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海洋污染物主要包括持久性有机污染物、放射性核物质、油、营养盐和重金属等。重金属因其特殊的化学性质及毒性效应,被称为环境中具有潜在危害的重要污染物,具有高度危害性。海洋贝类对重金属具有高度的富集性,富集于贝类体内的重金属除了对贝类自身的毒性外,还可以通过食物链传递,对其他生物甚至人类健康构成威胁。
1.重金属镉、铜对文蛤的急性毒性
本论文通过重金属Cd、Cu对文蛤静态急性毒性实验,得出两种重金属离子对文蛤24h、48h和96h的半致死浓度(LC50)。Cd2+对文蛤24h、48h和96h的LC50值分别为197.35mg/L、40.47mg/L和13.18mg/L;Cu2+的24h、48h和96h的LC50值分别为1.66mg/L、0.46mg/L和0.12mg/L。急性毒性效应:Cu2+>Cd2+。
2.重金属镉、铜对文蛤抗氧化酶活性及脂质过氧化的影响
采用室内模拟实验的方法,依据Cd2+、Cu2+对文蛤96h的LC50值,分别设定4个浓度处理组和1个对照组。Cd2+4个胁迫浓度分别为96hLC50的1/32(0.41mg/L)、1/16(0.82mg/L)、1/8(1.65mg/L)、1/4(3.3mg/L);Cu2+4个胁迫浓度分别为96hLC50的1/8(0.015mg/L)、1/4(0.03mg/L)、1/2(0.06mg/L)和0.1mg/L。实验分别处理24h、48h、72h、96h,研究两种重金属离子对文蛤抗氧化酶活性及脂质过氧化的影响。
在实验浓度范围内,Cd2+对鳃组织和肝脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性影响均呈现低浓度诱导,高浓度抑制的效应,随着胁迫时间的延长,高浓度组(3.3mg/L)和次高浓度组(1.65mg/L)抑制效应逐渐加强且与对照组呈现极显著差异(P<0.01);Cd2+对两种组织中过氧化氢酶(CAT)活性影响有所差异,鳃组织CAT活性呈现诱导一抑制趋势,而肝脏组织CAT除了低浓度组(0.41mg/L)呈现诱导一抑制趋势外,其他浓度组均呈现抑制效应;两种组织中谷胱甘肽过氧化酶(GPX)活性均呈现为抑制效应,尤其是肝脏组织中GPX活性抑制效应更为显著;鳃组织和肝脏组织中的谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性没有显著性变化;文蛤组织的谷胱甘肽还原酶(GR)活性较弱,在Cd2+胁迫下也呈现低浓度诱导,高浓度抑制趋势,但效果不显著;两种组织中丙二醛(MDA)在实验浓度范围内的Cd2+胁迫下,含量显著升高(P<0.05)。
文蛤鳃组织中SOD活性在不同浓度的Cu2+胁迫下,呈现诱导一抑制趋势,其中中浓度组(0.06mg/L)和高浓度组(0.1mg/L)影响效应较为显著,肝脏组织中SOD活性在Cu2+胁迫下,变化幅度不大;两种组织中CAT活性均呈现诱导-抑制效应,但低浓度(0.015mg/L)和次低浓度组(0.03mg/L)影响效果不明显;各胁迫组中GPX活性受到不同程度的诱导作用,且诱导效应随胁迫时间的延长逐渐减弱;GST与GR活性变化较为复杂,其中中高浓度组(0.06mg/L和0.1mg/L)对GST活性胁迫效应较为明显,当Cu2+达到一定的浓度时(0.03mg/L),GST活性有所升高,但与对照组没有显著性差异(P>0.05),但随着胁迫时间的延长,中高浓度组(0.06mg/L和0.1mg/L)中GST活性显著性的降低(P<0.05)。同样地,在中高浓度组(0.06mg/L和0.1mg/L)的Cu2+胁迫下文蛤两组织中MDA含量显著升高(P<0.05)。低浓度组和次低浓度组(0.015mg/L和0.03mg/L)对文蛤组织内MDA含量没有显著性的影响。
SOD、CAT等抗氧化酶及MDA作为生物体内活性物质当环境污染胁迫时,生物活性能够发生敏锐改变,因而可间接反映环境中氧化胁迫的存在,具有作为环境胁迫的生物标志物的潜力。本论文最后分析了现阶段国内外利用生物标志物监测环境中污染胁迫研究进展,探讨了利用文蛤体内抗氧化酶和MDA作为海洋环境中重金属污染生物标记物的可行性。为丰富相关生物标志物的体系提供理论依据。