镉对日本青鳉(Oryzias latipes)的毒性效应及其机制研究

摘要

镉是生物体非必需的元素,对几乎所有的生物有毒性。由于镉可以游离态存在于水相,又可以富集于固相的水体沉积物中,在二相之间可以相互转化,所以镉对水生动物的影响是长期和深远的.我国部分主要水体的镉污染现状不容乐观,进一步加强水体镉污染的监测是十分必要和紧迫的.
　　镉对鱼类早期发育阶段有显著的致畸效应和蛋白毒性。反过来讲,鱼类的早期发育阶段对镉有高度的敏感性,可以作为镉污染的生物指示物.另一方面,重金属在环境中以多种化学形态存在,其中的很多形态会显著影响重金属的生物可利用性,因此利用物理和化学的方法获得的水体重金属总量不能真实反映重金属的实际生态效应和环境效应.生物监测的结果来源于有机体与具有生物可用性的重金属之间的直接作用,可以真实的反映环境污染物的生态效应和生物毒性。
　　为了利用鱼类早期生命阶段的敏感性,建立敏感易行的生物监测模型,本研究以具有较高生态风险的镉为暴露污染物,探讨其对日本青鳉早期发育阶段的毒性效应.结果表明,经致死水平氯化镉暴露后,日本青鳉胚胎发生鳃区、腹区附近组织坏死,血凝,卵周隙浑浊等现象.这些现象可以帮助我们推测出镉对胚胎毒害作用的组织水平的靶点和镉在胚胎中的转移和富集方式.一些靠近矿区的水体镉污染水平达到或超过了氯化镉对卵黄期仔鱼的96 h半数致死浓度(96h-LC50),日本青鳉卵黄期仔鱼的96h-LC50可以作为部分矿区附近水体镉污染的生物监测指标.日本青鳉胚胎和卵黄期仔鱼的总蛋白含量对镉表现出较高的敏感性,尤其卵黄期仔鱼在4μg·L-1的氯化镉暴露后,其总蛋白含量就出现显著地降低;氯化镉对卵黄期仔鱼脊柱畸形的半数抑制浓度(EC50)低于国家地表水环境质量标准规定的II类水标准,脊柱畸形率与镉浓度之间存在一定的线性关系,可以为定量监测镉污染提供理论依据,脊柱畸形可以在48 h内被4μg·L-1的氯化镉极显著地诱导,因此这种潜在的生物监测模型很有希望应用到水环境镉污染的快速预警中.通过对国内主要水体中镉污染水平的分析发现,卵黄期仔鱼的总蛋白含量变化和脊柱畸形率对部分水体的镉污染可以实现生物监测.因此,利用日本青鳉胚胎和卵黄期仔鱼对低水平镉污染的高度敏感性,将能够建立起一种简易廉价并且有效的水环境低水平镉污染的生物监测模型.
　　本研究中的实验用水与环境水介质的复杂性有明显不同.环境中的污染物不仅趋向于低水平,而且正在由单一污染向联合污染转变.要实现日本青鳉胚胎和卵黄期仔鱼生物监测模型对镉污染监测的实际应用,还需要进一步研究镉与其他重金属联合作用时其生物毒性效应的变化,以及有机污染物对镉毒性的影响.

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第1章 综述

1.1 镉的环境属性及可能的风险机制

1.2 镉的生物学毒性概述

1.3鱼类在水生态毒理学中的应用和研究进展

1.4 我国水体镉污染现状

1.5立题依据

第2章 致死水平氯化镉对日本青鳉的急性毒性

2.1 材料与方法

2.2 实验结果

2.3 讨论

第3章 亚致死水平氯化镉对日本青鳉的毒性效应

3.1 材料与方法

3.2 实验结果

3.3 讨论

第4章 卵黄期仔鱼脊柱畸形对其他重金属污染的指示作用

4.1 材料与方法

4.2 实验结果

4.3 讨论

第5章 结论

篇末语

参考文献

致谢

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