克氏原螯虾对镉和cu的生物富集和释放特性

克氏原螯虾对镉和cu的生物富集和释放特性

近年来，随着污染加剧，大量重金属被排放到河流和湖泊，水质恶化。本实验研究了克氏原螯虾3种组织在不同Cd1材料和方法1.1实验动物的确定克氏原螯虾,采自盱眙满江红龙虾产业科技园,体长(7.6±1.5)cm,体质量(16.5±2.5)g。实验前用养殖实验用水养殖4d,挑选健康的克氏原螯虾作为实验动物。养殖实验用水:主要离子质量浓度为ρCuSO1.2微波消解仪和超纯水仪器SOLAARM6AA石墨炉原子吸收光谱仪美国热电仪器公司;ETHOS1微波消解仪意大利Milestone公司;Elix-5+Milli-Q超纯水仪美国Millipore公司;METTLERPL403电子天平梅特勒-托利多公司。1.3cu和cd含量根据国内关于重金属Cu和Cd的废水排放标准分别为1.0、0.1mg/L,参考GB11607—1989《国家渔业水质标准》对Cu和Cd含量的规定,设计Cu1.3.1重金属污染控制实验本实验分为富集和释放两个阶段。实验在经过清洗和暴晒的水泥池中进行。富集过程9d,释放过程6d,合计15d。富集实验开始时,每个水泥池中放入100只经过暂养的健康克氏原螯虾,加入1275L含有不同重金属质量浓度的实验用水。富集实验阶段,每天上午9:00从各水泥池中随机取6只克氏原螯虾,雌雄各半,分组织器官分别制样。第9天取样结束后将实验用水排出,清洗水泥池,同时注入普通实验用水,进入释放实验阶段,该阶段取样时间和方法与富集阶段相同。整个实验过程中,水体24h充氧,每2d检测水泥池内养殖水体的重金属质量浓度,如果变化明显及时换水。为减少饲料对克氏原螯虾富集重金属的影响,选择低目标重金属含量的饲料作为克氏原螯虾的食物,每天少量喂食(按克氏原螯虾每天摄食自身体质量的3%~5%计算),以维持克氏原螯虾的生长所需,经检测,实验期间饲料的影响可以忽略不计。另外,实验期间及时清除死亡的克氏原螯虾。1.3.2克氏原螯虾肌肉、肝胰脏器、嘴唇营养成分的关键因素取样后首先称质量,用清水冲洗虾体,然后用清洗过的不锈钢剪刀将虾体的腹部与头胸部分离开,剪开腹部甲壳,用不锈钢钥匙刮取肌肉,剪开并去除头胸部坚硬的外壳,用钥匙小心挑出肝胰脏,用镊子撕下两侧的腮,最终得到克氏原螯虾肌肉、肝胰脏、腮三部分组织器官样品。每池中的6只克氏原螯虾的同一组织合并为一组混匀,分别装袋冷冻保存,待检测。1.3.3乙烯消解罐液样品前处理采用微波消解法。用电子天平准确称取待测样品0.50g于聚四氟乙烯消解罐中,加入5mL浓硝酸、2mL超纯水和1mL过氧化氢,加外罐密闭后置于微波消解仪中消解,待冷却后将内罐取出,在电热板上赶酸至近干,用去离子水转移至50mL试管中,定容至25mL1.3.4实验过程中的k模型生物体从环境中吸收并积累污染物,其体内积累的污染物可以达到环境中的几倍甚至几万倍。目前污染物在生物体和水体中分配过程可以用双箱模型其中k在公式的推导过程中,忽略水体中重金属的自然挥发及生物体的代谢。则由公式(2)得:释放阶段(t>t*)式中:t为实验进行的时间/d;t*为富集阶段结束的时间/d;ρ由公式(3)、(4),通过非线性拟合得到k双箱动力学模型优势在于即使重金属没有达到平衡状态,也可以用来计算理论平衡状态下的重金属动力学参数。目前研究水体中重金属富集实验应用的较多,也较为成熟。1.4数据分析实验所得数据用Excel2003和Origin8.0处理分析。2结果与分析2.1cd富集量与富集时间的关系由图2可知,富集阶段克氏原螯虾各组织中Cd富集量与对照组相比都有明显的增高。在肝胰腺和鳃中Cd的富集量与富集时间、暴露质量浓度成正相关,且在富集开始的1~6d富集量增大的幅度较大,说明这段时间富集速率较快,在第7~9天Cd富集量上升比较缓慢,但仍然未达到平衡。肌肉中富集量与富集时间的关系不明显。在释放阶段,随着释放时间的延长,克氏原螯虾体内Cd的富集量明显减少,且在释放前3d减少量幅度较大,释放的后期减少幅度较小,逐渐趋于稳定,但释放实验结束时肝胰腺和鳃中的Cd仍然处在一个较高的富集量,是实验开始时的数倍。2.2不同富集时间罪犯的聚合利用由图3可知,富集阶段各组织中的Cu富集量与对照组相比都有明显的增高;在肝胰腺和鳃中Cu的富集量与富集时间和暴露质量浓度成正相关;在富集开始的1~6dCu富集量增大的幅度较大,可以看出这段时间富集速率较快,在第7~9天富集量上升比较缓慢,但仍未达到平衡;肌肉中富集量与富集时间关系不明显。在释放阶段,随着释放时间的延长,克氏原螯虾体内Cu富集量明显减少,释放后期减少幅度较小,逐渐趋于稳定,但在释放实验结束时肝胰腺和鳃中的Cu仍然处在一个较高的富集量,是实验开始时的数倍。2.3组织器官对cd的富集速率根据双箱动力学模型对克氏原螯虾肝胰腺、鳃和肌肉中Cd和Cu富集量进行非线性拟合得到动力学参数,如表1所示。由表1可知,3种组织器官对Cd的富集速率(k从BCF来看,Cd在鳃中富集系数达到206.69,在肝胰腺中达到181.58;Cu在鳃中富集系数达到116.36,在肝胰腺中达到225.69,可以看出Cd、Cu在克氏原螯虾的这2种组织中有很强的富集性,而在肌肉中的富集系数相对都较小。3克氏原螯虾对重金属cd、cu的排出目前认为重金属进入水生生物体内的途径有3条:通过滤过渗透作用由鳃进入体内、通过食物由消化道吸收进入体内和通过体表渗透进入体内,最终都进入循环系统流经全身,从而在各个组织器官内蓄积起来在释放阶段,克氏原螯虾各组织对Cd、Cu的排出情况不同,其中肝胰腺和鳃对它们有明显的排出,而肌肉中则不明显。Cd、Cu在肌肉中的生物半衰期要比鳃和肝胰腺中的生物半衰期长,这是由于Cd、Cu在进入克氏原螯