長江上游15種常見魚類體內(nèi)5種重金屬含量及水體鎘暴露對(duì)南方鲇生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng).pdf

1、為了研究長江上游魚類體內(nèi)重金屬污染狀況以及重金屬暴露對(duì)魚類的生態(tài)毒理影響，本研究進(jìn)行了野外調(diào)查研究（實(shí)驗(yàn)1、2）和實(shí)驗(yàn)室處理研究（實(shí)驗(yàn)3）。實(shí)驗(yàn)1：于2012-2014年的3-6和9-11月，在三峽庫區(qū)萬州江段采集了11種魚類樣本，分別為南方鲇（Silurus meridionalis）、長薄鰍（Leptobotia elongata）、鲇（Silurus asotus）、高體近紅鮊（Ancherythroculter kuremats

2、ui）、鯽（Carassius auratus auratus）、鯉（Cyprinus carpio）、瓦氏黃顙魚（Pelteobagrus vachellii）、凹尾擬鲿（Pseudobagrus emarginatus）、胭脂魚（Myxocyprinus asiaticus）、擬尖頭鮊（Culter oxycephaloides）和大眼鱖（Siniperca knerii）；在長江干流朱楊江段采集4種魚類樣本，分別為南方鲇、瓦氏黃顙

3、魚、圓口銅魚（Coreius guichenoti）和鯉；在沱江富順江段采集5種魚類樣本，分別為大眼鱖、鲇、大鰭鳠（Hemibagrus macropterus）、鯽和鯉；在金沙江攀枝花江段采集7種魚類樣本，分別為長薄鰍、圓口銅魚、光澤黃顙魚（Pelteobagrus nitidus）、鲇、鯉、鯽和圓筒吻鮈（Rhinogobio cylindricus）。每種魚類的樣本量為3-23尾，共計(jì)307尾。采用微波消解和原子吸收光譜法測(cè)定了魚體

4、肌肉中鉛（Pb）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、砷（As）和汞（Hg）的含量以及全魚中Pb、Cr和Cd的含量。實(shí)驗(yàn)2：在長江干流朱楊江段采集了南方鲇（10尾）、瓦氏黃顙魚（15尾）、圓口銅魚（17尾）和鯉（23尾）采用微波消解和原子吸收光譜法測(cè)定了魚體肝臟/肝胰臟、腎臟、胃腸道、鰓、骨骼、肌肉、皮膚或鱗中Pb、Cr、Cd、As和Hg的含量。實(shí)驗(yàn)3：在溫度為27.5℃，水體硬度為25 mg CaCO3/L條件下，以南方鲇為研究對(duì)象（該種魚在野外

5、調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)有較高的Cd含量，且該種魚在長江上游水生生態(tài)系統(tǒng)處于食物鏈的頂端），以CdCl2為毒物，設(shè)置水體Cd濃度為：0（對(duì)照組）、62.5、125、250和500μg/L5個(gè)濃度組，每天以體重2％日糧水平投喂8周后，測(cè)定了實(shí)驗(yàn)魚生長、抗氧化、能量代謝和體內(nèi) Cd積累等方面的指標(biāo)。
　　本研究取得的主要結(jié)果如下：
　　1、三峽庫區(qū)萬州江段11種魚類的全魚平均 Pb、Cr和Cd含量分別為46.32-220.60μg/kg、4

6、1.39-125.12μg/kg和14.57-167.67μg/kg。在這11種魚類中，長薄鰍全魚Pb、Cr和Cd含量均最高。這11種魚類肌肉Pb、Cr、Cd、As和Hg含量分別為12.28-89.39μg/kg、24.10-75.44μg/kg、0.95-44.28μg/kg、24.97-84.34μg/kg和ND-108.10μg/kg。在這11種魚類中，長薄鰍肌肉Pb、Cr、Cd、As含量最高，凹尾擬鲿肌肉Hg含量最高。
　

7、　2、長江干流朱楊江段4種魚類全魚的平均Pb、Cr和 Cd含量分別為30.78-155.98μg/kg、37.49-62.44μg/kg和16.66-20.37μg/kg。在這4種魚類中，鯉全魚中Pb和Cr含量最高，南方鲇全魚中Cd含量最高。這4種魚類肌肉Pb、Cr、Cd和 As含量分別為14.76-52.69μg/kg、35.77-47.92μg/kg、1.01-2.48μg/kg和23.53-33.61μg/kg。在這4種魚類中，鯉

8、魚肌肉中Pb、Cr和As含量均最高，圓口銅魚肌肉中Cd最高。這4種魚類的肌肉Hg含量均低于檢測(cè)限。
　　3、沱江富順江段5種魚類的全魚平均Pb、Cr和Cd含量分別為54.41-113.44μg/kg、65.50-121.02μg/kg和13.22-25.16μg/kg。在這5種魚類中，鯽全魚中Pb含量最高，大鰭鳠全魚Cr和Cd含量最高。這5種魚類肌肉Pb、Cr、Cd、As和Hg含量分別為30.53-47.28μg/kg、35.60

9、-85.31μg/kg、1.74-3.26μg/kg、25.82-44.96μg/kg和ND-72.81μg/kg。在這5種魚類中，鯽肌肉中Pb、Cd和As含量最高，大鰭鳠肌肉中Cr和Hg最高。
　　4、金沙江攀枝花江段7種魚類的全魚平均 Pb、Cr和Cd含量分別為61.47-378.91μg/kg、73.50-130.76μg/kg和18.45-214.28μg/kg。在這7種魚類中，長薄鰍全魚有最高的Pb、Cr和Cd含量。這7

10、種魚類肌肉Pb、Cr、Cd、As和Hg含量分別為37.10-109.56μg/kg、44.97-78.41μg/kg、2.92-40.79μg/kg、27.20-69.07μg/kg和ND-72.19μg/kg，長薄鰍肌肉有最高的Pb、Cr、Cd、As和Hg含量。
　　5、Pb在朱楊江段4種魚不同組織含量為14.76-615.61μg/kg，魚體骨骼和鱗片中 Pb含量最高，肌肉中 Pb含量最低。Cr在朱楊江段4種魚不同組織含量為2

11、7.03-248.20μg/kg；除圓口銅魚外，魚體肌肉中Cr含量最低，胃腸道中Cr含量最高。Cd在朱楊江段4種魚不同組織含量為1.01-502.02μg/kg，魚體腎臟中Cd含量最高，肌肉中Cd含量最低。As在朱楊江段4種魚不同組織含量為19.77-84.42μg/kg，魚體胃腸道中As含量最高，這4種魚類各組織器官的Hg含量均低于檢測(cè)限。
　　6、實(shí)驗(yàn)魚鰓、肝臟、腎臟和腸組織中丙二醛（MDA）的含量均隨著水體Cd暴露濃度增加表

12、現(xiàn)為升高趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)魚鰓、肝臟和腎臟組織總抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量隨著水體Cd暴露濃度升高而降低。腸組織中T-AOC、CAT和GSH隨著水體Cd暴露濃度升高變化不顯著。
　　7、實(shí)驗(yàn)魚的靜止代謝率隨著水體中Cd濃度增加而先升高后降低，62.5、125和250μg Cd/L暴露組實(shí)驗(yàn)魚的靜止代謝率均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），500μg Cd/L暴露組實(shí)驗(yàn)魚的靜止代率與對(duì)照組無

13、顯著差異（P>0.05）。
　　8、隨著水體Cd濃度升高，實(shí)驗(yàn)魚的特殊動(dòng)力作用（SDA）耗能和SDA系數(shù)呈下降趨勢(shì)，250和500μg Cd/L實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)魚的SDA耗能和SDA系數(shù)均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。
　　9、實(shí)驗(yàn)魚體的肝臟線粒體狀態(tài)3呼吸率隨著水體中Cd暴露濃度升高而降低，當(dāng)水體Cd濃度大于125μg Cd/L組時(shí)，實(shí)驗(yàn)魚體的肝臟線粒體狀態(tài)3呼吸顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。
　　10、實(shí)驗(yàn)魚體的肌肉

14、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）活性隨著水體Cd暴露濃度增加表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，125μg Cd/L、250μg Cd/L和500μg Cd/L暴露組肌肉ALT活性均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），125μgCd/L和250μg Cd/L暴露組肌肉AST活性均顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。實(shí)驗(yàn)魚體的肝臟AST活性隨著水體Cd暴露濃度增加表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，但僅在250μg Cd/L暴露組時(shí)顯著高于對(duì)照組（P<0.

15、05）。
　　11、實(shí)驗(yàn)魚體的肌肉和肝臟蛋白質(zhì)的含量隨著水體 Cd濃度升高而降低，各Cd濃度暴露組魚體肌肉蛋白質(zhì)的含量均顯著低于對(duì)照組（P<0.05），250μg Cd/L和500μg Cd/L組實(shí)驗(yàn)魚肝臟中蛋白質(zhì)含量均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。實(shí)驗(yàn)魚的肝糖原含量隨著水體Cd濃度升高而降低，250μg Cd/L和500μg Cd/L組均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。實(shí)驗(yàn)魚體的肝臟葡萄糖含量隨著水體Cd濃度升高表現(xiàn)出升高的趨

16、勢(shì)，500μg Cd/L組均顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。
　　12、實(shí)驗(yàn)魚的體重和特定體重生長率（SGR）均隨著水體Cd的濃度的升高呈下降趨勢(shì)，250μg Cd/L和500μg Cd/L組魚的體重和SGR均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。實(shí)驗(yàn)魚體粗蛋白、粗脂肪含量和能量密度隨著水體Cd濃度升高而降低，當(dāng)水體Cd濃度大于等于250μg/L時(shí)，魚體粗蛋白含量顯著低于對(duì)照組（P<0.05），當(dāng)水體Cd濃度大于等于125μg/L時(shí)，魚

17、體粗脂肪含量和能量密度顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。
　　13、實(shí)驗(yàn)魚攝入飼料總量、飼料效率、表觀消化率和蛋白質(zhì)表觀消化率均隨著水體Cd濃度的升高呈下降趨勢(shì)，各Cd濃度暴露組實(shí)驗(yàn)魚攝入飼料總量和飼料效率均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）；250μg Cd/L和500μg Cd/L暴露組實(shí)驗(yàn)魚的表觀消化率和蛋白質(zhì)表觀消化率均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。
　　14、實(shí)驗(yàn)魚生長能隨著水體Cd暴露濃度升高而降低，各Cd暴露組實(shí)驗(yàn)

18、魚的生長能均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）；各Cd暴露組實(shí)驗(yàn)魚的標(biāo)準(zhǔn)代謝能均顯著高于對(duì)照組（P<0.05）；250和500μg Cd/L實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)魚的特殊動(dòng)力作用（SDA）均顯著低于對(duì)照組（P<0.05）；250和500μg Cd/L暴露組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)魚的排糞能（F）均顯著高于對(duì)照組（P<0.05）；各Cd暴露組實(shí)驗(yàn)魚的排泄能均顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。
　　通過討論本研究提出以下結(jié)論：
　　1、三峽庫區(qū)萬州江段、長江干

19、流朱楊江段、沱江富順江段和金沙江攀枝花江段魚類受到Pb、Cr、Cd、As和Hg不同程度的污染，其魚類體內(nèi)肌肉中Pb、Cr、Cd、As和Hg的含量低于中國食物安全標(biāo)準(zhǔn)和歐盟食品安全標(biāo)準(zhǔn)。
　　2、重金屬在魚體的積累存在顯著的組織間差異，Pb累積的主要靶器官是骨骼和鱗，Cd累積的主要靶器官是腎臟和肝臟，Cr和As累積的主要靶器官是胃腸道。魚體肌肉金屬積累量低于其它組織，其重金屬含量不宜用來作為判定環(huán)境重金屬污染程度及其對(duì)魚體影響的種間

20、差異的指標(biāo)。
　　3、水體Cd暴露會(huì)導(dǎo)致魚體組織氧化損傷，干擾魚體抗氧化系統(tǒng)。鰓對(duì)水體Cd暴露氧化損傷最為敏感，其次是肝和腎，腸是最不敏感組織。魚體提高或維持機(jī)體的總抗氧化能力，并不能完全阻止Cd對(duì)魚體組織的氧化損傷。
　　4、在一定Cd濃度脅迫條件下，南方鲇可以通過生理調(diào)節(jié)，提高靜止代謝水平，動(dòng)用身體儲(chǔ)備的能量物質(zhì)，以滿足機(jī)體應(yīng)對(duì)Cd脅迫的所需的額外能量需求。
　　5、南方鲇經(jīng)水體Cd暴露后，降低蛋白質(zhì)消化率引起南方