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环境因子影响下铜和三丁基锡对3 种浮游动物的致毒 效应 学位论文完成日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： k歹嘞 丫7“ u “ i 一r 哆。 懈甜 彳二一， 谚銎碥一 - w 1 、k 1 、弋 一6 ：j 1 p 扩。 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ! 洼! 垫遗直基宣益墨签型壹盟的l 奎拦亘窒或其它教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 日期：年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后 适用本授权书) 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 摊茅专 电话： 邮编 夕 j 厂、v 日 ，r 一0 月 名 年 签者作 ： 文 期 论 日 位 字 学 签 丕撞固王暨响工翅塑三工基堡盟墨挂暨蓬动塑笪塾垂夔廛 环境因子影响下铜和三丁基锡对3 种浮游动物的致毒 效应 摘要 本实验以温室气体排放导致全球气候变暖、海水酸度降低等为背景，研究了 不同酸度、温度、盐度影响下青岛海域两种常见污染物：铜和三丁基锡( t b t ) 对3 种海洋浮游动物火腿许水蚤( s c h m a c k e r i ap o p l e s i a ) 、中华哲水蚤 ( c a l a n u ss i n i c u s ) 和褶皱臂尾轮虫( b r a c h i o n u sp l i c a t i l i s ) 的毒性作用，实验共 分3 个部分： 第一部分研究了铜和t b t 对火腿许水蚤及其幼体发育的毒性效应。首先通 过急性毒性实验测得铜对火腿许水蚤的7 2 h - l c 5 0 为5 5 8 g l - 1 ，耵玎对火腿许水 蚤的9 6 h - l c 5 0 为o 4 2 g l - 1 。根据急性毒性实验结果，测定不同酸度( p h 7 8 、 p h 7 5 和p h 7 2 ) 对铜毒性效应的影响和不同盐度( 1 5 、2 5 和3 5 ) 对t b t 毒性 效应的影响。结果显示：在实验的3 个酸度下，铜对火腿许水蚤的毒性没有显著 差异( p o 0 5 ) ；t b t 对火腿许水蚤的毒性作用受盐度的影响情况比较复杂，与 盐度2 5 条件相比，高盐( 3 5 ) 和低盐( 15 ) 条件下火腿许水蚤对t b t 的敏感性都有 所提高( p o 0 5 ) 。 实验设定了一个丙酮对照和5 个1 b t 浓度以探讨1 b t 对火腿许水蚤幼体发 育的影响。结果发现：火腿许水蚤的幼体，特别是无节幼虫阶段对t b t 非常敏 感( p 0 0 5 ) ，当长期暴露在t b t 环境中时，l o n g l - 1 的1 1 3 t 污染浓度就能导致 火腿许水蚤幼体存活率的显著下降( p o 0 5 ) ；环境温度上升8 能显著提高铜和1 b t 对褶皱臂尾轮 虫的致死作用( p o 0 5 ) 。 关键词：环境因子、铜、t b t 、桡足类、褶皱臂尾轮虫 h t o x i c i t yo fc o p p e ra n dt r i b u t y i t i no n3s p e c i e so f z o o p l a n k t o n s ：e f f e c t so fe n v i r o n m e n t a lf a c t o 瑙 a b s t r a c t t h eg r e e n h o u s e g a s e m i s s i o nh a sr e s u l t e di n e 丑o b a lw a r m i n g ，s e a w a t e r a c i d i f i c a t i o l la n do t h e re f f e c t s w ei n v e s t i g a t e dt h et o x i c i t i e so ft w ok i n d so fc o m m o n c o n t a m i n a t i o n s ：h e a v y m e t a l c o p p e r ( c u ) a n dt r i b u t y l t i n ( t a t ) o n m a r i n e z o o p l a n k t o m ：s c h m a c k e r i ap o p l e s i a , c a l a n u ss i n i c u sa n db r a c h i o n u sp l i c a t i l i si n d i f f e r e n ta c i d i t i e s ，t e m p e r a t u r e sa n ds a l i n i t i e s t h et o x i c i t i e so fc o p p e ra n dt b to n p o p l e s i aa d u l ta n dl a r v a ld e v e l o p m e n t w e r es t u d i e d w eu s e dt h ea c u t et o x i c i t yt e s ta n df o u n do u t7 2 h l c 5 0v a l u eo fc o p p e r o n p o p l e s i aw a s5 5 s o g l - 1a n d9 6 h - l c 5 0v a l u eo f1 1 3 to i l p o p e s aw a s 0 4 2 p g l - 1 a c c o r d i n gt ot h ea c u t et o x i c i t yt e s t ，t h ee f f e c t so fd i f f e r e n ta c i d i t i e s ( p h 7 8 ， p h 7 5a n dp h 7 2 ) t ot h et o x i c i t yo f c o p p e ra n dt h ee f f e c t so f d i f f e r e n ts a l i n i t i e s ( 1 5 ，2 5 a n d3 5 ) t ot h et o x i c i t yo ft b tw e r ei n v e s t i g a t e d p hh a sr i os i g n i f i c a n te f f e c to nt h e t o x i c i t yo fc o p p e ru n d e rt h et e s t e dp n f r 0 0 5 ) p o p l e s i ai sm o r es e n s i t i v et ot h e t b ti ns a l i n i t y15a n d3 5t h a ns a l i i l i 妙2 5 ( p 0 0 5 ) t h ee x p e r i m e n tu s e d1 c o m p a r i s o na n d5t b tc o n c e n t r a t i o n st or e s e a r c ht h e c h r o n i ct o x i c i t yo ft b to n & p o p l e s i al a r v a ld e v e l o p m e n t t h er e s u l ts h o w s ：& p o p e s al a r v ai sv e r ys e n s i t i v et ot h et b t ( p 0 0 5 ) ，1 0 p t b tl - 1 c a nr e d u c et h e s u r v i v a lr a t e 口 o 0 5 ) t e m p e r a t u r ei n c r e a s e s8 cw i l li n c r e a s et h el e t h a lr a t eo fc o p p e r a n dt b ts i g n i f i c a n t l y ( p o 0 5 ) k e yw o r d s ：e v i r o n m e n t a lf a c t o r s ；c o p p e r ；, t b t ；e o p e p o d a ；b r a c h i o n u sp l i c a t i l i s i v 目录 摘要i a b s t r a c t ：【】 】 1 前言。1 1 1 桡足类和轮虫研究概况1 1 2 铜和i b t 污染现状3 1 3 环境因子对海洋生态系统的影响5 1 3 1 酸度5 1 3 2 温度6 1 3 3 盐度7 2 铜和t b t 对火腿许水蚤及其幼体发育的毒性效应8 2 1 材料与方法8 2 1 1 实验材料8 2 1 2 实验方法。9 2 2 结果1 1 2 2 1t b t 的毒性效应1 1 2 2 2 铜的毒性效应15 2 3 讨论16 2 3 1t b t 的毒性效应16 2 3 2 铜的毒性效应2 0 3 环境因子影响下铜和t b t 对中华哲水蚤的致毒效应2 2 3 1 材料与方法2 2 3 1 1 实验材料2 2 3 1 2 实验方法2 3 3 2 结果2 4 3 2 1 急性毒性实验：2 4 i 3 2 2 酸度的影响2 5 3 2 3 温度的影响2 8 3 2 4 盐度的影响3 2 3 3 讨论3 4 3 3 1 铜和t b t 对中华哲水蚤的9 6 h l c 5 0 3 4 3 3 2 酸度的影响3 5 3 3 3 温度的影响。3 5 3 3 4 盐度的影响3 6 4 环境因子影响下铜和t b t 对褶皱臂尾轮虫的致毒效应3 7 4 1 材料与方法。3 7 4 1 1 实验材料3 7 4 1 2 实验方法3 7 4 2 结果3 8 4 2 1 急性毒性实验3 8 4 2 2 酸度的影响。3 9 4 2 3 温度的影响4 2 4 2 4 盐度的影响。4 6 4 3 讨论- 4 7 4 3 1 铜和t b t 对褶皱臂尾轮虫的9 6 h l c s 0 4 7 4 3 2 酸度的影响4 8 4 3 3 温度的影响4 9 4 3 4 盐度的影响4 9 参考文献5 1 浮游生物( p l a n k t o n ) 是指在水流运动的作用下，被动地漂浮在水层中的一个 大的生态类群，包括浮游植物( p h y t o p l a n k t o n ) 和浮游动物( z o o p l a n k t o n ) 两大类别。 浮游植物的主要类别是单细胞藻类，包括硅藻、甲藻、蓝藻、金藻、绿藻和黄藻 等。而浮游动物种类繁多，生态学上比较重要的有原生动物( 比如：鞭毛虫、纤 毛虫等) 、浮游甲壳动物( 比如：桡足类、磷虾类、端足类、樱虾类和枝角类等) 、 水母类和栉水母类、被囊动物有尾类、翼足类和异足类、轮虫类、多数底栖动物 的浮游幼体以及鱼卵、仔鱼等。它们的共同特点是缺乏发达的运动器官，运动能 力薄弱或完全没有运动能力，只能随水流移动。虽然浮游生物一般个体都很小， 但在海洋生态系统中却占有非常重要的地位。它们的数量多、分布广，是海洋生 产力的基础，也是海洋生态系统能量流动和物质循环的最主要环节，浮游植物的 产物基本上都要通过浮游动物这个环节才能被其它动物所利用。浮游动物通过摄 食影响或控制初级生产力，同时其种群动态变化又可能影响许多鱼类和其它动物 资源的生物量( 沈国英等，2 0 0 2 ) 。 浮游动物数量变化和生产力的高低，对于整个海洋生态系统结构、功能、 以及生物资源的补充都具有十分重要的影响。它们在海洋生态系统中承前启后， 对能流、物流起到调控作用，因此是研究海洋环境变化对生态系统胁迫反应的理 想研究对象，其数量变动是监测海洋生态系统动态的理想指标( 刘建康，1 9 9 9 ) 。海 洋浮游桡足类和轮虫的种类多、数量大、分布广，是鱼虾幼体的重要饵料，因此 它们的数量变化还直接关系着渔场丰度的变化是海洋生态系统研究的重要组成 部分。 桡足类在庞大、复杂的海洋浮游动物群落中种类组成和数量上占优势，是 海洋浮游动物中最重要的组成部分。桡足类是一类小型低等甲壳动物，属于节肢 动物门( a r t h r o p o d a ) 、甲壳纲( c r u s t a c e a ) 、桡足亚纲( c o p e p o d a ) ( 郑重等，1 9 9 2 ) 。 桡足类方面通过下行效应( t o p - d o w ne f f e c t ) 控制着以浮游植物为代表的初级 生产力的产生和规模；另一方面，其自身种群数量的变动会因上行效应 ( b o t t o m u pe f f e c t ) 导致食物链上一营养级的物种( 鱼类等) 发生变化。桡足类 由于在整个海洋生态系统食物网中承上启下的重要作用，成为当今一些国际重大 l 等, 2 0 0 2 ；赵文等，2 0 0 2 ) 。鉴于目前海洋污染问题较为严重，各种污染物可能对桡 足类造成的影响受到了广泛关注，它们不仅会对桡足类种群变动产生效应，也会 影响海洋初级生产力向次级生产力的转换，因此桡足类对污染物响应的研究已成 为当今海洋生态研究的热点。通过研究不同种类、浓度污染物对桡足类的毒性效 应，不仅能为桡足类在生态毒理学中的应用奠定理论基础并提供分析依据：还能 为海区环境的质量评价和防治海区污染提供参考依据。 轮虫( r o t i f e r ) 是体型最小的多细胞动物之一，其广泛分布于各类水体，是浮 游动物四大类群之一。它们以藻类、细菌等为食物，同时又是鱼类幼苗和某些无 脊椎动物等的良好饵料( s t a r k w e a t h e r , 1 9 8 7 ) 。它们能够迅速占领环境中的空生态 位，并将初级生产力( 藻类和细菌等) 转化成次级消费者( 昆虫、甲壳动物和鱼 类幼体) 可利用的形式，其转换效率极高，以至于总浮游生物现存量3 0 的转换 由其产生。而且，轮虫还与其它枝角类和桡足类等竞争食物，影响水生生物群落 的组成( s n e l l ，1 9 9 5 ) 。大多数轮虫营周期性的孤雌生殖，其生命周期中存在着无性 生殖和有性生殖( w a l l a c e & s n e l l ，1 9 9 1 ) 。通常情况下，轮虫以孤雌生殖的方式进行 繁殖；当受到混交刺激时( 如较低的食物质量和较高种群密度等) ，轮虫即进入 有性生殖世代( b i r k y & g i l l ) e r t ，1 9 7 1 ；s n e l l ，1 9 8 6 ) 。由非混交雌体产生的卵发育成混 交雌体，混交雌体在没有和雄体交配、受精的情况下产生雄卵，雄卵发育成雄体； 若混交雌体与雄体发生交配和受精作用则产生休眠卵。休眠卵经过一定时间的休 眠后萌发成非混交雌体，即再次进入孤雌生殖。 由于轮虫在淡水和海洋生态系统中扮演着重要的角色，因此在水生生态毒理 学研究中，它一直是个有重要价值的受试生物( w a n a c ea n ds n e l l ，1 9 9 1 ) 。特别是 臂尾轮虫，作为毒性实验材料比其它浮游动物更具优越性，主要表现在： a 世代时间短，种群增长迅速； b 个体较小( 2 0 0 i i x n ) ，因此使得其培养物体积可以很少，因而可以用很 少的测试物来进行毒理学评价； c 属于全球分布的物种，材料获得容易，而且研究成果也具有推广价值； 2 巫撞固王毖堕王翅塑三工基堡型圣弛淫迸麴物的塑查夔座 d 对毒物的敏感性较高； e 休眠卵可通过商业渠道获得并可保存较长时间，保证了受试生物遗传结 构的连续一致性。 综上所述，轮虫分布广泛、繁殖迅速、世代时间短，其存活、繁殖和行为对 环境理化因子的变化敏感，以轮虫为受试生物进行的毒理实验过程的标准化等使 其成为水生生态毒理学研究的模式生物之一，并被广泛用于水环境的监测 ( s n e l l ，1 9 9 5 ) 。目前，美国环保局已经正式把萼花臂尾轮虫( b r a c h i o n u sc a l y c i f l o r u s ) 和褶皱臂尾轮虫( b r a c h i o n u sp l i c a t i l i s ) 分别作为淡水和海水污染的测试生物列入 国家测试标准( a s t m ，1 9 9 1 ) 。 火腿许水蚤( s c h m a c k e r i ap o p l e s i a ) 属于节肢动物门( a r t h r o p o d a ) 、甲壳 纲( c r u s t a e e a ) 、桡足亚纲( c o p e p o d a ) ，是广泛分布于我国沿海河口水域的重 要河口种类，经常成为低盐区的优势种并在河口生态系统中扮演着重要角色( 郑 重，1 9 9 2 ；徐兆礼，1 9 9 5 ；朱长寿，1 9 9 7 ) 中华哲水蚤( c a l a n u s s i n i c u s ) 属于节肢动物门( a r t h r o p o d a ) 、甲壳纲 ( c r u s t a c c a ) 、桡足亚纲( c o p c p o d a ) ，是我国近海主要的暖温性桡足类优势种， 主要分布于4 4 0 , - - , 2 1 0 n 的我国渤、黄海和东海沿岸海区，为这些海域浮游动物的 关键种( 曹文清，2 0 0 6 ) ，亦为西北太平洋大陆架区的特征桡足类，是我国渤海、黄、 东海各主要渔场中上层经济鱼类的主要饵料，其数量变动不仅与渔业的丰歉直接 相关，对渔业资源结构也有间接的影响。 褶皱臂尾轮虫( b r a c h i o n u sp l i c a t i l i s ) 隶属于轮虫门( r o t i f e r a ) 、单巢纲 ( m o n o g o n o n t a ) 、游泳目( p l o i m i d a ) ，是广泛分布于内陆和沿岸咸水生境的 世界性种类轮虫。 1 2 铜和耵玎污染现状 防污漆杀虫剂引起的海洋污染已经是一个重要的问题，青岛海域防污漆杀虫 剂污染主要有两个原因：1 、船只往来频繁。青岛是世界上乘客和货物运输的重 要码头，也是一个重要渔港。2 、日常维护。例如，本地的造船厂对当地和往来 船只外壳的清洗和重漆。这些都造成了青岛防污漆的高消费，而通常使用的防污 漆都包含三丁基锡( t n b u t y l t i n ，t b t ) 和铜。 3 丕撞国王髭堕王鱼塑三工基塑越墨登叠遂麴塑的塾耋夔廛 一 t b t 是一种高效杀虫剂，自1 9 7 0 年被广泛使用，近几年来使用和销售受到了 一定的控制( c h a m pa n ds e l i g m a n ，1 9 9 6 ) 。t b t 毒性无种特异性，富集因子高，在 底质中存留时间长，p g l 1 级水平就对海洋生物产生毒性( l e u n ge ta 1 5 0 0 1 ) ，已经 造成了严重的海洋环境问题( g o e ta 1 ，1 9 9 5 ) 。1 9 7 5 年法国牡蛎场由于过度使用 t b t 导致崩溃，使人们注意到t b t 对环境的冲击( a l f i e u e ta 1 ，1 9 8 6 ) 。t b t 对海洋 生物的负面作用包括致牡蛎壳畸形( a l z i e ue ta 1 ，1 9 8 6 ) ，对牡蛎幼体的致死 ( b e a u m o n ta n db u d d ，1 9 8 4 ) 以及使腹足类性畸变( b r y a na n dg i b b s ，1 9 9 1 ) 等。因此， 国际海事组织( t m o ，2 0 0 2 ) 提出：全球器械从2 0 0 3 年1 月，应该全面禁止在船只防 污上使用有机锡化合物作为杀虫剂，到2 0 0 8 年1 月彻底消除。然而，虽然1 9 7 0 年 发达国家就已经禁止使用d d t ，但目前一些发展中国家仍在生产使用d d t 。同 样的可以预见，作为有效的杀虫剂，有机锡化合物在近几年内将会被继续生产使 用，特别是在发展中国家以及没有加入i m o 的国家。 研究表明，我国水体中t b t 污染较为严重( j i a n ge ta 1 5 0 0 1 ；y a n ge ta 1 ， 2 0 0 6 ) 。江桂斌等( 2 0 0 0 ) 通过对我国沿海和内陆水域的采样测定，发现采样点无一 例外地存在着有机锡的污染情况，其中上海黄浦江复兴东路轮渡码头水样中t b t 含量高达4 2 5 3 n g l 1 ，这已远超过某些敏感的生物( 如腔肠动物) 正常生存所能 承受的浓度范围。 自从腓尼基时代铜就被用作防污物质( c h a m pa n ds e l i g m a n ，1 9 9 6 ) ，经过长时 间的积累，部分地区铜污染已经十分严重。例如：香港水域底质中平均铜污染值 为2 0 m gk f l 。然而，在其高度城市化的地区，如：维多利亚港，铜在底质中的浓 度可以达至u 4 0 0 0 m gk 9 1 ( e p d ，2 0 0 2 ) 。海洋重金属铜污染主要以无机离子的形式 存在，它残毒时间长，危害海洋生态环境，对许多海洋生物均具很强的毒性，并 易在生物体内累积，经由食物链影响人体健康。铜也是一些酶、蛋白质和海洋生 物对氧吸收的必需物质，比如：海洋无脊椎动物的血蓝蛋i 兰l ( g r o s s e ta 1 ，2 0 0 3 ) 。 低浓度铜对于浮游动物的生长等有一定的促进作用，但是高浓度铜对无脊椎动物 的毒性效应也十分明显，例如：可以导致一些海洋无脊椎动物生长抑制和生殖紊 乱( n i m m oa n dh a m a k e r ，19 8 2 ) 。3 8 种海洋浮游植物生长抑制情况与铜浓度的正相 关关系证明了铜的毒性主要来自生物可获取的部分，即主要来自游离铜离子的浓 度( b r a n d e ta 1 ，1 9 8 6 ) 。铜离子在海水中的物化特征还受到无数环境因子的影响， 4 丕缝固王彪堕工塑塑三工基堡过圣盘湮逆动物的塾耋熟廑 比如说：p h 值、温度、盐度、潜在的氧化还原作用和溶解有机物( g l e d h i l le ta 1 ， 1 9 9 7 ) 。即不同环境状况下铜离子对海洋生物的毒性效应可能有所区别，因此对 海洋铜污染的监测与防治显得十分重要。其中，对海水的理化分析是监测海洋铜 污染的一个重要手段。但仅是理化分析，难以反映出铜对生物体和海洋生态系统 的危害程度。所以，人们又采用以海洋生物为研究对象的生态毒理学实验来监测 海水中的铜污染状况，直接判断铜污染对海洋生物的实际毒性及对海洋生态系统 的潜在影响。 1 3 环境因子对海洋生态系统的影响 1 3 1 酸度 人类文明高度发展造成了大量的二氧化碳排放，超过百分之八十的全球能源 排放二氧化碳( s u n d q u i s t , 1 9 9 3 ) 这导致大气层中二氧化碳浓度是1 8 0 0 年的1 3 倍 ( h o u g h t o ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。国际政府间气候变化小组( i p c c ) 预计：2 1 0 0 年大气中 二氧化碳的浓度会达到8 0 0 p p m ( f e e l ye ta 1 ，2 0 0 4 ) ，而在过去的2 4 0 0 万年中大气中 二氧化碳的浓度是5 0 0 p p m ( p e a r s o na n dp a l m e r , 2 0 0 0 ) 。大气中c 0 2 消极的传送到 全球的海洋表面导致的不仅仅是局部的c 0 2 压力，也减少了海水的p h 值，使得近 年来海水p h 值以每十年0 0 1 5 个单位的速度降低( 1 - i a u g a na n dd r a n g e ，1 9 9 6 ) ，到 2 10 0 年全球表面海水的p h 值可能会累计减少o 5 个单位。 海水酸化对海洋生物，尤其是那些外壳或骨骼含钙的生物会造成严重威胁。 因此研究酸度变化对食物链枢纽的浮游动物的影响有十分重要的意义。局部增长 的c 0 2 压力或者其它与p h 值升高相关的变化在海洋中会导致的海洋生物问题还 没有大量报道，特别是对海洋桡足类的研究报道较少。目前认为海水p h 值降低 会在酸平衡、生长、生殖、摄食和致死方面对海洋生物造成影响( k u r i h a r ae t a 1 ，2 0 0 4 ；k u f i h a r aa n ds h i r a y a m a , 2 0 0 4 ；r a v e ne ta 1 ，2 0 0 5 ) 。部分研究表明一些海洋 生物只能短暂忍受酸度小于7 ，7 5 就可能导致严重的后果( o r m e r o da n d a n g e l ，1 9 9 6 ) 。此外低p h 值导致海水的化学变化还可以通过不同方式影响海洋生 物种群。特别是那些依赖石灰质生活的种类，例如：用碳酸镁来测试生活环境的 棘皮动物就很容易受到伤害( r a v e ne ta 1 ，2 0 0 5 ) 。海水酸化对一些海洋生物的一个 重要危害是使其自身产生的碳酸难以变成碳酸根离子。如果大气c 0 2 浓度达到 丕撞垦王髭堕工翅塑三工基堡数墨鲑星鲎麴堑笪塾耋夔廑 8 0 0 p p m 海水中相应的碳酸根可用性会是现在的百分之六十f r e e l yc ta 1 ，2 0 0 4 ) 。这 会使一些生物产生碳酸质外壳的能力降低，如果碳酸根离子降得过低，就可能导 致碳酸质外壳的分解，进而导致死亡( r a v e ne ta i ，2 0 0 5 ) 。 海水酸度升高可能导致的严重影响已经得到了越来越广泛的关注。其对海洋 生物，尤其是那些外壳或骨骼含钙的生物已经造成严重威胁。因此研究酸度升高 对食物链枢纽的浮游动物和污染物毒性的影响显得十分必要。 1 3 2 温度 温度对桡足类和轮虫的生理活动有重要的影响。温度增加会引起新陈代谢加 快，耗氧量增加，还会对能量积累或激素分泌速率的控制起作用。c o r k e t t 等( 1 9 7 5 ) 曾对长角宽水蚤( t e m o r al o n g i c o r n i s ) 雌体的寿命与温度的关系( 不投饵的饥饿 情况下) 进行了研究，观察到桡足类在低温( 5 7 ) 条件下可存活7 1 天，而当 温度增高至1 9 5 - 2 1 0 时，仅能存活到第4 天。细巧华哲水蚤( s i n o c a l a n u s t e n e l l u s ) 处于3 2 下2 4 h 后存活率为2 7 。同时，该水蚤对低温适应性较强，1 1 0 对存活率的影响差异不大，当温度从i o c 升至2 0 c 时，存活率则从5 1 7 迅 速上升至9 8 3 ( 林霞，2 0 0 1 ) 。可见水温是影响海洋无脊椎动物生存、生长、发育 的主要因子之一。温度还会影响桡足类体内的新陈代谢强度及耗氧量，进而影响 其对外界环境变化的抵抗力；过高的温度能够使新陈代谢加快，耗氧量增加，蛋 白质消耗过多，导致存活率下降。自然适应水温为1 3 5 的中华哲水蚤和细巧华 哲水蚤的2 4 h 半致死温度值分别为2 6 9 和2 5 4 1 2 ；自然适应水温为1 4 2 的中华 哲水蚤和近缘大眼剑水蚤( c o r y c a e u sa f i n i s ) 的2 4 h 半致死温度值分别为2 6 7 和 3 0 5 c ；自然适应水温为2 8 o c 的背针胸刺水蚤( c e n t r o p a g e sd o r s i s p i n a t u s ) 、强额 拟哲水蚤( p a r a c a l a n u sc r a s s i r o s t r i s ) 、刺尾纺锤水蚤( a c a r t i as p i n i c a u d a ) 和尖额真 猛水蚤( e u t e r p i n aa c u t i f r o n s ) 的2 4 h 半致死温度值分别为3 4 o * c 、3 4 3 、3 5 7 和 3 6 o c 。( 廖一波，2 0 0 8 ) 。可见桡足类对温度的变化十分敏感。同时，一定范围内 温度升高也会导致轮虫生长周期缩短，繁殖速率加快。高温在缩短世代周期的同 时也会促进桡足类和轮虫对有毒污染物的吸收，增加对污染物的敏感性，就温度 变化对污染物毒性的影响的研究显得十分必要。 6 叠撞固王髭堕工塑塑三工基堡越墨叠星鲎动物笪塑耋夔廑 1 3 3 盐度 盐度也是影响桡足类和轮虫存活的重要环境因素，过高或过低的盐度都会 引起原生质的变质而导致生物死亡( 黄加祺等，1 9 8 6 ) 。不同种类，甚至同一种类的 不同发育期及性别都有一定的适盐范围。其中克氏纺锤水蚤( a c a r t i ac l a u s i ) 的 最大耐盐度为6 5 ，最小为1 ，最适盐度为2 4 - - 3 0 ( c e r v e t t oe ta 1 ，1 9 9 9 ) 。在对中华 哲水蚤、瘦尾胸刺水蚤( c e n t r o p a g e st e n u i r e m i s ) 和特氏歪水蚤( t o r t a n u sd e r j u g i n i ) 三种桡足类动物的研究中观察到，特氏歪水蚤的耐盐能力最强，中华哲水蚤最弱， 而且后者的雄体比雌体更弱。但温度的变化可以改变桡足类的耐盐范围，比如瘦 尾胸刺水蚤在高温下能够耐受高盐度，而在低温下能够耐受低盐度。一般来说， 越接近自然海区的盐度对浮游动物越有利，如火腿许水蚤在接近自然海区的盐度 中有最大的存活率( 黄加祺等，1 9 9 8 ) 。总的来说，轮虫普遍有较宽泛的适盐范围。 随着全球温室气体排放问题日益凸显，其导致的全球变暖、海水酸化等环境 问题受到了广泛关注( s u n d q u i s t ，1 9 9 3 ；h a u g a na n dd r a n g e ，1 9 9 6 ；h o u g h t o ne ta 1 ， 2 0 0 1 ) 。本实验选取了我国近海海洋生态系统中的重要饵料种：火腿许水蚤、中 华哲水蚤、褶皱臂尾轮虫作为研究对象，研究了不同环境因子影响下沿海两种常 见污染物铜和t b t 对它们的毒性效应，为进一步研究这两种污染物对桡足类和轮 虫的生理生化影响提供基础资料，并为海区环境质量评价提供参考依据( 陈佳荣， 1 9 9 3 ；孟紫强，2 0 0 0 ；王丕文2 0 0 2 ) 。 7 2 铜和t b t 对火腿许水蚤及其幼体发育的毒性效应 - 一 刖吾 青岛作为重要港口和养殖基地，防污漆杀虫剂使用量较大。而通常使用的防 污漆杀虫剂都包含三丁基锡( t r i b u t y l t i n , t b t ) 和铜。t b t 毒性大，富集因子高， 在底质中存留时间长，i l 矿1 级水平就能对海洋生物产生毒性影响，在部分地区 造成了严重的环境问题。海洋重金属污染中铜主要以无机离子的形式存在，它残 毒时间长，对许多海洋生物均具很强的毒性并易在生物体内累积，通过食物链影 响人体健康。桡足类动物在海洋生态系统中占有承上启下的关键地位，因此研究 桡足类对铜和t b t 污染的响应情况对铜和皿l t 的生态效应评价具有重要意义。 火腿许水蚤个体较小，世代周期短，繁殖力强，在我国近海分布广泛，易于 实验室内培养，是生态毒理学实验的理想种类。本实验的目的是以火腿许水蚤为 实验动物，研究盐度对t b t 毒性效应的影响；m t 对火腿许水蚤幼体发育的影 响；以及酸度对铜毒性效应的影响。 2 1 材料与方法 2 1 1 实验材料 实验药品 c u s 0 4 储备液的配制：用电子天平称取4 8 8 2 8 9 天津市广成化学有限公司产 分析纯c u s 0 4 5 h 2 0 ，加入1 0 0 m l 去离子水使之完全溶解，配成5 0 r a g e - 1 c u s 0 4 溶液后转移至棕色试剂瓶中，避光4 c 保存，用于铜离子浓度的调节。 t b t 储备液的配制：将a l 蹦c h 试剂公司的三丁基氧化锡( b i s t r i n - b u t y l t i n o x i d e ，t b t o ) 经分析纯丙酮稀释为5 0 m g l _ 1 储备液，避光4 保存，用于t b t 浓度的调节。 单胞藻的培养 金藻( i s o c h r y s i s 彩) 和三角褐指藻( p h a e o d a c t y l u mt r i c o r n u t u m ) 取自中国 海洋大学水产学院藻种室，在温度2 2 士o 5 c 、盐度2 0 圭0 5 、p n 7 8 士o 1 ，光暗比 1 2 l ：1 2 d ，光照强度1 2 0 0 0 l x 条件下，用取自青岛栈桥水域的海水配成的睨培 养液培养至指数生长期待用。 实验用海水 3 巫境固王毖堕王塑塑三工基堡越墨弛叠鲎麴堑的塾垂夔廛 将盐度为3 2 士0 5 的砂滤海水，用孔径为0 4 5 1 m a 的微孔滤膜过滤，根据不同 盐度、p h 值的需要加相应比例的海水晶、去离子水或盐酸得到实验用海水。 实验动物采集与培养 火腿许水蚤系在胶南虾池用小型浮游动物网采集，暂养于1 0 l 塑料桶中，于 1 h 内返回实验室。首先，分别用5 0 0 1 u n 和2 0 0 1 u n 滤网分别筛去较大幼虾、仔鱼及 较小的浮游植物等杂质，将以火腿许水蚤为主的浮游动物富集于盛实验用海水的 玻璃缸中；然后用大口滴管挑取一批活泼的火腿许水蚤，将这些纯化后的桡足类 分别培养在2 l 容积的圆形玻璃缸中，采用恒温培养箱进行单种培养，培养温度 2 0 - 土：0 5 c 、盐度1 5 + 0 5 、p h 7 8 a ：0 1 、光照周期1 2 l ：1 2 d 、光照1 2 0 0 0 l x 。饵料为金 藻和三角褐指藻( 比例1 ：1 ) 的混合藻，浓度约为5 0 x 1 0 4 c e l l sm l - 1 。取实验室内传 代培养的3 0 日龄火腿许水蚤进行实验，实验开始前先在实验条件下驯化一周。 2 1 2 实验方法 2 1 2 1t b t 的毒性效应 t b t 对火腿许水蚤的致死作用 实验设定t b t 暴露浓度为0 、o 1 、0 2 、0 4 、o 8 、1 6 1 j g l - 1 。由于各实验组中 溶液的丙酮最终浓度不超过3 2 0 g l - 1 ，因此采用3 2 0 p g l - 1 丙酮溶液作为溶剂对 照。每个实验浓度分别设4 个平行，每个平行2 0 只个体，放入盛有1 0 0 m l 相应t b t 浓度实验溶液的1 0 0 m l 烧杯中、盐度为3 2 。整个实验过程中不投饵，每天换水 5 0 ，观察桡足类的存活情况，轻轻拨动1 0 s 内没有反应视为死亡，记录并挑出 死亡个体，9 6 h 后结束实验。 盐度的影响 实验设3 个盐度：1 5 + 0 5 、2 5 4 - 0 5 、3 5 4 - 0 5 ，4 个污染物浓度：0 、0 2 1 、0 4 2 、 0 8 4 g l - 1 ，约为半致死浓度的0 、0 5 、1 、2 倍( 表2 1 ) 。由于各实验组中溶液的 丙酮最终浓度不超过1 6 8 g l ，因此采用1 6 8 g l 1 丙酮溶液作为溶剂对照。每 个实验浓度4 个平行，每个平行1 0 只桡足类，共4 8 个实验组。桡足类放入盛有 1 0 0 m l 实验溶液的1 0 0 m l 烧杯中，整个实验过程中不投饵，每天换水5 0 ，观察 桡足类的存活情况，轻轻拨动1 0 s l 内没有反应视为死亡，记录并挑出死亡个体， 7 2 h 后结束实验。 9 表2 1 不同盐度下t b t 对火腿许水蚤的致死效应的实验分组 t a b l e2 1b l o c kd e s i g no f t o x i c i t yo ft b tt os c h m a k e r i a p o p l e s i au n d e rd i f f e r e n ts a l i n i t i e s t b t 浓度( t g l - 1 ) 盐度 0 0 00 2 l0 4 20 8 4 1 5 1 0 只x 4 组1 0 只x 4 组l o 只x 4 组1 0 只x 4 组 2 51 0 只x 4 组1 0 只x 4 组1 0 只x 4 组1 0 只x 4 组 3 51 0 只x 4 组 l o 只x 4 组 1 0 只x 4 组1 0 只x 4 组 1 b t 对火腿许水蚤发育的影响 实验共设6 个t b t 浓