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持久性有机物(POPs)具有含量低,毒性大,难降解,生物富集放大和远距离传输等特点。随着研究的不断深入,人们越来越了解POPs可能对人类和生态环境造成巨大危害。水环境中的POPs污染与人们的生活息息相关。因此开展对水环境中POPs残留的调查,分析和风险评价成为一项重要的工作。同时,研究POPs的水生生态毒性,特别是对水生生物的影响,为水环境生态风险评价提供依据,也具有深远的意义。
本研究以HCHs,DDTs,PCBs和PAHs为调查对象,重点测定了这几种POPs在海南五指山地区和铜鼓岭地区水环境水和沉积物中的浓度,研究其在该地区水环境中的分布特征,同时应用数理统计方法获得这几类POPs的分布类型及基线值,并对POPs可能的来源及生态风险进行了初步探讨。同时本研究借助二次捕获与电子顺磁共振(EPR)技术来检测暴露于菲(PH)的双壳类生物(Saccostrea cucullata)消化腺内自由基(POS)的产生。通过测定PH在牡蛎消化腺中的富集量、脂质过氧化水平、GSH与GSSG水平以及GST活性,探讨PH作为一种常见POPs对水生生物的氧化损伤机制和微观致毒机理,以及ROS被用作氧化胁迫生化指示物的可能性。本研究得到的结论主要有:
(1)HCHs、DDTs、PCBs、PAHs在五指山地区水中的浓度范围分别为7.55~16.7ng/l,7.38~44.1ng/l,4.32~68.5ng/l,413.9~923.3ng/l;沉积物中的浓度范围分别是0.87~3.42ng/g,0.92~3.88ng/g,3.41~20.6ng/g,89.64~318.4ng/g。在铜鼓岭地区水中的浓度范围分别为2.12~11.0ng/l,0~20.5ng/l,9.77~47.2ng/l,269.6~552.6ng/l,沉积物中的浓度范围分别是0.27~2.18ng/g,0.36~2.31ng/g,2.95~37.7ng/g,33.14~276.8ng/g。与国内外现有数据相比,五指山地区及铜鼓岭地区水体中POPs含量相对较低,五指山地区水体中的HCHs、DDTs和PAHs浓度略高于铜鼓岭地区,而铜鼓岭地区的沉积物中PCBs的浓度则要高于五指山地区。
(2)根据对水环境中POPs组分的探讨,初步认为木材、农业秸秆的燃烧以及汽油、柴油及煤油等的燃烧是五指山地区和铜鼓岭地区水环境中PAHs污染的主要来源;大气长距离输送及干、湿沉降是这两个地区水环境中PCBs的主要来源;而农药三氯杀螨醇的使用则可能是水环境中DDT的主要来源之一。
(3)五指山地区饮用水源水中HCHs、DDTs、PCBs等均低于饮用水水质标准,属于安全范围,但少数村镇如570桥、什益、番阳镇、毛道乡等的水样中BaP含量超过大多数国家制定的标准,应给予重视。沉积物中POPs的生态风险较低,除少数点位个别化合物外,绝大多数POPs不会对生物产生危害。
(4)本研究在二次捕获后采用EPR技术进行分析,取得了在暴露浓度下PH显著诱导Saccostrea cucullata消化腺中ROS产生的直接证据。本文中所检测到的ROS被鉴定为·OH。LPO水平与ROS呈显著正相关(r=0.87,p<0.05),GSH/GSSG比率与ROS呈显著负相关(r=—0.89,p<0.01),暗示ROS可能是导致氧化胁迫的主要原因。牡蛎消化腺中LPO水平,GSH/GSSG比率以及ROS产量对低浓度的PH暴露都比较敏感,ROS可以考虑作为指示低剂量菲暴露引起氧化胁迫的一个生化指标。