铅对近江牡蛎的急性毒性研究

(琼州学院 热带生物与农学院，海南 三亚572022)

重金属是一类典型的环境污染物.环境中重金属污染的来源主要是化工、采矿、金属冶炼及加工、电镀、轮船制造等行业，以及农用杀虫剂、生活污水和垃圾渗出液等.对于生物体而言，重金属包括必须金属和非必须金属［1］.铅(lead，Pb)属于非必须金属，不参与有机体的代谢活动，组织内含有较低浓度时就能对有机体产生显著的毒性［2－3］.

近年来，随着我国工业的发展，工业废弃物的排放也随之增加，重金属污染越来越严重，严重危害着包括人类在内的各种生命体的健康与生存.在所有已知重金属毒性物质中，由铅引起的污染和危害事件数量很多，如2010年郴州血铅事件、2009年陕西凤翔血铅事件等，从而倍受人们关注.生物体即便摄入极少量的铅，都会造成极大的损害.当水中铅含量超过0.16mg/L 时，就会引起大多数水生生物中毒，当人体内铅含量超过0.1mg/L 时，则人体将受到铅污染的损害.

牡蛎养殖在世界海水养殖中占有重要地位，目前已成为世界上产量最大的海水养殖动物;在我国也被广泛养殖，是我国四大养殖贝类之一;同时，牡蛎通常能在其软组织中累积高浓度的重金属和有机污染物，常被作为环境污染的指示生物［4－5］.在所有养殖牡蛎中，近江牡蛎属于半咸水种类，主要分布在我国华南沿海众多的河口地带.由于常常受到河流带来的重金属等污染物的影响以及环境的变化，致使近江牡蛎生长速度减缓、免疫力下降等现象发生.有资料显示，由于环境的影响，自1968 至2010 的四十多年间，牡蛎的栖息地范围缩小了64%，牡蛎的生物量减少了88%［6］.

有关铅对海洋生物急性毒性的研究，国内外已有很多报道［7－9］，而铅对近江牡蛎的急性毒性的研究很少.本试验研究了铅对近江牡蛎的急性毒性效应，为近江牡蛎的健康养殖、栖息地环境监测、防治污染和海洋环境保护等提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 材料

实验所用的近江牡蛎采自海南昌化，采捕后立即送至试验场地，洗刷干净后置于4 ×4 ×1.5 m 的室内水泥池内暂养7 d.暂养期间采用静态换水法，每天换水1 次，养殖用水为过滤海水，水温27(±1)℃，PH值8.0，盐度35 ‰，以金藻和青岛大扁藻作为饵料，24h 连续充氧.暂养结束后，挑选大小均匀的近江牡蛎个体做为受试生物(10.36 ±1.83g/只)，用来进行急性毒性试验.

使用硝酸铅作为污染物，将硝酸铅(分析纯，恒兴化工)配置成10 mg/ml 的母液.按需要稀释到相应的浓度来进行投毒试验.

1.2 实验方法

参照《国家环保局化学品测试准则》的方法，采用静态换水法，进行单因子急性毒性试验.经预试验确定试验药物质量浓度范围(24 h 不引起死亡的最大质量浓度和96 h 全部致死的最小质量浓度)后，按照等对数间距设定5 个浓度组，分别为:40.00 mg/L、56.56 mg/L、79.97 mg/L、113.09 mg/L、160.00 mg/L，另设1 个对照组，每组均设置三个平行.试验在150 L 的塑料桶中进行，每桶加试验溶液100 L，每组放入经暂养的近江牡蛎50 只.试验期间每24 h 更换1 次试液，不喂食，其他饲养管理同暂养期.观察记录受试生物中毒症状，以及在各浓度梯度下24h、48h、72h、96 h 的死亡数，并及时清除死亡个体.判断近江牡蛎死亡的标准是两片贝壳不能自主闭合、用针刺激其外套膜无反应，则认定为死亡.

1.3 数据分析

试验终止后，统计各试验组近江牡蛎的死亡个数，计算死亡率.半致死浓度(LC50)的计算采用寇氏法［10］，根据经验公式:安全浓度(SC)=f ×96hLC50，由于Pb2+属于难分解、积累性强且毒性较大的物质，f值取0.01［11］.使用SPSS19.0 进行差异显著性检验，并计算回归方程.

2 结果与分析

2.1 硝酸铅对近江牡蛎急性毒性试验结果

硝酸铅对近江牡蛎急性毒性试验结果见表1、图1.近江牡蛎的死亡率随着铅浓度的增加和时间的延长而逐渐增大，对照组死亡率为0，40mg/L 组在前48h 内死亡率为0，56.56 mg/L 组96h 死亡率为34%，79.97 mg/L 组72h 时约有一半个体死亡，113.09 mg/L 组48h 时约有一半个体死亡，160 mg/L 组72h 时死亡率达99%以上、96h 时全部死亡，死亡率为100%.

单因子方差分析表明(表1)，24 h 时，对照组(0mg/L)与40mg/L 组和56.56 mg/L 组三组之间互不存在显著性差异，79.97 mg/L 组与56.56 mg/L 组不存在显著性差异，113.09 mg/L 组与其它各组均存在显著性差异(P＜0.05)，160 mg/L 组与其它各组存在显著性差异;48h 时，对照组(0mg/L)与40mg/L 组之间不存在显著性差异，但56.56 mg/L 组、79.97 mg/L 组、113.09 mg/L 组、160 mg/L 组相互均存在显著性差异(P＜0.05);72h 时，对照组(0mg/L)与40mg/L 组之间不存在显著性差异，但56.56 mg/L 组、79.97 mg/L 组、113.09 mg/L 组、160 mg/L 组均与除本身之外的其它各组存在显著性差异(P＜0.05);96h 时，参与试验的各组均与除本身之外的其它各组存在显著性差异(P＜0.05).综合来看，随着时间的延长，硝酸铅浓度对近江牡蛎死亡率影响的差异性逐渐增大.

图1 不同硝酸铅浓度处理组近江牡蛎死亡率随时间变化规律

表1 不同浓度硝酸铅对近江牡蛎急性毒性试验结果

2.2 硝酸铅对近江牡蛎的半致死质量浓度与安全浓度

采用寇氏法计算所得硝酸铅对近江牡蛎96hLC50为69.61 mg/L，安全浓度(SC)=0.01 ×96hLC50=0.70 mg/L;经换算可得Pb2+对近江牡蛎96h LC50为43.55 mg/L，安全浓度为0.44 mg/L.

3 讨论

本研究结果显示，近江牡蛎对低浓度硝酸铅的中毒反应较慢，而对高浓度硝酸铅的中毒反应很迅速，当浓度达到113.09 mg/L 以上时，24h 内就出现大量死亡;当浓度达到160 mg/L 时，72h 就接近全部死亡.说明硝酸铅浓度越大，近江牡蛎的中毒反应越迅速.周湖明等［12］研究了近江牡蛎对Pb 的富集动力学，结果表明，在一定浓度范围内，Pb 的累积与暴露浓度呈良好的线性关系，说明近江牡蛎是比较理想的重金属Pb 污染的指示生物.本研究结果进一步验证了此观点.

本研究结果显示，铅对近江牡蛎96h LC50为43.55 mg/L，约为太平洋牡蛎(22.989 mg/L)［13］和菲律宾蛤仔(22.83 mg/L)的2 倍［14］，但仅为泥东风螺(141.525 mg/L)的1/3 左右［15］，可见，即使同为底栖贝类，对铅的耐受力也有所不同，这可能是由于它们在长期进化过程中对生活环境的适应造成的.在前面提到的几种贝类中，近江牡蛎与太平洋牡蛎在分类地位上最接近，同属于牡蛎属，生活习性也接近，但它们的自然分布区域却有很大不同，近江牡蛎主要分布于河口附近盐度较低的内湾，这里有大量随地表径流而来的有机物质和各种重金属等，并大量淤积，使得重金属含量较高;而太平洋牡蛎主要分布于远离河口的盐度较高的海区，这里的海水随潮汐等运动而产生大量交换，相较于河口区域，重金属含量相对较低，从而使近江牡蛎与太平洋牡蛎这两个亲缘关系很近的物种对铅的耐受性呈现出很大差别.

半数致死浓度(LC50)常被用来作为衡量生物对污染物的敏感性以及污染物毒性大小的重要参数，根据新化学物质危害评估导则［16］，96h LC50小于1mg/L 的毒物为极高毒性，1－10 mg/L 为高毒，10－100mg/L 为中毒，大于100mg/L 为低毒.根据上述毒物等级划分标准，铅对近江牡蛎属于中毒物质.

渔业用水标准中规定铅含量应小于等于0.05 mg/L，而本研究结果表明铅对近江牡蛎的安全浓度为0.44 mg/L，约为规定高限的9 倍，说明近江牡蛎对铅具有很强的耐受性，但从食品安全考虑，近江牡蛎养殖应尽量选择水质优良的海区.

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