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[摘 要]海洋贝类对石油烃化合物的积累与净化是一个复杂且被动的过程,与其他海洋生物相比其积累与净化能力更强,尤其是对具有“三致”性质的多环芳烃有很高的积累与净化能力。本文选取了我国南海海域富有代表性的养殖贝类海红作为研究对象,实验室模拟自然生态的油污条件,探究石油烃在海红体内的积累与净化及净化过程,为进一步研究石油烃污染对海红致毒机理提供有益参考。
[关键词]海红;石油烃;积累与净化效应;多环芳烃
中图分类号:U416.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0111-01
1 实验材料
1.1 试验生物
选取平均体重27.09±3.93g,,平均体宽32.10±2.89mm,平均体长73.65±2.18mm平均体厚19.33±1.79mm的海红。在已消毒的沙滤海水中驯养7d,选取大小一致,反应灵敏,代谢正常的个体进行暴毒。
1.2 药品与试剂
除非另作说明,所用试剂为分析纯,水为除油纯水。
(1)6MNaOH溶液:称取240gNaOH(优级纯)溶于水中,加水稀释至1L。
(2)石油醚:30~60℃馏分,重蒸后备用,荧光分光光度测定无干扰。
(3)2MHCL溶液:移取73mL盐酸于水中,加水稀释至1L。
(4)标准储备溶液:1.00mg/mL,20-3标准油品。
(5)油标准使用溶液:0.10mg/mL(10mg/L)。
1.3 仪器设备
烘箱;荧光分光光度计;10mL具塞比色管;超声波震荡器;50mL具塞比色管;小烧杯;匀浆机。
2 实验方法
设置4个浓度组:0.005mg/L、0.010mg/L、0.050mg/L和0.100mg/L,每个浓度设置2个平行组,暴毒水体为40L。每个实验组随机投放60只贻贝。饲养期间温度保持在20℃~25℃,盐度25‰~30‰,pH7.7~8.5。连续充氧,12h更换一次实验海水,每天正常投放绿藻粉。暴毒周期为22d,实验前15d进行正常暴毒,后7d停止暴毒进行毒性释放。
分别于暴毒后第1d、3d、7d、15d、18d、22d取样,每个浓度组取6只贻贝,取其全部软体组织,按浓度分别混合后用匀浆器打成匀浆状,置于冰箱中-20℃保存,备用。样品皂化取混匀试样5g,于50mL具塞比色管中,加入10mL6MNaOH,超声振荡10min,置烘箱中35℃避光皂化12h,同时制备空白试样。石油醚萃取将已皂化好的样品用25mL石油醚分2次萃取(15mL/10mL);第一次加了石油醚后混匀,超声振荡20min,静置分层,去除上清于对应编号的小烧杯中,再进行第二次萃取,重复操作后将两次萃取上清液合并混合于小烧杯中,自然风干。
3 结果与分析
3.1 石油烃在海红体内的积累效应分析
在0#柴油水溶液暴露过程中,海红软组织中石油烃的含量变化与积累净化效应,其背景石油烃水平为0.34mg/kg。4个WSF暴露浓度组海红积累石油烃的趋势整体相似,但具体方式却存在差异。WSF暴露前3d,最高浓度组(0.100mg/L)的石油烃积累量最高,最低浓度组(0.005mg/L)的积累量最低,在短期石油烃积累过程中各浓度需均未表现出明显的跃升性积累现象。各浓度组石油烃积累含量在WSF暴露第3d随着暴露浓度的升高而增加,呈现明显的剂量-效应关系。暴露第3d以后,0.005mg/L浓度组海红石油烃的积累上升趋势缓慢,达到相对稳定的动态平衡阶段,0.010mg/L和0.100mg/L浓度组则出现第二个积累迅速增长期并存在累计跃升现象,并且这两个浓度组的石油烃积累量于第7d均超过0.050mg/L浓度组,含量分别为:37.59mg/kg和35.42mg/kg,日均积累量分别为:5.37mg/kg和5.06mg/kg;此时石油烃积累含量呈现0.010mg/L、0.100mg/L、0.050mg/L、0.005mg/L浓度组的顺序格局,其中前3个浓度仍未达到積累动态平衡。随着WSF暴露时间延长,除最低浓度组外,其他浓度组海红石油烃积累量开始下降,其中0.100mg/L浓度组积累量下降速度最快;在WSF暴露第15d各浓度组的石油烃积累量分别达到:10.98mg/kg、34.86mg/kg、32.50mg/kg和30.98mg/kg,分别是背景值的32.3倍、102.6倍、95.6倍和91.1倍,剂量-效应关系不明显显示海红具有很强的WSF积累与净化能力。
3.2 石油烃在海红体内的净化效应分析
在对海红进行了为期15d的0#柴油水溶液污染暴露后,开始进行一周的污染毒性释放,净化海红体内的石油烃残余,观察海红自我释放和降解石油烃的能力。0.100mg/L、0.050mg/L、0.010mg/L和0.005mg/L浓度组暴露海红的石油烃净化趋势彼此相似,释放前各浓度组的石油烃含量分别为10.98mg/kg、34.86mg/kg、32.50mg/kg和30.98mg/kg,3d后下降到9.69mg/kg、16.93mg/kg、23.73mg/kg和22.37mg/kg,其石油烃释放率分别达到:11.7%、51.4%、27.0%和27.8%。
4 讨论
生物体从生存环境中摄入污染物并滞留于体内当污染物的摄入量超过生物体对其排出量时,生物体内将大量聚集更多的污染物并高出周围环境若干倍,本研究中通过检测发现海红软组织中有石油烃积累和释放的现象,不同0#柴油水溶性成分(WSF)污染浓度诱导海红吸收不同量的石油烃,与本结果相似的研究曾见章于其他报道。有研究发现紫贻贝对多氯联苯的吸收在28天积累后达到稳定的最高水平,而本研究中海红对WSF的积累存在剂量效应关系,暴露浓度在一定程度上影响生物体对石油烃的吸收与滞留时间。海红通过外套膜和鳃组织从污染水体中吸收并积累石油烃,一旦水体中石油烃浓度与贻贝体内石油烃浓度相当,贻贝则减缓对石油烃的吸收频率,达到软组织与污染水体间石油烃交换的动态平衡。暴露于0.2~0.4mg/L燃料油的紫贻贝在短期内软组织中的石油烃含量超过其背景值的1000倍,在净化最初15~20天,软组织中的石油烃迅速释放,之后趋于稳定。本研究中海红同样在WSF开始暴露后的第1d就出现体内石油烃积累与净化,随着暴露时间的延长,则开始跃升式吸收,于暴露第7d达到石油烃吸收峰值;净化过程中海红不断与干净水体进行物质交换,净化7d后各暴露浓度组海红软组织石油烃含量仍显著高于空白对照组的本底值,约为本底值的26.2倍、28.5倍、36.0倍和54.1倍,贾晓平等在研究文蛤和波纹巴非蛤对0#柴油水溶性成分积累与净化的结果中指出,暴露周期较长的贝类,其净化过程的头两周石油烃含量呈线性下降的方式,90%的石油烃积累量消失,但净化28d后的石油烃残留量仍然很高,约为背景值的30倍,且石油烃组分在贝类软组织中的生物学半保留期相对较长。由此看来,海红在不同浓度的WSF影响下积累与净化了不同程度的石油烃,并且无法顺利在转变水体环境的条件下得到净化释放,海红体内大量石油烃的积累与净化则导致了机体不同程度的损伤和变化,最终决定着整个生物体的存亡。因此,在知晓并测定海红生物体石油烃积累与净化及净化程度的基础上分析各种生理指标才能全面准确的反应WSF对其造成毒性效应的程度,更好地帮助探究WSF对海红的致毒机理。
参考文献
[1] 肖雅元,李纯厚,徐姗楠,吕国敏,张喆,黄志婓,马胜伟,王学峰,巩秀玉.水溶性石油烃组分对翡翠贻贝的毒性效应研究[J].农业环境科学学报.2012(03).
[关键词]海红;石油烃;积累与净化效应;多环芳烃
中图分类号:U416.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0111-01
1 实验材料
1.1 试验生物
选取平均体重27.09±3.93g,,平均体宽32.10±2.89mm,平均体长73.65±2.18mm平均体厚19.33±1.79mm的海红。在已消毒的沙滤海水中驯养7d,选取大小一致,反应灵敏,代谢正常的个体进行暴毒。
1.2 药品与试剂
除非另作说明,所用试剂为分析纯,水为除油纯水。
(1)6MNaOH溶液:称取240gNaOH(优级纯)溶于水中,加水稀释至1L。
(2)石油醚:30~60℃馏分,重蒸后备用,荧光分光光度测定无干扰。
(3)2MHCL溶液:移取73mL盐酸于水中,加水稀释至1L。
(4)标准储备溶液:1.00mg/mL,20-3标准油品。
(5)油标准使用溶液:0.10mg/mL(10mg/L)。
1.3 仪器设备
烘箱;荧光分光光度计;10mL具塞比色管;超声波震荡器;50mL具塞比色管;小烧杯;匀浆机。
2 实验方法
设置4个浓度组:0.005mg/L、0.010mg/L、0.050mg/L和0.100mg/L,每个浓度设置2个平行组,暴毒水体为40L。每个实验组随机投放60只贻贝。饲养期间温度保持在20℃~25℃,盐度25‰~30‰,pH7.7~8.5。连续充氧,12h更换一次实验海水,每天正常投放绿藻粉。暴毒周期为22d,实验前15d进行正常暴毒,后7d停止暴毒进行毒性释放。
分别于暴毒后第1d、3d、7d、15d、18d、22d取样,每个浓度组取6只贻贝,取其全部软体组织,按浓度分别混合后用匀浆器打成匀浆状,置于冰箱中-20℃保存,备用。样品皂化取混匀试样5g,于50mL具塞比色管中,加入10mL6MNaOH,超声振荡10min,置烘箱中35℃避光皂化12h,同时制备空白试样。石油醚萃取将已皂化好的样品用25mL石油醚分2次萃取(15mL/10mL);第一次加了石油醚后混匀,超声振荡20min,静置分层,去除上清于对应编号的小烧杯中,再进行第二次萃取,重复操作后将两次萃取上清液合并混合于小烧杯中,自然风干。
3 结果与分析
3.1 石油烃在海红体内的积累效应分析
在0#柴油水溶液暴露过程中,海红软组织中石油烃的含量变化与积累净化效应,其背景石油烃水平为0.34mg/kg。4个WSF暴露浓度组海红积累石油烃的趋势整体相似,但具体方式却存在差异。WSF暴露前3d,最高浓度组(0.100mg/L)的石油烃积累量最高,最低浓度组(0.005mg/L)的积累量最低,在短期石油烃积累过程中各浓度需均未表现出明显的跃升性积累现象。各浓度组石油烃积累含量在WSF暴露第3d随着暴露浓度的升高而增加,呈现明显的剂量-效应关系。暴露第3d以后,0.005mg/L浓度组海红石油烃的积累上升趋势缓慢,达到相对稳定的动态平衡阶段,0.010mg/L和0.100mg/L浓度组则出现第二个积累迅速增长期并存在累计跃升现象,并且这两个浓度组的石油烃积累量于第7d均超过0.050mg/L浓度组,含量分别为:37.59mg/kg和35.42mg/kg,日均积累量分别为:5.37mg/kg和5.06mg/kg;此时石油烃积累含量呈现0.010mg/L、0.100mg/L、0.050mg/L、0.005mg/L浓度组的顺序格局,其中前3个浓度仍未达到積累动态平衡。随着WSF暴露时间延长,除最低浓度组外,其他浓度组海红石油烃积累量开始下降,其中0.100mg/L浓度组积累量下降速度最快;在WSF暴露第15d各浓度组的石油烃积累量分别达到:10.98mg/kg、34.86mg/kg、32.50mg/kg和30.98mg/kg,分别是背景值的32.3倍、102.6倍、95.6倍和91.1倍,剂量-效应关系不明显显示海红具有很强的WSF积累与净化能力。
3.2 石油烃在海红体内的净化效应分析
在对海红进行了为期15d的0#柴油水溶液污染暴露后,开始进行一周的污染毒性释放,净化海红体内的石油烃残余,观察海红自我释放和降解石油烃的能力。0.100mg/L、0.050mg/L、0.010mg/L和0.005mg/L浓度组暴露海红的石油烃净化趋势彼此相似,释放前各浓度组的石油烃含量分别为10.98mg/kg、34.86mg/kg、32.50mg/kg和30.98mg/kg,3d后下降到9.69mg/kg、16.93mg/kg、23.73mg/kg和22.37mg/kg,其石油烃释放率分别达到:11.7%、51.4%、27.0%和27.8%。
4 讨论
生物体从生存环境中摄入污染物并滞留于体内当污染物的摄入量超过生物体对其排出量时,生物体内将大量聚集更多的污染物并高出周围环境若干倍,本研究中通过检测发现海红软组织中有石油烃积累和释放的现象,不同0#柴油水溶性成分(WSF)污染浓度诱导海红吸收不同量的石油烃,与本结果相似的研究曾见章于其他报道。有研究发现紫贻贝对多氯联苯的吸收在28天积累后达到稳定的最高水平,而本研究中海红对WSF的积累存在剂量效应关系,暴露浓度在一定程度上影响生物体对石油烃的吸收与滞留时间。海红通过外套膜和鳃组织从污染水体中吸收并积累石油烃,一旦水体中石油烃浓度与贻贝体内石油烃浓度相当,贻贝则减缓对石油烃的吸收频率,达到软组织与污染水体间石油烃交换的动态平衡。暴露于0.2~0.4mg/L燃料油的紫贻贝在短期内软组织中的石油烃含量超过其背景值的1000倍,在净化最初15~20天,软组织中的石油烃迅速释放,之后趋于稳定。本研究中海红同样在WSF开始暴露后的第1d就出现体内石油烃积累与净化,随着暴露时间的延长,则开始跃升式吸收,于暴露第7d达到石油烃吸收峰值;净化过程中海红不断与干净水体进行物质交换,净化7d后各暴露浓度组海红软组织石油烃含量仍显著高于空白对照组的本底值,约为本底值的26.2倍、28.5倍、36.0倍和54.1倍,贾晓平等在研究文蛤和波纹巴非蛤对0#柴油水溶性成分积累与净化的结果中指出,暴露周期较长的贝类,其净化过程的头两周石油烃含量呈线性下降的方式,90%的石油烃积累量消失,但净化28d后的石油烃残留量仍然很高,约为背景值的30倍,且石油烃组分在贝类软组织中的生物学半保留期相对较长。由此看来,海红在不同浓度的WSF影响下积累与净化了不同程度的石油烃,并且无法顺利在转变水体环境的条件下得到净化释放,海红体内大量石油烃的积累与净化则导致了机体不同程度的损伤和变化,最终决定着整个生物体的存亡。因此,在知晓并测定海红生物体石油烃积累与净化及净化程度的基础上分析各种生理指标才能全面准确的反应WSF对其造成毒性效应的程度,更好地帮助探究WSF对海红的致毒机理。
参考文献
[1] 肖雅元,李纯厚,徐姗楠,吕国敏,张喆,黄志婓,马胜伟,王学峰,巩秀玉.水溶性石油烃组分对翡翠贻贝的毒性效应研究[J].农业环境科学学报.2012(03).