沉积物中典型重金属对底栖生物摇蚊的毒性效应研究
以底栖生物伸展摇蚊（Chironomus tentans）为受试生物，研究了两种重金属铜、镉对其的急性毒性试验和28d慢性毒性试验，在急性毒性试验中分别得到一龄幼虫在24h、48h、72h、96h的死亡率，计算出这4个时间的LC50半数致死浓度，进行比较；在慢性试验中，以死亡率和羽化率为测试终点，得到摇蚊的毒性效应与重金属浓度的关系。结果发现在沉积物中两种重金属对摇蚊幼虫有明显的毒性效应，在急性试验中一龄幼虫对铜的毒性更敏感；而在慢性试验中对镉的毒性更敏感，并且随着重金属浓度升高，摇蚊的羽化率降低，羽化时间延长。研究结果有助于了解沉积物中重金属Cu和Cd对摇蚊幼虫产生的长期慢性影响，及摇蚊对沉积物重金属污染的具体生态响应。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1材料与方法5
1.1材料 5
1.1.1受试生物 5
1.1.2 人工沉积物 5
1.1.3试剂药品 5
1.1.4其它材料 5
1.2方法 5
1.2.1伸展摇蚊的实验室驯化5
1.2.2人工沉积物的制备6
1.2.3加标人工沉积物水系统的制备6
1.2.4摇蚊幼虫毒性试验6
1.2.4.1一龄幼虫的培养6
1.2.4.2急性毒性试验6
1.2.4.3慢性毒性试验7
2结果与分析8
2.1急性毒性试验结果与分析8
2.1.1 两种重金属对一龄摇蚊幼虫的急性毒性效应8
2.1.2两种重金属对摇蚊幼虫的急性毒性LC50比较9
2.2慢性毒性试验结果与分析9
2.2.1 两种重金属对摇蚊幼虫 28d慢性毒性效应9
3讨论10
3.1急性毒性试验的结果与评价10
3.2慢性毒性试验的结果与评价10
3.3两种重金属在急性毒性和慢性毒性试验中的结果比较10
致谢11
参考文献11
沉积物中典型重金属对底栖生物摇蚊的毒性效 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
应研究
引言
引言
沉积物是水体的重要组成部分，在水体污染研究中具有特殊的重要性，一方面，沉积物是水体污染重要的“汇”和“源”，水中有毒物质通过吸附结合过程大量蓄积沉积物中，并且，研究表明沉积物中污染物浓度通常是水溶液中的数百倍甚至数十万倍，而当环境条件改变时这些污染物又可以经解吸、扩散、分配等环境过程重新释放到水体中，形成二次污染，影响水体和大气环境质量；另一方面，沉积物又为许多底栖生物提供栖息场所和食物来源，是水生生态系统的重要组成部分，进入河流的污染物质通常会快速沉降堆积，直接和间接地对底栖生物、上覆水生物致毒致害，并通过生物富集、食物链放大等进一步影响陆地生物以至人类的健康[15]。
水体沉积物中的有害污染物主要为重金属、有机物、氨氮及有机磷。其中，重金属作为沉积物中的一类主要污染物，具有毒性大、难降解、易被生物富集等特性，能经过食物链传递最后影响生态系统和人体健康[56]。水体重金属污染物通过水沉积物界面的交换反应在固液两相间相互迁移转化，沉积物中重金属的毒性不仅取决于重金属的总量，更与沉积物中的赋存形态有关，重金属赋存形态是判断沉积物中重金属的毒性响应以及生态风险的重要指标[6]。水体沉积物中重金属的重要结合相是酸可挥发性硫化物(AVS)、颗粒有机碳和铁与锰的羟氧化物等[7]。
铜（Cu）是一种主要的重金属，铜污染的来源主要是由矿山开采，金属加工，机械制造，钢铁生产等，它是生物体内的必需微量元素，但是过量时会对生物体造成危害，受铜矿开采影响沉积物中Cu含量可高达正常标准的20~70倍，对底栖生物会造成危害。Kosalwat和Knight对比了水体和沉积物中的铜对摇蚊幼虫的影响，结果发现：水体中0.1~5mg/L的铜离子对摇蚊幼虫的孵化没有影响，且不同对照组出生和孵化的时间大致相同；但在沉积物慢性毒性试验中，摇蚊幼虫的成长明显受抑，当沉积物中铜离子的浓度高于1800mg/kg时，摇蚊成虫羽化延迟，口器畸形，摇蚊幼虫的生长是检测铜污染的最好指标[8]。
镉(Cd)是一种主要的重金属污染物，主要在金属矿物质的开采、处理以及农业杀虫剂的使用过程中产生。镉也是一种非必需元素，当水体中Cd的浓度过高时，就会对其中的水生动植物产生毒性[9]。但有研究证明无论镉的浓度高或低都是有毒性的。镉引起生物体中毒的原因是重金属在生物体内累积到一定程度之后，金属硫蛋白不能满足与进入细胞的金属结合的需要时，多余的重金属就会与其体内的其他生物分子，包括酶和核酸等生物大分子相互作用，从而引起中毒现象[10]。因此，挑选了铜Cu和镉Cd两种典型重金属作为本实验的受试物质。
生物测试法是指系统地利用生物反应测定一种或多种污染物单独或联合存在条件下所导致的影响或危害，常用水生生物、底栖生物、植物、无脊椎动物和微生物等进行测试[1]。它与传统的化学分析方法相比有很多自己的优势，能综合地反应环境状况，尤其是污染物之间的相互作用，具有直观性，连续性，不是理化分析的瞬时性，较高的灵敏性，方法也比较简单，成本低等。在水污染研究中，生物测试法已经成为监测和评价水体环境的重要手段之一[12]。近年来，多种生物毒性测试方法也应用于评估沉积物毒性[4]。在生物测试中， LC50、EC50常被作为重要的生物测试结果，它们不是对毒物绝对的、定量的描述, 它只是说明种群在一定的环境条件下, 在一定时间内对毒物的反应程度。本实验将通过生物测试的方法来探究这两种重金属对底栖生物摇蚊的毒性效应。
底栖生物摇蚊，在水体中分布广泛，约占底栖生物量的70%～80%[12]，对水质变化敏感，是水体质量的重要指示生物，不同地域及水质的优势摇蚊种类不同。摇蚊幼虫是美国国家环境保护局（USEPA）和经济合作与发展组织（OECD）推荐的生物毒性测试物种[13]，已被大量用作检测沉积物及化学品毒性的生物物种，通过摇蚊幼虫的急慢性毒性研究对评估污染物对整体水生生物以及水体健康的影响有极大帮助。国际上关于常规污染物对一些标准摇蚊品种如C.riparius、C.tentans的急性慢性影响，都有了较广泛和深入的研究；目前国内关于摇蚊的生态毒理学研究大多集中于污染物对摇蚊幼虫的急性毒性效应研究[9]。而关于摇蚊的慢性毒理学还不充分，有必要进行系统深入的研究[14]。相对于水体污染评价，沉积物的研究在我国比较滞后，尤其是沉积物慢性毒性的评价。因此，进行摇蚊的慢性毒性试验来评价沉积物中重金属的毒性效应有很重要的研究价值。本实验的受试摇蚊是伸展摇蚊（C.tentans），隶属于节肢动物门昆虫纲双翅目(Diptera) 摇蚊科(Tendipedidea)，伸展摇蚊是国际上推崇的受试物种，也是我国水体中常见的摇蚊种类，本实验将通过对其进行急性毒性实验及28 d慢性毒性实验，以受试生物的死亡率、羽化时间等为评价终点，了解沉积物中重金属Cu和Cd对摇蚊幼虫产生的长期慢性影响，探讨摇蚊对沉积物重金属污染的具体生态响应，为我国水生态系统健康评价体系提供更理想的方法和指标。研究结果有助于了解沉积物重金属对底栖生物的毒害效应，为建立基于生物毒性的沉积物质量基准提供有效数据。
材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 受试生物
本实验的受试生物是OECD推荐测试物种伸展摇蚊（Chironomus tentans），隶属于昆虫纲，双翅目，长角亚目，摇蚊科；一生中经过卵、幼虫、蛹、成虫4个阶段，生活史中幼虫期经历时间最长，从幼虫至成虫共生长四龄，每龄4d~8d，用于本实验的摇蚊幼虫龄期是从一龄幼虫（孵出后2d~3d或1d~4d）开始。伸展摇蚊的一龄幼虫的特征是体长约1~2mm，身体透明，活性高的个体，在水中会不断扭动。摇蚊幼虫期主要生活在底泥中，是国际上重要的受试底栖生物，本实验的伸展摇蚊是由上海化工研究院馈送，并在实验室进行驯化的。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1材料与方法5
1.1材料 5
1.1.1受试生物 5
1.1.2 人工沉积物 5
1.1.3试剂药品 5
1.1.4其它材料 5
1.2方法 5
1.2.1伸展摇蚊的实验室驯化5
1.2.2人工沉积物的制备6
1.2.3加标人工沉积物水系统的制备6
1.2.4摇蚊幼虫毒性试验6
1.2.4.1一龄幼虫的培养6
1.2.4.2急性毒性试验6
1.2.4.3慢性毒性试验7
2结果与分析8
2.1急性毒性试验结果与分析8
2.1.1 两种重金属对一龄摇蚊幼虫的急性毒性效应8
2.1.2两种重金属对摇蚊幼虫的急性毒性LC50比较9
2.2慢性毒性试验结果与分析9
2.2.1 两种重金属对摇蚊幼虫 28d慢性毒性效应9
3讨论10
3.1急性毒性试验的结果与评价10
3.2慢性毒性试验的结果与评价10
3.3两种重金属在急性毒性和慢性毒性试验中的结果比较10
致谢11
参考文献11
沉积物中典型重金属对底栖生物摇蚊的毒性效 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
应研究
引言
引言
沉积物是水体的重要组成部分，在水体污染研究中具有特殊的重要性，一方面，沉积物是水体污染重要的“汇”和“源”，水中有毒物质通过吸附结合过程大量蓄积沉积物中，并且，研究表明沉积物中污染物浓度通常是水溶液中的数百倍甚至数十万倍，而当环境条件改变时这些污染物又可以经解吸、扩散、分配等环境过程重新释放到水体中，形成二次污染，影响水体和大气环境质量；另一方面，沉积物又为许多底栖生物提供栖息场所和食物来源，是水生生态系统的重要组成部分，进入河流的污染物质通常会快速沉降堆积，直接和间接地对底栖生物、上覆水生物致毒致害，并通过生物富集、食物链放大等进一步影响陆地生物以至人类的健康[15]。
水体沉积物中的有害污染物主要为重金属、有机物、氨氮及有机磷。其中，重金属作为沉积物中的一类主要污染物，具有毒性大、难降解、易被生物富集等特性，能经过食物链传递最后影响生态系统和人体健康[56]。水体重金属污染物通过水沉积物界面的交换反应在固液两相间相互迁移转化，沉积物中重金属的毒性不仅取决于重金属的总量，更与沉积物中的赋存形态有关，重金属赋存形态是判断沉积物中重金属的毒性响应以及生态风险的重要指标[6]。水体沉积物中重金属的重要结合相是酸可挥发性硫化物(AVS)、颗粒有机碳和铁与锰的羟氧化物等[7]。
铜（Cu）是一种主要的重金属，铜污染的来源主要是由矿山开采，金属加工，机械制造，钢铁生产等，它是生物体内的必需微量元素，但是过量时会对生物体造成危害，受铜矿开采影响沉积物中Cu含量可高达正常标准的20~70倍，对底栖生物会造成危害。Kosalwat和Knight对比了水体和沉积物中的铜对摇蚊幼虫的影响，结果发现：水体中0.1~5mg/L的铜离子对摇蚊幼虫的孵化没有影响，且不同对照组出生和孵化的时间大致相同；但在沉积物慢性毒性试验中，摇蚊幼虫的成长明显受抑，当沉积物中铜离子的浓度高于1800mg/kg时，摇蚊成虫羽化延迟，口器畸形，摇蚊幼虫的生长是检测铜污染的最好指标[8]。
镉(Cd)是一种主要的重金属污染物，主要在金属矿物质的开采、处理以及农业杀虫剂的使用过程中产生。镉也是一种非必需元素，当水体中Cd的浓度过高时，就会对其中的水生动植物产生毒性[9]。但有研究证明无论镉的浓度高或低都是有毒性的。镉引起生物体中毒的原因是重金属在生物体内累积到一定程度之后，金属硫蛋白不能满足与进入细胞的金属结合的需要时，多余的重金属就会与其体内的其他生物分子，包括酶和核酸等生物大分子相互作用，从而引起中毒现象[10]。因此，挑选了铜Cu和镉Cd两种典型重金属作为本实验的受试物质。
生物测试法是指系统地利用生物反应测定一种或多种污染物单独或联合存在条件下所导致的影响或危害，常用水生生物、底栖生物、植物、无脊椎动物和微生物等进行测试[1]。它与传统的化学分析方法相比有很多自己的优势，能综合地反应环境状况，尤其是污染物之间的相互作用，具有直观性，连续性，不是理化分析的瞬时性，较高的灵敏性，方法也比较简单，成本低等。在水污染研究中，生物测试法已经成为监测和评价水体环境的重要手段之一[12]。近年来，多种生物毒性测试方法也应用于评估沉积物毒性[4]。在生物测试中， LC50、EC50常被作为重要的生物测试结果，它们不是对毒物绝对的、定量的描述, 它只是说明种群在一定的环境条件下, 在一定时间内对毒物的反应程度。本实验将通过生物测试的方法来探究这两种重金属对底栖生物摇蚊的毒性效应。
底栖生物摇蚊，在水体中分布广泛，约占底栖生物量的70%～80%[12]，对水质变化敏感，是水体质量的重要指示生物，不同地域及水质的优势摇蚊种类不同。摇蚊幼虫是美国国家环境保护局（USEPA）和经济合作与发展组织（OECD）推荐的生物毒性测试物种[13]，已被大量用作检测沉积物及化学品毒性的生物物种，通过摇蚊幼虫的急慢性毒性研究对评估污染物对整体水生生物以及水体健康的影响有极大帮助。国际上关于常规污染物对一些标准摇蚊品种如C.riparius、C.tentans的急性慢性影响，都有了较广泛和深入的研究；目前国内关于摇蚊的生态毒理学研究大多集中于污染物对摇蚊幼虫的急性毒性效应研究[9]。而关于摇蚊的慢性毒理学还不充分，有必要进行系统深入的研究[14]。相对于水体污染评价，沉积物的研究在我国比较滞后，尤其是沉积物慢性毒性的评价。因此，进行摇蚊的慢性毒性试验来评价沉积物中重金属的毒性效应有很重要的研究价值。本实验的受试摇蚊是伸展摇蚊（C.tentans），隶属于节肢动物门昆虫纲双翅目(Diptera) 摇蚊科(Tendipedidea)，伸展摇蚊是国际上推崇的受试物种，也是我国水体中常见的摇蚊种类，本实验将通过对其进行急性毒性实验及28 d慢性毒性实验，以受试生物的死亡率、羽化时间等为评价终点，了解沉积物中重金属Cu和Cd对摇蚊幼虫产生的长期慢性影响，探讨摇蚊对沉积物重金属污染的具体生态响应，为我国水生态系统健康评价体系提供更理想的方法和指标。研究结果有助于了解沉积物重金属对底栖生物的毒害效应，为建立基于生物毒性的沉积物质量基准提供有效数据。
材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 受试生物
本实验的受试生物是OECD推荐测试物种伸展摇蚊（Chironomus tentans），隶属于昆虫纲，双翅目，长角亚目，摇蚊科；一生中经过卵、幼虫、蛹、成虫4个阶段，生活史中幼虫期经历时间最长，从幼虫至成虫共生长四龄，每龄4d~8d，用于本实验的摇蚊幼虫龄期是从一龄幼虫（孵出后2d~3d或1d~4d）开始。伸展摇蚊的一龄幼虫的特征是体长约1~2mm，身体透明，活性高的个体，在水中会不断扭动。摇蚊幼虫期主要生活在底泥中，是国际上重要的受试底栖生物，本实验的伸展摇蚊是由上海化工研究院馈送，并在实验室进行驯化的。
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