Cd^(2+)和Pb^(2+)对花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)幼虫生长发育的影响及富集效应

摘要

河流、湖泊等水生环境中普遍存在的重金属污染破坏水生生态系统并间接威胁人类健康。为探究重金属胁迫下水生昆虫花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)生态毒理,测定了重金属Cd^(2+)和Pb^(2+)胁迫对花翅摇蚊化蛹率和羽化率的影响,检测了摇蚊的口器致畸与富集效应。研究结果表明,Cd^(2+)和Pb^(2+)影响摇蚊幼虫化蛹和羽化过程,单一重金属离子处理14 d Pb^(2+)处理组的化蛹率和羽化率分别为22.22%和8.89%,低于Cd^(2+)的化蛹率(25.56%)和羽化率(11.11%),表现出更强的抑制效应。混合离子1∶2和2∶1配比处理组化蛹率和羽化率均为11.11%和4.44%,显著低于单一重金属离子胁迫下的化蛹率和羽化率。单一重金属离子及混合离子处理均能导致花翅摇蚊幼虫口器致畸,表现为上颚前齿断裂,中齿和基齿磨损、缺失,下唇板齿部不规则,下唇板边缘齿与中央齿磨损、断裂、增生、缺失。不同重金属离子处理下幼虫口器致畸率不同,并与暴露时间呈正相关,其中1∶2配比处理14 d致畸率达到40.61%。重金属离子在摇蚊幼虫体内产生生物富集效应,单一重金属离子处理下的Pb^(2+)富集含量7 d至14 d由11.46 mg/kg上升至31.32 mg/kg,不同配比混合离子处理下Pb^(2+)富集含量均呈增加趋势,其中1∶2配比处理组由15.48 mg/kg上升至42.50 mg/kg,而Cd^(2+)在单一重金属与1∶1混合离子处理组7 d至14 d的富集含量无显著性变化,2∶1配比处理组由14.20 mg/kg下降至9.52 mg/kg,1∶2配比由5.85 mg/kg上升至20.99 mg/kg。这些研究结果表明Cd^(2+)和Pb^(2+)胁迫影响花翅摇蚊幼虫生长发育且口器出现畸型,与重金属在幼虫体内的富集密切相关,为研究重金属对水生生态系统多重效应提供了理论依据。