克氏原螯蝦對鎘和cu的生物富集和釋放特性

克氏原螯蝦對鎘和cu的生物富集和釋放特性

近年來，隨著污染加劇，大量重金屬被排放到河流和湖泊，水質惡化。本實驗研究了克氏原螯蝦3種組織在不同Cd1材料和方法1.1實驗動物的確定克氏原螯蝦,采自盱眙滿江紅龍蝦產業(yè)科技園,體長(7.6±1.5)cm,體質量(16.5±2.5)g。實驗前用養(yǎng)殖實驗用水養(yǎng)殖4d,挑選健康的克氏原螯蝦作為實驗動物。養(yǎng)殖實驗用水:主要離子質量濃度為ρCuSO1.2微波消解儀和超純水儀器SOLAARM6AA石墨爐原子吸收光譜儀美國熱電儀器公司;ETHOS1微波消解儀意大利Milestone公司;Elix-5+Milli-Q超純水儀美國Millipore公司;METTLERPL403電子天平梅特勒-托利多公司。1.3cu和cd含量根據國內關于重金屬Cu和Cd的廢水排放標準分別為1.0、0.1mg/L,參考GB11607—1989《國家漁業(yè)水質標準》對Cu和Cd含量的規(guī)定,設計Cu1.3.1重金屬污染控制實驗本實驗分為富集和釋放兩個階段。實驗在經過清洗和暴曬的水泥池中進行。富集過程9d,釋放過程6d,合計15d。富集實驗開始時,每個水泥池中放入100只經過暫養(yǎng)的健康克氏原螯蝦,加入1275L含有不同重金屬質量濃度的實驗用水。富集實驗階段,每天上午9:00從各水泥池中隨機取6只克氏原螯蝦,雌雄各半,分組織器官分別制樣。第9天取樣結束后將實驗用水排出,清洗水泥池,同時注入普通實驗用水,進入釋放實驗階段,該階段取樣時間和方法與富集階段相同。整個實驗過程中,水體24h充氧,每2d檢測水泥池內養(yǎng)殖水體的重金屬質量濃度,如果變化明顯及時換水。為減少飼料對克氏原螯蝦富集重金屬的影響,選擇低目標重金屬含量的飼料作為克氏原螯蝦的食物,每天少量喂食(按克氏原螯蝦每天攝食自身體質量的3%~5%計算),以維持克氏原螯蝦的生長所需,經檢測,實驗期間飼料的影響可以忽略不計。另外,實驗期間及時清除死亡的克氏原螯蝦。1.3.2克氏原螯蝦肌肉、肝胰臟器、嘴唇營養(yǎng)成分的關鍵因素取樣后首先稱質量,用清水沖洗蝦體,然后用清洗過的不銹鋼剪刀將蝦體的腹部與頭胸部分離開,剪開腹部甲殼,用不銹鋼鑰匙刮取肌肉,剪開并去除頭胸部堅硬的外殼,用鑰匙小心挑出肝胰臟,用鑷子撕下兩側的腮,最終得到克氏原螯蝦肌肉、肝胰臟、腮三部分組織器官樣品。每池中的6只克氏原螯蝦的同一組織合并為一組混勻,分別裝袋冷凍保存,待檢測。1.3.3乙烯消解罐液樣品前處理采用微波消解法。用電子天平準確稱取待測樣品0.50g于聚四氟乙烯消解罐中,加入5mL濃硝酸、2mL超純水和1mL過氧化氫,加外罐密閉后置于微波消解儀中消解,待冷卻后將內罐取出,在電熱板上趕酸至近干,用去離子水轉移至50mL試管中,定容至25mL1.3.4實驗過程中的k模型生物體從環(huán)境中吸收并積累污染物,其體內積累的污染物可以達到環(huán)境中的幾倍甚至幾萬倍。目前污染物在生物體和水體中分配過程可以用雙箱模型其中k在公式的推導過程中,忽略水體中重金屬的自然揮發(fā)及生物體的代謝。則由公式(2)得:釋放階段(t>t*)式中:t為實驗進行的時間/d;t*為富集階段結束的時間/d;ρ由公式(3)、(4),通過非線性擬合得到k雙箱動力學模型優(yōu)勢在于即使重金屬沒有達到平衡狀態(tài),也可以用來計算理論平衡狀態(tài)下的重金屬動力學參數。目前研究水體中重金屬富集實驗應用的較多,也較為成熟。1.4數據分析實驗所得數據用Excel2003和Origin8.0處理分析。2結果與分析2.1cd富集量與富集時間的關系由圖2可知,富集階段克氏原螯蝦各組織中Cd富集量與對照組相比都有明顯的增高。在肝胰腺和鰓中Cd的富集量與富集時間、暴露質量濃度成正相關,且在富集開始的1~6d富集量增大的幅度較大,說明這段時間富集速率較快,在第7~9天Cd富集量上升比較緩慢,但仍然未達到平衡。肌肉中富集量與富集時間的關系不明顯。在釋放階段,隨著釋放時間的延長,克氏原螯蝦體內Cd的富集量明顯減少,且在釋放前3d減少量幅度較大,釋放的后期減少幅度較小,逐漸趨于穩(wěn)定,但釋放實驗結束時肝胰腺和鰓中的Cd仍然處在一個較高的富集量,是實驗開始時的數倍。2.2不同富集時間罪犯的聚合利用由圖3可知,富集階段各組織中的Cu富集量與對照組相比都有明顯的增高;在肝胰腺和鰓中Cu的富集量與富集時間和暴露質量濃度成正相關;在富集開始的1~6dCu富集量增大的幅度較大,可以看出這段時間富集速率較快,在第7~9天富集量上升比較緩慢,但仍未達到平衡;肌肉中富集量與富集時間關系不明顯。在釋放階段,隨著釋放時間的延長,克氏原螯蝦體內Cu富集量明顯減少,釋放后期減少幅度較小,逐漸趨于穩(wěn)定,但在釋放實驗結束時肝胰腺和鰓中的Cu仍然處在一個較高的富集量,是實驗開始時的數倍。2.3組織器官對cd的富集速率根據雙箱動力學模型對克氏原螯蝦肝胰腺、鰓和肌肉中Cd和Cu富集量進行非線性擬合得到動力學參數,如表1所示。由表1可知,3種組織器官對Cd的富集速率(k從BCF來看,Cd在鰓中富集系數達到206.69,在肝胰腺中達到181.58;Cu在鰓中富集系數達到116.36,在肝胰腺中達到225.69,可以看出Cd、Cu在克氏原螯蝦的這2種組織中有很強的富集性,而在肌肉中的富集系數相對都較小。3克氏原螯蝦對重金屬cd、cu的排出目前認為重金屬進入水生生物體內的途徑有3條:通過濾過滲透作用由鰓進入體內、通過食物由消化道吸收進入體內和通過體表滲透進入體內,最終都進入循環(huán)系統(tǒng)流經全身,從而在各個組織器官內蓄積起來在釋放階段,克氏原螯蝦各組織對Cd、Cu的排出情況不同,其中肝胰腺和鰓對它們有明顯的排出,而肌肉中則不明顯。Cd、Cu在肌肉中的生物半衰期要比鰓和肝胰腺中的生物半衰期長,這是由于Cd、Cu在進入克氏原螯