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本研究以厦门市马銮湾沉积物重金属为研究对象分析沉积物污染特征,将暴露生物分子标志物测定与传统沉积物分析相结合,研究重金属在沉积物固/液相以及生物体间的迁移过程,生物有效性的影响因素与成因、及其与毒性效应间的暴露关系。1、现场点位区域沉积物污染特征对现场点位区域进行广泛深入的调查,按排污口、渔业养殖区、居民区等功能区设置8个采样位点,按一定的尺度对上覆水理化性质和重金属含量进行分析,对沉积物的理化性质,间隙水、HCl同步提取形态、不同结合态的颗粒重金属分析。对沉积物重金属污染状况进行多方面的评估,了解马銮湾地区沉积物重金属污染现状。所得到的主要研究结果如下:上覆水中仅有Pb的浓度超过国家二类水水质标准。间隙水重金属含量大于上覆水对应重金属的含量,且超过国家二类水水质标准。沉积物中重金属超标严重。对沉积物质量评估结果表明,排污口1样点(ML1)的重金属污染最严重,Cr、Cd、Cu超过海洋沉积物质量一类标准,Zn、Pb超过二类标准。按重金属污染程度依次为:排污口1及其周边渔业养殖区(ML1、ML2)和居民区(ML7、ML8)>污水处理厂出口及其周边渔业养殖区(ML5、ML6)>排污口2及其周边渔业养殖区(ML3、ML4)。HCl同步提取形态、不同结合态的颗粒重金属分析结果与重金属总量研究结果基本一致。2、重金属在菲律宾蛤仔体内的积累和分布及生物标志物的响应在马銮湾进行野外的菲律宾蛤仔暴露实验,分析在菲律宾蛤仔关键组织和亚细胞水平上重金属的含量;测定菲律宾蛤仔体内的生物标志物响应,从而分析该污染状况下,沉积物重金属对菲律宾蛤仔的影响,实现全面地对沉积物重金属的污染监测。所得到的研究结果如下:野外菲律宾蛤仔的暴露实验结果表明,与内脏团、腹足肌肉和外套膜相比,菲律宾蛤仔重金属富集的主要组织是鳃,鳃上的Cd富集尤其显著;亚细胞重金属检测结果表明:重金属Cd和Zn的主要亚细胞成分为生物解毒金属(BDM);而Cr、Cu和Ni则主要是生物效应金属(BAM)。菲律宾蛤仔的Cu、Zn、Cr含量对氧化应激标志物超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)、丙二醛(malonaldehyde,MDA)的影响显著(p<0.05);菲律宾蛤仔的Pb含量对过氧化氢酶(catalase,CAT)的影响显著(p<0.05)。阶段II的生物标志物谷胱甘肽转移酶(glutathione-s-transferase,GST)活性受到体内Cr(r=-1.000,p<0.05)、Cd(r=-1.000,p<0.05)和Ni(r=-0.999,p<0.05)的抑制。金属硫蛋白(metallothionein,MT)含量与对应组织中重金属含量变化无显著性相关关系(p>0.05)。沉积物中盐酸同步提取重金属(SEM_M)、弱酸提取态(F1_M)、重金属总量(TM)对菲律宾蛤仔体内重金属含量和生物标志物的相关性分析表明沉积物中的盐酸同步提取重金属(SEM_M)和弱酸提取态重金属(F1_M)对能够影响菲律宾蛤仔体内重金属含量,且两者之间的效应关系相反。沉积物中重金属Cr(r=1.000,p<0.05)和Cu(r=0.999,p<0.05)能够影响SOD的活性;Pb(r=0.997,p<0.05)影响CAT活性。Ni(r=1.000,p<0.01)、Cu(r=0.999,p<0.05)和Zn(r=-1.000,p<0.01)能够影响GST活性;MT受到沉积物中Cd(r=-0.998,p<0.05)、Cu(r=-0.999,p<0.05)和Zn(r=0.999,p<0.05)的影响较大。