乐安江流域铜污染的生态环境毒性研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gameryufei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
乐安江是江西省东北部的一条河流,是鄱阳湖五大河流中饶河的支流。由于流域内矿产开采和工业发展等人为活动的影响,河流断面重金属Cu污染较鄱阳湖其他入湖河流严重,水环境高含量的Cu可能导致水生生物的高暴露风险,引发负面的生物学链式效应,从而造成生态风险。为此,本论文选择乐安江流域分布广泛的鲫鱼为水生生物模型。从鲫鱼个体-组织-器官-细胞-分子各层次分析铜的毒性效应。通过本研究,希望有助于推动乐安江流域铜污染对流域内水生生物的生态环境毒性研究,为乐安江流域铜污染的健康风险评价提供科学依据,从而防止和减少乐安江流域铜污染对人类造成的潜在风险。整个研究过程及成果主要有如下:(1)按照《水质-物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性的测定》(ISO7346 1-3)的试验方法,利用概率单位图解法估算LC50。结果显示:重金属铜对鲫鱼属于高毒物质,急性暴露中48h-LC50、72h-LC50和96h-LC50及对应的95%置信区间分别为0.667 mg/L(0.385~0.968 mg/L)、0.513 mg/L(0.256~0.752 mg/L)和0.412mg/L(0.224~0.657 mg/L)。(2)以亚致死浓度的铜离子为暴露条件,研究铜对鲫鱼产生的生物毒性效应和积累规律,结果表明:鲫鱼不同组织对铜的蓄积存在明显的差异,其蓄积量顺序为:肝脏>肠道>脑>腮>皮>肌肉。在铜暴露24 h后鲫鱼肝脏、肠道、脑、腮、皮和肌肉中铜含量分别达到67.621 mg/kg、12.723 mg/kg、9.012 mg/kg、7.189mg/kg、1.198 mg/kg和1.500 mg/kg;在24~144 h内各组织铜的积累速度变慢,之后各组织铜的积累基本趋于平稳;暴露168h后鲫鱼肝脏、肠道、脑、腮、皮和肌肉中铜含量分别达到86.383 mg/kg、31.708 mg/kg、15.686 mg/kg、11.284mg/kg、3.794 mg/kg和3.490 mg/kg。其中,肝脏是鲫鱼铜富集的主要器官,在暴露168 h之后肝脏蓄积铜含量分别是肠道、脑、腮、皮和肌肉的2.72、5.51、7.66、22.76和27.75倍。(3)研究铜离子暴露对鲫鱼抗氧化酶系统的影响显示,铜离子暴露对鲫鱼组织的SOD、CAT、GPx、GST、GR和KNA活性均被显著激活,MDA和LPO含量明显上升,其中SOD、CAT、GPx、GST、GR和KNA活性呈现先升后降的变化趋势,而MDA和LPO含量呈现逐渐降低的变化趋势;铜离子暴露对鲫鱼腮和肝脏的SOD、CAT、GPx、GST、GR和KNA活性以及MDA和LPO含量的影响在整体上呈现相似的结果,但从变化趋势上来看,肝脏的抗氧化酶影响比腮部明显,肝脏酶活性的最大值均高于腮部,且随着暴露实验的延长,腮部酶活性呈平缓回降,而肝脏酶活性下降明显;从整个暴露时间上来分析,随着暴露时间的延长,在24 h至96 h期间,SOD、CAT、GPx、GST、GR和KNA活性呈上升趋势,而在196 h至336 h期间,其活性呈下降降趋势;而MDA和LPO含量在暴露24 h达到最大值,而后呈逐渐降低的趋势;从不同暴露浓度上来分析,不同暴露时间铜离子浓度对鲫鱼组织抗氧化系统的各指标影响不同,但是从整体上看,高浓度铜离子暴露影响大于低浓度。(4)通过宏观观察铜离子持续暴露对鲫鱼组织器官损伤,发现48h-LC50的铜离子浓度(0.67 mg/L)持续暴露会造成鲫鱼腮部大量充血,内脏出现不同程度的淤血和腹水。通过组织病理切片分析表明,鲫鱼腮组织损伤主要包括腮小片上皮细胞的水肿、增生和变形,粘液细胞增殖,鳃小片融合,以及腮部整个腮丝的融合、腮小片与腮丝融合;鲫鱼肝脏组织损伤主要包括空泡化,黑色素瘤病灶,血细胞聚集以及具有致密核细胞,以及肝组织细胞坏死和溶解性坏死灶现象。在0.083 mg/L的铜离子浓度暴露组中,鲫鱼腮部和肝脏可以通过调节作用修复组织损伤;而在0.167 mg/L和0.334 mg/L的铜离子浓度暴露组,鲫鱼腮部和肝脏生理代谢严重紊乱,器官组织发生不可逆病变。(5)本研究通过模拟乐安江流域水环境条件,分析水体铜离子对鲫鱼的毒性效应,从而研究乐安江流域铜污染的生态环境毒性。实验表明水体铜离子对鲫鱼在个体-组织-器官-细胞-分子各层次上都具有显著的毒害效应。因此,建议在制定乐安江流域重金属铜的安全环境影响浓度阈值过程中应该以保护生态完整性为目的,制定符合该流域的铜标准;从保护生态安全和人体健康出发,实施科学的铜污染水环境管理体系,从而保障乐安江流域的生态系统。
其他文献
纺织业作为我国传统支柱性产业,对促进社会繁荣稳定和经济总量增长具有重大意义。在布匹生产过程中不可避免会产生各类瑕疵,一般使用人工肉眼检测,但由于人的视觉疲劳特性以及行业经验的限制,会不同程度的产生瑕疵的漏检、误检。少数企业采用机器视觉技术并内置传统的图像处理算法来检测瑕疵区域,但传统的图像处理算法因其严重依赖手工设计特征导致检测精度低、鲁棒性差,在检测精度和速度上难以取得理想效果。本文设计并开发了
目的:研究淫羊藿苷(Icariin,ICA)对自然衰老大鼠皮层和海马神经元自噬水平的调节作用及作用机制,以期为淫羊藿苷治疗应用于中枢神经退行性疾病的防治提供实验基础。方法:将24只16月龄SD大鼠随机分为衰老模型组(20M)、ICA低剂量组(ICAL)和ICA高剂量组(ICAH),每组各8只;衰老模型组给予正常维持饲料,ICAL、ICAH给予含有ICA的药物混合饲料,给药剂量分别为2 mg/kg和
近年来生活污水被认为是有价值的资源能源载体,而不是废弃物,这使得污水处理模式正在从污染控制转向资源能源回收。本研究提出利用新型动态膜过滤法(DMF)对生活污水中的有机物进行浓缩预处理获取富含有机物的浓缩液,再利用厌氧动态膜生物反应器(AnDMBR)工艺对浓缩液进行处理,以达到产生生物能源的目的。论文主要研究了动态膜(DM)支撑材料的筛选,DMF的污水预浓缩过程及性能,评价了有机浓缩液的产甲烷潜力,
近年来,随着无线通信技术的高速发展,小型化、宽频带、高增益且低成本的天线的需求呈爆发式增长,因此对具有广泛应用场景和优良实用性能的超宽带天线的研究成为了研究热点。通过研究发现,蝶形天线具有剖面低的平面结构,且频带宽、结构简单、易于加工、制造成本低,很适合当下的大规模生产需求。本论文针对宽带线极化的蝶形天线和宽带圆极化的交叉偶极子天线进行了研究,通过改进天线结构来优化天线的性能,通过理论分析和软件仿
半导体光催化技术是一种绿色、节能环保、高效的技术,在解决环境污染方面潜能巨大。半导体ZnO资源丰富,无毒无害,物理化学性质稳定,被广泛应用于环境保护、污水治理、光解水产氢和太阳能电池等领域。但受纯ZnO宽带隙(3.20 eV)限制,仅能有限利用太阳光,而且光生电子空穴重组率高,导致光催化效率低。为了提高ZnO的光催化活性,必须在能带工程和界面设计的基础上,对ZnO进行改性和修饰。本文通过原位无模板
近年来,随着人们对网络带宽需求的不断增加,“带宽耗尽”问题日益凸显。而作为骨干网传输的重要媒质——单模光纤,因其固有的非线性效应和放大器的自发辐射噪声,容量越来越接
中国共产党与民主党派的关系一直是我国政党关系研究的重点。其中,关于民主党派代表人物黄炎培与中共的研究格外受到关注。中共成立之初,热心于职业教育的黄炎培与中共并无交集,更说不上对中共的认同。全民族抗战的局面打开了黄炎培与中共交往的序幕。斡旋国共关系、恢复国共和谈、努力避免国共再起冲突,成为黄炎培1945年延安之行的重要动因。延安之行的所见所闻拉开了黄炎培倒向中共的序幕。国民党政府的内战独裁政策、对民
随着化石燃料的逐渐枯竭和其对环境的破坏,可再生能源越来越受到人们的重视,充分利用可再生能源不仅可以解决能源问题,还可以减少化石能源的利用从而改善环境。在可再生资源之中太阳能资源由具有重要的地位,所以合理高效的利用太阳能资源是一个迫在眉睫的事情。钙钛矿材料有着优越的光电性能,高吸收系数、较高的载流子迁移率、较长的载流子扩散距离和寿命。短短几年,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率从3%左右迅速超过了25%
背景心脏瓣膜病(Valvulopathy)为临床常见心脏疾病,主要因风湿热、先天性畸形、黏液变性等原因引起,主要累及主动脉瓣、二尖瓣,以瓣膜狭窄及关闭不全为主要表现。体外循环下瓣膜置换术为治疗心脏瓣膜病的有效术式,但瓣膜置换术中心内置换瓣膜、腔静脉与主动脉插管、劈胸骨等手术操作可对机体造成强烈刺激,体外循环也属于损伤性辅助技术,其非生理性血液循环状态会导致机体释放各种炎症介质,引起全身炎症反应,同
高山被孢霉作为合成产油真菌中唯一通过食品安全性认证的菌种,在用于研究合成亚油酸、花生四烯酸及二十碳五烯酸等多不饱和脂肪酸方面得到了广泛的关注。本文通过对实验室保