模拟了在水相暴露的条件下,缢蛏对Cu的吸收以及Cu在缢蛏各个器官之间的转运过程,分析了 Cu进入螠蛏组织的途径以及各器官在Cu代谢过程中的作用。最后,通过毒代-毒效动力学（TKTD）模型比较分析了河口地区三种常见双壳贝类对Cu的累积能力以及对Cu敏感性的差别,将累积能力和毒性作用关联起来,揭示了海洋双壳贝类对Cu敏感性种间差异的机理。研究内容主要结果如下:在中国南方九龙江河口两个不同污染程度的站位进行了八个月的现场移植实验,每个月测定Ag、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等八种金属的溶解态、颗粒态浓度,以及表层沉积物、缢蛏整体和各组织器官中的浓度,同时测定缢蛏的生长和性腺发育的生理指标。在八个月的实验周期中,通过比较环境介质与缢蛏组织的金属浓度变化趋势,表明缢蛏体内Ag、As、Cd、Cu和Zn的累积主要来自于颗粒态,而Cr和Ni的累积主要来自于溶解态。污染较严重站位缢蛏整体组织的Ag、Cu和Ni浓度显著高于较清洁站位,其中Cu在整体组织中的累积浓度最高达到61.4 μg/g。此外,壳长、干重和条件指数的变化显示在污染较严重站位的缢蛏生长受到显著抑制。与之相应地,污染较严重站位的性腺条件指数也显著低于相对清洁站位。这些结果表明Cu的过量累积能够对缢蛏的生长和繁殖造成不良影响。总而言之,本研究表明在多种重金属污染的河口中,重金属的过量累积会对缢蛏的种群繁衍造成威胁。通过脉冲喂食技术定量了不同颗粒混合比例和浓度对缢蛏Cd和Zn同化率的影响,并使用双标记法标记藻类和沉积物,研究了对应颗粒混合比例和浓度对缢蛏分选摄食两种不同类型颗粒的影响。脉冲喂食技术定量结果表明,109Cd和65Zn的同化率受到了颗粒浓度和颗粒类型的显著影响,但是颗粒混合比例不会影响109Cd和65Zn的同化率。此外,一种颗粒的存在并不会影响另一种颗粒中金属的同化率。双标记法研究摄食的行为的结果表明在各个颗粒混合比例和浓度下,缢蛏对颗粒的分选作用并不明显。实验结果证明了颗粒种类和浓度都能影响Cd和Zn对于缢蛏的生物可利用性。这些结果对于了解生活在食物颗粒混合比例和浓度波动很剧烈的河口环境中双壳类的金属累积十分有意义。通过在5和15 μg L-1两个Cu浓度下进行长期水相暴露实验,测定了缢蛏各组织器官的Cu累积,并利用PBPK模型模拟了缢蛏对Cu吸收和排出以及Cu在缢蛏不同组织（血液、消化腺、鳃和其他组织器官）之间转运的过程。结果显示,在Cu暴露期间,两个暴露浓度下鳃中的Cu浓度相似,而在15μg L-1浓度组其他部分中（血液、消化腺和其他组织器官）的Cu浓度高于5 μg L-1组的浓度。这些结果表明消化系统是缢蛏除了水相之外的另一种吸收Cu的途径。根据模型计算的结果,鳃的吸收速率常数（0.294 L g-1 d-1）与消化腺接近（0.364L g-1 d-1）,表明消化腺是缢蛏从水相吸收Cu的另一个主要途径。而来自鳃的Cu排出速率显著高于从鳃到血液的转移速率（1.73 d-1 vs 0.100 d-1）,表明鳃在Cu暴露的过程中起到调控作用。此外,从血液到消化腺的Cu转运速率（219 d-1）显著高于血液到其他组织（0.0131 d-1和4.96 d-1）的速率,表明血液将大部分Cu转移到消化腺中。总的来说,本研究证明了消化系统是海洋双壳类水相Cu吸收的重要途径,并且不同器官在Cu的代谢过程中起到不同的作用。本研究的结果揭示了海洋双壳贝类对水相来源的Cu的吸收和Cu在各器官之间转运的机制,对于生态环境风险评价以及相关标准的制定具有重要意义。通过水相Cu暴露实验测定了河口三种常见的海洋双壳类翡翠贻贝（Perna viridis）、缢蛏（Sinonovacula constricta）和福建牡蛎（Crassostrea angulata）在不同的Cu浓度梯度下的累积浓度和生物生存率随时间的变化规律。利用TKTD模型模拟了三种生物对Cu的累积过程和生存率变化,并联系累积的过程和毒性作用解释了 Cu在三种生物体内累积和毒性的关系。模型计算结果显示,在相同的Cu暴露水平下,贻贝的死亡率远高于其他两种生物,而牡蛎的死亡率最低。牡蛎的吸收速率与其他两种生物差异不大,但是排出速率极低,表明牡蛎对Cu几乎表现出净累积;贻贝对Cu的吸收、排出速率均最高;蛏对Cu的排出速率慢于贻贝但远高于牡蛎。结合毒性参数分析,表明牡蛎对Cu的解毒机制可能是将过量的Cu储存于解毒相,而贻贝和蛏倾向于将体内的Cu排出。相较而言,将Cu储存于解毒相是比将Cu排出体外更为有效的解毒手段。这些结果表明了不同双壳类对Cu敏感性的差异与其解毒机制不同有关。本研究的结果揭示了海洋双壳贝类对水相来源Cu的累积与毒性的关系,并且解释了海洋双壳贝类对金属敏感性种间差异的机理。