海洋贝类对水体中重金属的富集能力研究

论文摘要

项目通过的泥蚶（Tegillarca granosa）、菲律宾蛤（Ruditapes philippinarum）、缢蛏（Sinonovacula constricat canarck）和单齿螺（Monodonta labio） Cu、Pb和Cd的富集试验,研究了4种海洋贝类对3种重金属的吸附和累积规律、富集的动力学参数等,并据此对水环境质量标准和生物体残留限量标准一致性等问题进行分析。采用半静水法进行富集试验。试验海水盐度约28.5-29.0,pH约8.1-8.3,水体中铜、铅和镉浓度分别为0.015mg/L、0.001 mg/L和0.0001 mg/L。泥蚶壳长（2.2-3.5）cm,体重（4.8-7.2）g;菲律宾蛤壳长（3.0-3.6）cm,体重（6.0-7.8）g;单齿螺壳长（1.8-2.8）cm,体重（3.6-5.2）g;缢蛏壳长（8.0-12.5）cm,体重（11.0-20）g。在[Cu2+]为（0.0150.115）mg/L、[Pb2+]为（0.0010.051）mg/L、[Cd2+]为（0.00010.050）mg/L各有6个试验组。在0d、1d、3d、5d、10d、15d、20d、25d、30d取出部分贝类用微波消解-原子吸收光谱法测定重金属含量。实验结果表明:（1）泥蚶、菲律宾蛤、单齿螺和缢蛏在添加了铜、铅和镉的海水中均表现出了一定的富集效应。泥蚶开始明显富集时[Cu2+]0.035mg/L、[Pb2+]0.0035mg/L;菲律宾蛤开始明显富集时[Cu2+]0.025mg/L、[Pb2+]0.006mg/L;缢蛏开始明显富集时[Cu2+]0.025mg/L、[Pb2+]0.011mg/L;单齿螺开始明显富集时[Cu2+]0.035mg/L、[Pb2+]0.011mg/L;4种贝类对镉开始明显富集的浓度都是0.050mg/L。4种贝类对3种重金属的富集能力和富集速率:铜>铅>镉,4种贝类之间未见明显区别。（2）总体上,水体中重金属浓度越高,贝类体内富集的重金属含量也越高,两者之间具有一定的正相关,但是4种贝类在[Cu2+] （0.0250.035）mg/L、[Pb2+] （0.0060.011） mg/L、[Cd2+] （0.00260.0051）mg/L时,贝类体内重金属含量比低浓度水体中没有增加或者降低;贝类在添加重金属的水体中,时间越长,体内富集的重金属含量越高,但是对铜和镉的富集在（3-5）d左右时、对铅富集在（1-3）d左右时,体内的重金属含量比之前反而有所降低。上述两种情况可能是由于水体重金属浓度升高使得贝类生理上产生对重金属的吸附产生抑制作用,甚至可能使释放过程加速,导致体内重金属含量明显偏低,但随着浓度的进一步升高和时间进一步延长,贝类逐步适应生存环境,吸附和释放过程又恢复正常。（3）在[Cu2+]为（0.0350.115）mg/L时,4种贝类的生物吸收速率常数k1为2.70-22.3,生物排出速率常数k2为0.008-0.126,生物富集因子BCF为176.8-854.6,富集达到平衡时生物体内金属含量Cmax为（7.4-53.9）mg/kg, k1、k2、BCF的变化与[Cu2+]未见明显关系,Cmax随着水体浓度增加而降低;在[Pb2+]为（0.0060.051） mg/L时,4种贝类的生物吸收速率常数k1为1.79-35.5,生物排出速率常数k2为0.009-0.151,生物富集因子BCF为139.4-1429,富集达到平衡时生物体内金属含量Cmax为（2.06-16.5）mg/kg ,k1、BCF、Cmax随着水体浓度增加而降低趋势,k2随着水体浓度增加而增加趋势;在[Cd2+]为0.050mg/L时,4种贝类的生物吸收速率常数k1为2.41-7.97,生物排出速率常数k2为0.044-0.148,生物富集因子BCF为55.0-166,富集达到平衡时生物体内金属含量Cmax为（5.69-8.32）mg/kg。（4）《海水水质标准》与《海洋生物质量》、《农产品安全质量无公害水产品产地环境要求》与贝类的无公害食品系列标准之间存在不协调一致的地方,建议结合重金属对人体的危害评估等研究成果,将水质中对铅和镉的要求提高,或适当降低产品质量标准中对铅和镉的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 项目研究的目的和意义
• 0.2 项目研究的主要内容
• 1 水生生物对重金属富集研究与进展（综述）
• 1.1 环境中重金属污染现状
• 1.1.1 我国环境中重金属污染的现状
• 1.1.2 重金属在环境中的污染行为
• 1.2 水生生物对环境中重金属富集能力研究概况
• 1.2.1 水生生物对重金属吸收和积累的研究进展
• 1.2.2 水生生物对重金属富集能力的研究进展
• 1.2.3 贝类富集重金属的模型研究
• 2 贝类体内重金属积累规律研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 积累试验
• 2.1.2 重金属含量检测
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 铜在4 种贝类体内的积累过程
• 2.2.2 铅在4 种贝类体内的积累过程
• 2.2.3 镉在4 种贝类体内的积累过程
• 2.2.4 贝类对不同重金属的富集能力比较
• 2.3 结论
• 3 海洋贝类对重金属生物富集动力学特性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 积累试验
• 3.1.2 重金属含量检测
• 3.1.3 动力学参数计算所用模型
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 贝类对铜的生物富集动力学参数
• 3.2.2 贝类对铅的生物富集动力学参数
• 3.2.3 贝类对镉的生物富集动力学参数
• 3.2.4 贝类生活水域水质标准与产品质量标准一致性比较
• 3.3 结论
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文