灞河典型环境内分泌干扰物的分布特征、生态风险以及对䱗(Hemiculterleucisculus)的生物学效应研究

摘要

环境内分泌干扰物（EDCs）是指干扰生物体内分泌系统正常功能的外源性物质。由于人为因素的影响，导致EDCs在外界水环境中广泛存在，而微量或痕量的EDCs就能对生态环境、水生生物甚至人类健康造成危害，因此EDCs在水环境中的污染已成为科学界和公众关注的热点问题之一。为探究河流水体中的 EDCs 污染水平和分布特征，本研究采用了气相色谱-质谱串联（GC-MS）技术，分别于2016年的11月份和2017年的7月份对西安灞河城市段的表层水中7种典型EDCs进行了调查分析，并预测了灞河上中下游三个区域的生态风险（HQ）水平。这7种EDCs包括酚类EDCs：辛基酚（4-t-OP）、壬基酚（NP）和双酚A（BPA），类固醇类EDCs：雌酮（E1）、雌二醇（E2）、雌三醇（E3）和乙炔基雌二醇（EE2）。 此外，EDCs 对鱼类的毒性效应研究主要集中在室内暴露试验，而对实际水体中EDCs 污染所造成的鱼类生物学效应研究较少。本研究以灞河中土著生长的?为研究对象，检测其肌肉组织中EDCs富集水平，并计算了肥满度（CF）、肝体指数（HSI）和性腺指数（GSI），采用HE染色技术分析了?的肝脏组织病理状况（Ih）和精巢、卵巢的发育状态，运用实时荧光定量PCR技术分析了?的肝脏卵黄蛋白原（vtg）基因表达和下丘脑-垂体-性腺轴（HPG）上的靶基因表达。本研究获得的结果如下： （1）表层水中酚类 EDCs，即 4-t-OP、NP和BPA 的浓度分别为＜1.2-126.0、108.1-634.8和＜1.5-1573.1 ng/L；类固醇类EDCs，即E1、E2、EE2和E3的浓度分别为2.4-55.9、1.2-23.9、＜0.1-31.5和＜0.3-5.2 ng/L。?肌肉组织中酚类EDCs中的4-t-OP、NP和BPA的浓度分别为＜1.8-24.6、12.6-103.5、＜2.6-146.9 ng/g；类固醇类EDCs中的E1、E2、EE2和E3的浓度分别为＜0.4-14.2、＜0.7-9.3、＜0.6-13.8和＜0.4-1.3 ng/g。EDCs水平具有明显的季节和区域分布特点，11月份（枯水期）的表层水和?体中EDCs浓度水平总体高于7月份（丰水期）；表层水和?体中EDCs污染程度大小分布为中游＞下游＞上游。在中游水域，浐河汇入携带的EE2与第五污水处理厂排放的BPA、NP、OP和E1为主要EDCs污染物。 （2）?对酚类EDCs的生物富集因子（BAF）值最高为376.6，对类固醇类EDCs的 BAF 值可达656.7。从 HQ 值来看，中、下游水域存在显著的生态风险可能，且 11月份比7月份的HQ值总体偏高。中、下游水域的?CF值和HSI值总体高于上游水域，而GSI值刚好相反，表明中、下游水域的?生长状况更为良好，但性腺发育可能在一定程度上受到抑制。 （3）中、下游水域的?出现肝脏病理症状，如肝细胞核固缩、肝血窦扩张、肝细胞增大、细胞核多型化和空泡化现象的比例明显增多，而上游水域出现肝脏异常的比例较少，表明EDCs污染严重的水域对鱼类产生了更强的毒害作用。11月份和7月份，?雌鱼的卵细胞发育水平在EDCs污染程度不同的水域之间无明显差异，但部分?雄鱼的精子发生在7月份的中游水域受到抑制，精子数量和比例明显减少，表明EDCs污染的水域对?雄鱼生殖产生了影响。 （4）11月份和7月份，中游水域的?雄鱼vtg、lhβ和cyp19a1b基因表达明显升高，而StAR和cyp19a1a基因表达明显降低；11月份，中游水域?雌鱼fshβ、StAR和cyp19a1a基因表达明显降低，lhβ和cyp19a1b基因表达明显升高；7月份，各区段水域中?雌鱼各目的基因表达均无显著差异。表明?雄鱼的vtg、lhβ和StAR基因能够灵敏且稳定地响应EDCs污染，可作为潜在的水环境监测生物标志物。 灞河是西安市东部地区重要的水源地，也是渔业种质资源的库存地，从本研究结果来看，灞河EDCs污染对水生态环境存在安全隐患，且对?已造成一定毒害效应。环境分析化学与生物毒理学方法的结合，综合地反应了灞河水体EDCs污染状况，其研究结果能为灞河EDCs的监管和治理提供科学依据。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 前言

1.2 环境内分泌干扰物

1.3 环境内分泌干扰物的分析方法

1.4 环境内分泌干扰物的评价指标

1.5 环境内分泌干扰物对鱼类下丘脑-垂体-性腺轴的影响

1.6 环境内分泌干扰物与卵黄蛋白原

1.7 选题的目的和意义

第二章 灞河表层水体和生物组织中EDCs的分析

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 灞河水体EDCs对?的生物学效应研究

3.1 前言

3.2 材料和方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 结论

4.1 主要结论

4.2 本研究创新点

4.3 进一步研究内容

参考文献

附录

附录1 样品EDCs检测分析

附录2 PCR与RT-PCR

附录3 HE染色

致谢

作者简介