锦州湾重金属污染状况及其对菲律宾蛤仔的遗传损伤

摘要

本论文通过开展锦州湾海域的水体、沉积物和生物体重金属的监测,并选取菲律宾蛤仔为材料,利用单细胞凝胶电泳技术检测了重金属对体外暴露的菲律宾蛤仔鳃细胞的遗传损伤,对该海域三大介质中重金属污染物的分布变化规律、重金属的遗传毒性进行了研究。
　　主要结论如下:(1)调查海域水体中4种溶解态重金属的平均浓度高值区主要出现在一些工厂和排污口附近海域。锦州湾重金属污染因子是Cd和Zn,其次是Pb。污染程度为Cd>Zn>Pb>Cu。锦州湾海区重金属污染程度高于毗邻的连山湾与小凌河口。(2)调查海域表层沉积物中重金属分布在小凌河口海区由近岸向远岸升高,连山湾则反之;锦州湾海区Cu与Pb分布无规律,Zn含量呈现随着远离污染源而升高的趋势,Cd相反。潮间带表层沉积物重金属的分布由近岸向海升高。调查海域和潮间带沉积物4种重金属潜在生物毒性风险依次为Cd>Cu>Pb>Zn和Cd>Pb>Cu>Zn。潜在生态危害指数(77.83)处于轻微污染,对生态系统的危害程度依次为锦州湾>小凌河口>连山湾。锦州湾潮间带潜在的生态危害极强(RI为445.84)。(3)锦州湾底栖软体动物体内,Cu、Cd、As和Hg的含量都低于《海洋生物质量》中的一类标准与我国无公害食品的标准,而Pb和Zn则略超标,污染程度依次为Pb>Zn>As>Cd>Cu>Hg。沉积物对不同重金属的富集能力依次为Pb>Cu>Zn>Cd,底栖软体动物是Cu>Pb>Zn>Cd。(4)菲律宾蛤仔鳃细胞的DNA损伤和Cu、Pb与Cd处理浓度之间存在明显的剂量一效应关系,Zn没有检测到遗传毒性。在一类水质标准下,Cd表现出明显的遗传损伤,而在二类水质标准下,Cu与Pb都开始出现明显的遗传损伤;一类水质下的联合浓度没有检测到遗传毒性,二类水质下的联合浓度都开始出现明显的遗传损伤,三、四类水质标准下的联合浓度的遗传损伤与二类水质下的联合浓度相比出现降低的趋势,锦州湾海水中的重金属浓度对菲律宾蛤仔鳃细胞的遗传损伤程度也在一类与二类重金属联合浓度下处理的遗传损伤程度之间。因此,单细胞凝胶电泳技术在海洋环境污染评价上的应用是可行的。

目录

摘要

Abstract

引言

第1章 文献综述

1.1 重金属污染的研究进展

1.1.1 海洋中重金属的来源和危害

1.1.2 重金属污染的研究进展

1.2 锦州湾重金属状况概述

1.2.1 锦州湾自然概况

1.2.2 锦州湾重金属污染物的来源

1.2.3 锦州湾污染状况的研究进展

1.2.4 锦州湾重金属污染的治理措施

1.3 单细胞凝胶电泳技术在海洋环境监测中的应用

1.3.1 单细胞凝胶电泳应用于洋环境监测的意义

1.3.2 单细胞凝胶电泳技术的原理

1.3.3 单细胞凝胶电泳技术的发展

1.3.4 单细胞凝胶电泳技术的实验方法

1.3.5 单细胞凝胶电泳技术在海洋环境污染物监测中的应用

1.3.6 单细胞凝胶电泳技术在海洋环境毒性生物监测中的应用前景

1.4 本论文的研究目的和拟解决的科学问题

第2章 锦州湾海域水体中重金属的分布规律及污染评价研究

2.1 研究区域及方法

2.1.1 研究区域

2.1.2 研究方法

2.2 锦州湾海域溶解态金属的时间变化

2.2.1 锦州湾海域溶解态金属平均浓度

2.2.2 锦州湾3个海区溶解态金属浓度的时间变化

2.3 锦州湾海域溶解态金属的空间分布

2.3.1 Cu的空间分布

2.3.2 Pb的空间分布

2.3.3 Zn的空间分布

2.3.4 Cd的空间分布

2.3.5 锦州湾海域溶解态金属的空间分布特征

2.4 溶解态金属与环境因子的相关性分析

2.5 锦州湾海域水体中溶解态金属的污染评价

2.5.1 污染评价

2.5.2 主成分分析

2.6 锦州湾湾表层海水中溶解态金属的含量与其他海域的比较

2.7 影响空间分布的因素

2.8 小结

第3章 锦州湾海域表层沉积物中重金属潜在生态评价

3.1 研究区域及方法

3.1.1 研究区域

3.1.2 研究方法

3.1.3 评价方法

3.2 锦州湾海域表层沉积物中重金属含量

3.2.1 锦州湾沉积物中重金属含量的分布特征

3.2.2 锦州湾沉积物的机械组成

3.2.3 锦州湾沉积物的粒径与重金属的相关性分析

3.2.4 影响锦州湾沉积物重金属分布的因素分析

3.2.5 与其它海域的比较

3.3 锦州湾潮间带表层沉积物中重金属含量

3.3.1 锦州湾潮间带沉积物中的重金属含量

3.3.2 锦州湾潮间带沉积物的机械组成

3.3.3 锦州湾潮间带沉积物的粒径与重金属的相关性分析

3.3.4 锦州湾海域与潮间带表层沉积物重金属含量的比较

3.4 生态风险评价

3.4.1 锦州湾海域沉积物重金属污染的评价结果

3.4.2 锦州湾潮间带沉积物重金属污染的评价结果

3.5 小结

第4章 锦州湾海域重金属在生物体和沉积物中的富集

4.1 研究区域及方法

4.1.1 研究区域

4.1.2 研究方法

4.2 结果

4.2.1 锦州湾生物体中重金属含量及评价

4.2.2 锦州湾重金属在生物体与沉积物中的富集

4.2.3 底栖软体动物体中重金属含量水平的比较

4.3 影响生物累积的因素

4.3.1 生物因素

4.3.2 环境因素

4.3.3 重金属的性质

4.4 小结

第5章 重金属对菲律宾蛤仔遗传损伤的研究

5.1 材料

5.1.1 实验动物

5.1.2 主要试剂

5.1.3 主要仪器与器皿

5.1.4 主要溶液

5.2 彗星实验步骤

5.2.1 单细胞悬液的制备

5.2.2 台盼兰染色

5.2.3 凝胶制备

5.2.4 细胞裂解

5.2.5 碱解旋

5.2.6 电泳

5.2.7 中和

5.2.8 染色

5.2.9 观察和拍照

5.2.10 图像分析软件

5.2.11 实验数据的统计分析

5.3 单细胞凝胶电泳实验的最适时间条件研究

5.3.1 材料与方法

5.3.2 裂解时间对DNA迁移长度的影响

5.3.3 解旋时间对DNA迁移长度的影响

5.3.4 电泳时间对DNA迁移长度的影响

5.3.5 染毒时间对DNA迁移长度的影响

5.3.6 小结

5.4 氯化镉对菲律宾蛤仔不同类型细胞的遗传损伤

5.4.1 材料与方法

5.4.2 结果

5.4.3 讨论

5.5 不同浓度的重金属对菲律宾蛤仔鳃细胞的遗传损伤

5.5.1 材料与方法

5.5.2 结果

5.5.3 讨论

5.6 小结

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历