桂林水系沉积物中重金属的生物有效性研究

沉积物中重金属污染物对生态系统潜在危害的影响,已经引起研究者的极大关注,但对沉积物中重金属的生物有效性的研究还很少。首次以桂林水系沉积物为研究对象,通过酸化-吹气-吸收装置,用对氨基二甲基苯胺光度法测定沉积物中AVS含量,用原子吸收分光光度法测定SEM和间隙水中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni含量,用原子荧光法测定Hg、As含量。以中华圆田螺(Cipangopaludian cathayensis)为受试物种,通过沉积物加标和长期暴露实验,分析田螺生长发育情况和体内重金属积累浓度。结果表明:[SEM]/[AVS]>1时,间隙水中七种元素总浓度大于3.0000μmol·L-1,重金属对田螺表现出毒性作用,且田螺的死亡率和体内重金属积累浓度随该比值的增大而增大;当[SEM]/[AVS]<1时,重金属对田螺无明显影响。[SEM]/[AVS]是判定沉积物重金属生物有效性的有效判据。该研究填补了桂林水系沉积物重金属数据的空白,为判定沉积物重金属污染程度提供了一种简便准确的方法。所研究水域沉积物重金属污染最严重的是桃花江,漓江次之,青狮潭水库污染最轻。     

太湖流域漕桥河沉积物重金属污染特征分布

研究了太湖流域漕桥河沉积物的重金属含量特征,结果显示,漕桥河沉积物的Cu、Pb、Zn、Ni、Cd的平均含量分别为46.5、40.6、149.9、58.7、0.54 mg·kg-1,不同的重金属之间存在显著相关关系(P<0.05),说明漕桥河沉积物重金属之间存在一定的同源性.除Cd外,其它重金属有效态比例均在15%以下.有效态随着总量的增加而增加,两者之间达到显著相关关系(P<0.05).沉积物中的不同重金属均呈现富集的趋势.生物毒性效应评价显示,Ni是可能造成生物负面影响的主要因子,其次是Cu、Zn;ERMQ评价说明漕桥河部分区域的沉积物已经存在生物毒性的风险.     

生物炭对重金属污染沉积物的修复效果

采用1%、2%和5%的生物炭钝化污染沉积物中的重金属,并研究生物炭修复对水体的生态影响.结果表明,生物炭添加后水体的p H值显著增大,上覆水和间隙水中溶解态Cu、Zn和Cd浓度均显著降低.1%(W/W)生物炭添加量使上覆水中溶解态Cu比对照降低了82.4%;在不同添加量下间隙水溶解态Zn降低幅度为11.7%—62.8%.通过BCR重金属形态分级发现沉积物中酸溶态重金属均有向残渣态转化的趋势.在5%生物炭添加量时,酸溶态Cu降低了73.08 mg·kg-1,降低幅度达到32.1%,而可氧化态Pb增加幅度达到67.8%.通过生物可利用实验(PBET)发现,当生物炭添加量为5%时,生物可利用性Cu降低9.8%,Zn、Pb和Cd的生物可利用性也有不同程度降低.生物炭添加到沉积物后,用于植物毒性试验的家独行菜(Lepidium sativum)茎长呈现19.5%—25.7%的增加,根长也随之增加,说明生物炭降低了沉积物重金属的植物毒性.     

淀山湖上覆水与沉积物孔隙水中重金属的分布特征

研究了淀山湖上覆水和沉积物孔隙水中Pb ,Cd,Cr,Cu ,Fe和Mn的浓度及Eh 分布 ,分析了孔隙水中重金属的扩散通量 .结果表明 ,淀山湖中重金属的浓度由高到低依次为 :Mn >Fe >Cr,Cu ,Pb >Cd ;Fe和Mn在孔隙水中的浓度远远大于它们在上覆水中的浓度 ,表层沉积物孔隙水中Pb ,Cd ,Cr,Cu的浓度稍大于它们在上覆水中的浓度 ;沉积物中的重金属可能按照浓度梯度经孔隙水从沉积物向上覆水中扩散而最终影响上覆水的水质     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合暴露对水生生物的慢性毒性机理，本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物，镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点，研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明：Cd对虾的致死浓度为1 mg?L-1，当其与同浓度Pb联合时，致死毒性增强；在0.01 mg?L-1和0.1 mg?L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应，其中，SOD活性均受到胁迫抑制，0.1 mg?L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%，0.1 mg?L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%；CAT活性整体受胁迫激活，肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律；肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉；综合生物标志物响应(IBR)评价表明，机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能，但并不能消除重金属引起的氧化损伤，且重金属单一毒性要高于联合毒性，其中Cd对肝胰腺毒性最大，Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。? 关键词：日本沼虾；重金属；氧化损伤；交互作用；分子标志物     

河蚬在我国沉积物毒性评价与鉴定中的应用研究

河蚬作为原产并广泛分布于我国及东南亚的双壳类淡水软体动物,是我国众多水域的底栖优势种。河蚬对水体污染物具有较强累积能力,已成功用于水体沉积物生物富集及生物毒性效应研究。但应用于沉积物毒性鉴别评估(TIE)研究整体上仍处于起步阶段,尚未形成一套标准指标测定方法和技术体系。为此,本研究在调查底栖生物在我国沉积物毒性研究的基础上,以河蚬为主要研究对象,探讨其在我国生态分布等生物学背景,系统分析其对重金属和有机污染物的生物富集特征以及相关生物毒性效应方面的研究进展,以期为河蚬作为我国特色的沉积物毒性鉴别评估(TIE)受试生物提供参考依据。     

永定河上覆水、间隙水和沉积物中重金属的分布特征

采集了永定河及其支流清水河水样和表层沉积物各11个,并通过高速离心获得间隙水样10个.利用ICP-MS检测了上覆水中可溶性重金属(Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn)、间隙水中可溶性重金属(Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn)的含量以及沉积物中重金属(Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn)的总量;检测了样品的理化性质;分析了水体及沉积物间重金属的分配系数.结果表明,上游采样点水化学类型主要为Ca~(2+)-Mg~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-),而下游采样点水化学类型则主要为Na~+-Mg~(2+)-Cl~--SO_4~(2-),上游和下游的水化学类型呈现明显的差异性;上覆水中Mn在位于下游的7号采样点含量超出生活饮用水卫生标准;间隙水中的重金属普遍高于上覆水含量;采用间隙水标准毒性单位(IWCTU)对间隙水重金属进行评价,发现Zn在大部分采样点(除2、5、11)及Pb在采样点6、7、8存在一定程度的毒性风险;Cd、Pb、Ni等3种重金属在附近有煤矿分布的采样点的上覆水和沉积物中含量都较高,需要特别注意的是Hg的分布也可能与煤矿开采有关.Pb、Cr、Mn等3种重金属在沉积物与上覆水中的分配系数比较大,而Hg、Cd、Zn则分配系数比较小;重金属在上覆水间隙水及沉积物中的分布关系为沉积物间隙水上覆水;分别对上覆水间隙水和沉积物中的重金属进行相关性分析及沉积物的主成分分析,发现Cd和Pb在间隙水和沉积物中均存在显著的相关性,沉积物中的Cd、Pb、Ni、Hg、Cu、Cr在第一主成分中具有较高的载荷值,推断这几种重金属具有相同的来源.     

顾桥采煤沉陷积水区重金属分布与迁移特征

为了探讨上覆水-间隙水-沉积物层面微量元素的分布特征与潜在迁移趋势,系统采集淮南矿区顾桥采煤沉陷积水区上覆水和沉积物样品各10个,通过高速离心获得相应间隙水样品。利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及原子荧光光谱法(AFS)测试分析了各样品中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn含量,并采用重金属污染指数法和地累积指数法评价上覆水体及沉积物中重金属污染程度。结果表明,(1)总体而言,顾桥采煤沉陷积水区上覆水水质较好,符合鱼类养殖的水质标准;间隙水中Cr、Cd和Zn的质量浓度分别达到193.11、2.14和176.18μg·L~(-1)。水质基准法生物毒性评价结果显示,间隙水中Cr、Cd和Zn对水生生物具有潜在生物毒性;沉积物中As、Cd、Cu、Cr、Ni的含量均值超过淮南土壤背景值和中国沉积物综合平均值,其中Cd平均质量分数高达1.114mg·kg~(-1),明显富集。(2)从垂直分布来看,水体中重金属的分布趋势表现为:沉积物间隙水上覆水。(3)分配系数结果表明,Cd、Zn、Sb易从沉积物中迁移进入上覆水中,具有较高的潜在环境危害。相关性分析结果显示,上覆水体中As与Mn、Cu与Cd具有相同污染源;间隙水中多种重金属之间的相关性较好,部分重金属具有同源性,沉积物中Ni与Zn、Mn的来源相似。(4)地累积指数结果表明,沉积物中Cd为偏重度污染,Cr为轻度污染,重金属总体污染程度为:CdCrSbCuAsNi=MnZn,顾桥采煤沉陷积水区水体沉积物中重金属Cd、Cr具有潜在生态危害,应引起管理者重视。     

长江口区河蚬体内的重金属含量及其污染评价

以长江河口湿地生态系统一种习见的大型底栖动物河蚬Corbicula flumunea为研究对象，分析和评价了河蚬对Zn、Cu、Pb、Cd和Cr的积累特性以及长江口区河蚬的生物质量现状．结果表明，河蚬体内Zn和Cu的含量显著高于Cd、Cr和Pb的含量，且Zn和Cu含量之间呈显著的正相关关系．根据河蚬积累的重金属总量，本研究的6个样点中，九段沙上沙和横沙岛东滩的河蚬受重金属污染相对更为严重．与海洋贝类的生物质量标准相比，河蚬体内的重金属含量基本上都还没有超过各自的第二和第三类评价标准，这说明当前长江口区河蚬的生物质量总体上尚较好．图3表4参19     

Seasonal and spatial variations of acid-volatile sulphide and simultaneously extracted metals in the Yangtze River Estuary

Surface sediments were collected from the Yangtze River Estuary (YRE) in May 2012, August 2012, November 2012 and February 2013 to analyse the seasonal and spatial distributions of acid-volatile sulphide (AVS), simultaneously extracted metals (SEM) and the sediment toxicity. An optimised method was used for the AVS and SEM analysis and the results showed that the seasonal variations of AVS were positively correlated with changes in water temperature and the position of higher AVS was relatively fixed. The average of SEM was gradually increased from May 2012 to February 2013 and there were abnormally high values of SEM_Cu and SEM_Ni in the YRE. Concentrations of the five SEM components were in the following order: Cd?相似文献   

AVS-SEM relationships and potential bioavailability of trace metals in sediments from the Southeastern Mediterranean sea,Egypt

In risk assessment of aquatic sediments, much attention is paid to the difference between acid volatile sulfide (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) as indicators of metal bioavailability. Distribution of AVS and SEM (Cd, Cu, Ni, Pb and Zn) were determined in 20 representative sampling sites collected along the Egyptian Mediterranean coast. Total SEM concentration [ΣSEM] ranged from 0.012 to 0.241 μmoleg^?1. AVS concentrations were much more variable, showing significant spatial variations. The values ranged from 0.015 to 31.326 μmoleg^?1. The different relationships between AVS and SEM to establish mechanical models such as the ratio of ΣSEM and AVS [ΣSEM/AVS], the difference between the ΣSEM and AVS [ΣSEM–AVS], or the organic carbon normalised difference between SEM and AVS [ΣSEM-AVS]/f_oc models were used as parameters to evaluate potential bioavailability. Considering SEM/AVS model, sediments at the Western Harbour, Eastern Harbour, Ras El-Burr, El-Gamil East, and Port Said stations are occasionally toxic, while according to SEM-AVS model, no indication of associated adverse toxic effect would occur at any of the sampling sites. Calculated [ΣSEM-AVS]/f_oc was<130 μmoleg^?1 in the sediments indicating that sediments should pose a low risk of adverse biological effects owing to cadmium, copper, lead, nickel and zinc. Association of adverse effects to aquatic organisms was determined, using the classification of the sediments according to the Sediment Quality Guidelines (SQGs). The marine Threshold Effect Levels (TEL) and Probable Effect Levels (PEL) were used in this work and in order to obtain a more realistic measure of predicted toxicity, mean PEL quotients (PELq) were calculated. The mean PELq calculated for the sampling sites was (0.11–1.5) and categorised as slightly toxic at all stations except Baghoush, Nobarreya and western harbour, which had PELq<0.1 and categorised as non-toxic. The obtained data concluded that the remobility and bioavailability of trace metals contained in surfacial sediments of the Egyptian Mediterranean coastal area are low.     

沉积物中酸挥发硫对上覆水中重金属含量的影响

在实验室条件下,利用装有新鲜河流沉积物和上覆水且可控制环境参数的模拟体系及参比体系,通过定时定量投放重金属溶液,研究了富含酸挥发硫的河流沉积物对上覆水中重金属（铜,镉,铅,锌）含量的影响,并观察了模拟体系更换为清洁上覆水后沉积物中重金属的静态释放;随后考察了同一沉积物样品经酸化后对上覆水重金属含量的影响能力的变化及在更换为清洁上覆水后沉积物的静态释放。研究结果表明：水相金属迅速转移到沉积物中,被其     

河蚬(Corbicula fluminea)在生态毒理学研究中的应用与评价

河蚬是大型底栖双壳类生物,广泛分布于我国淡水水域。它具有个体小、分布广、来源方便、易于实验室驯养等特点,常被作为受试生物用于毒理学研究中,为评价污染物毒性作用提供有价值信息。从河蚬对各化学品的行为响应、耐受性以及生理生化指标响应三个方面详细阐述了其在生态毒理学中的研究现状。最后指出将河蚬应用于毒理学研究领域的过程中存在的待完善之处,并对其研究前景进行了展望。总结出其可用于中国淡水水质基准制定、化学品毒性评价以及生物监测领域,具有广阔的研究前景。     

日本虎斑猛水蚤的重金属急性毒性及其作为标准测试生物的潜在意义

以静态实验法研究重金属Cu、Cd、Pb和Zn单独以及两两联合对日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)的急性毒性效应,并分析其是否适宜作为我国海水重金属毒性测试的标准生物.结果显示,单独作用下,cu、Cd、Pb和Zn对受试生物的24 hLC50分别为0.26、0.14、0.40和0.65 mg·L-1,...     

环丙沙星在模拟水生态系统中的动态研究

利用高效液相色谱法对环丙沙星(CPFX)在微宇宙模拟水生态系统中的归趋,包括CPFX在水体、沉积物、生物体[皇冠草(Echinodorus amazonicus)、河蚬(Corbicula fluminea)、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)]等不同分配相及生物体不同组织中的动态变化过程进行了研究.结果表明:在模拟水生态系统中加入500.00 μg·L-1 CPFX后,药物部分被水生生物所吸收,部分沉降进入底泥中.在各相中的CPFX残留量随时间不断变化,1 d内水体中药物含量降至15.30 μg·L-1,而底泥中药物含量升至385.57 μg·kg-1.CPFX不同程度地富集和残留于水生生物体中,皇冠草对CPFX的吸收量大,尤其是叶片部分1 d内含量高达795.43 μg·kg-1,随后逐步降低;河蚬、异育银鲫对CPFX有明显的吸收积累,并且在体内的残留时间可长达45 d,不同组织对CPFX的吸收积累存在明显差异,在内脏中的积累量比肌肉组织高.不同生物体中CPFX的分布和富集存在着较大差异,其趋势为皇冠草＞河蚬＞异育银鲫.