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重金属作为一类重要的污染物,对鱼类的毒害作用已日益加深,从而通过食物链对人类的健康构成威胁,因此受到人们的关注。本实验采用体长为9.9-13.5cm的军曹鱼幼鱼作为受试对象,以重金属铜、锌、镉、汞作为污染物来研究其对军曹鱼幼鱼的生物毒性效应,包括急性毒性试验、亚急性毒性试验,急性毒性试验主要是探究几种重金属对军曹鱼幼鱼的安全浓度,亚急性毒性试验则是研究污染物在较长的时间内对鱼体体内抗氧化酶和消化酶类活力的影响等。试验结果表明:
1、急性毒性试验
采用静水染毒法,得出重金属铜、锌、镉和汞对军曹鱼幼鱼的96h的半致死浓度分别为1.86 mg/L、8.91 mg/L、17.38mg/L和0.33 mg/L,安全浓度分别为0.186mg/L、0.891 mg/L、1.738 mg/L、0.033 mg/L,结果表明:军曹鱼对重金属的耐受性均随实验时间延长而缓慢降低,四种重金属毒性大小依次为Hg2+>cu2+>Zn2+>Cd2+。利用切片技术观察了Cu对军曹鱼幼鱼肝脏和脾脏显微结构的影响,结果发现:Cu暴露对肝脏的影响主要表现在细胞间隙增大、血细胞凝集、部分肝细胞的细胞器死亡、解体,出现细胞空泡化等。
2、四种重金属对抗氧化酶活性的影响
取96h半致死浓度的5%、10%和20%设立3个染毒组和1个对照组。试验共进行30d,采用静态置换法每3d更新溶液50%,每天投喂无污染配合饲料两次,均为饱食投喂,分别于5d、10d、15d、20d、25d、30d采集样本。试验结果表明:
Cu2+、Zn2+、Cd2+和Hg2+对军曹鱼幼鱼肌肉组织的三种抗氧化酶CAT、SOD、GSH-PX均有不同程度的抑制作用,并且随着时间的延长和离子浓度的增大抑制作用增强。
CAT在30d时,军曹鱼幼鱼的CAT活性出现最小值,Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的CAT活性的最大抑制率分别为44.57%、17.78%、2.4%、37.69%,所以四种重金属对军曹鱼幼鱼的毒性作用是:Cu>Hg>Zn>Cd。在Zn2+和Cd2+组中出现了CAT活性诱导作用,在低浓度组的5d、10d诱导作用最明显。
SOD同样在SOD中,30d时军曹鱼幼鱼的活性出现最小值,Cu、Zn、Cd、Hg四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的CAT活性的最大抑制率分别为19.92%、15.6%、20.51%、31.9%,可见Hg对SOD活性影响最大,而Zn则影响最小。对SOD的诱导作用出现在Zn组,在低浓度组诱导作用明显。
GSH-PX在30d时,军曹鱼幼鱼的GSH-PX活性出现最小值,Cu、Zn、Cd、Hg四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的CAT活性的最大抑制率分别为37.12%、39%、12.52%、41.70%,可见Hg离子对SOD活性影响最大,而Cd则影响最小,对GSH-PX的诱导作用出现在Cd组和Cu组,随着时间延长,诱导作用逐渐减弱,最终变为抑制作用。
3、四种重金属对消化酶活性的影响
Cu、Zn、Cd和Hg对军曹鱼幼鱼胃肠的三种消化酶蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性有很明显的抑制作用,与抗氧化酶相比,抑制作用更明显。
蛋白酶在30d时,军曹鱼幼鱼的蛋白酶活性出现最小值,Cu、Zn、Cd、Hg四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的蛋白酶活性的最大抑制率分别为94.31%、88.16%、69.7%和84.9%,由此可以看出,四种重金属对军曹鱼幼鱼肠蛋白酶的活性抑制作用相当明显,Cu的抑制作用最强,而Cd相比较与其他三种重金属,抑制作用要弱一些。
淀粉酶酶活性作用随时间延长下降,实验的5d、10d下降趋势明显,而20d以后下降趋势不明显。在30d时,军曹鱼幼鱼的淀粉酶活性出现最小值,Cu、Zn、Cd、Hg四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的蛋白酶活性的最大抑制率分别为68.54%、70.4%、59.21%和72.25%。由此可以看出,四种重金属对军曹鱼幼鱼肠淀粉酶的活性抑制作用相当明显,Hg和Zn的抑制作用最强,而Cd与其他三种重金属相比较,抑制作用要弱一些。
脂肪酶随着时间的延长,高浓度组下降趋势更明显,而低浓度组下降不明显,甚至出现了一定程度的诱导作用。在30d时,军曹鱼幼鱼的淀粉酶活性出现最小值,Cu、Zn、Cd、Hg四种重金属对军曹鱼幼鱼肌肉组织的蛋白酶活性的最大抑制率分别为63.66%、67.52%、51.41%和64.88%。可见Cd相对于其他三种重金属抑制作用要差一些。