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Cd、Cr单一及复合污染对赤子爱胜蚓的毒理研究

【摘要】:土壤是环境的重要组成部分,作为大约90%污染物质的承担者,是一个典型的复合污染体系。本文以Cd和Cr两种重金属为供试污染物,以土壤动物赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受体生物,将分子生态毒理学和传统蚯蚓毒理学相结合,在重金属对蚯蚓的急性毒性研究基础上,分析了重金属对蚯蚓蛋白含量、应激防御蛋白、抗氧化酶和生物转运酶的影响等生态毒理效应。其中应激防御蛋白选择的是金属硫蛋白(MT);抗氧化酶选择的是超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT);生物转运酶选择的是谷胱甘肽转硫酶(GST)。1.对蚯蚓进行急性毒性试验,滤纸接触法和自然土壤法均发现Cr的毒性略强于Cd。滤纸接触法得到Cd的半致死浓度为259 mg·L–1(24 h)、194 mg·L–1(48 h);Cr的半致死浓度为213 mg·L–1(24 h)、135 mg·L–1(48 h)。自然土壤法得到Cd的半致死浓度为1395 mg·kg–1(7 d)、810 mg·kg–1(14 d);Cr的半致死浓度为889 mg·kg–1(7 d)、582 mg·kg–1(14 d)。自然土壤中Cd和Cr属中等毒性。Cd-Cr复合污染对蚯蚓的急性毒性具有明显的拮抗作用,其中Cd为主效应因子。2.蚯蚓回避试验表明,两种重金属浓度相同时,Cd污染比Cr污染下的蚯蚓回避率高。3.利用自然土壤染毒,研究Cd-Cr单一及复合污染对蚯蚓蛋白含量的影响,结果表明单一低剂量的重金属刺激可增加蚯蚓体内的蛋白含量,而随着重金属浓度的增高,蛋白含量会呈现下降趋势。Cd污染中不同的Cd浓度是主要影响因素,Cr污染中时间是主要影响因素。Cd-Cr复合污染试验对蚯蚓蛋白含量不存在明确的毒理学效应。4.利用自然土壤染毒,研究Cd-Cr单一及复合污染对蚯蚓MT、SOD、CAT和GST的影响。MT含量影响试验结果表明,单一的Cr和Cd都可诱导蚯蚓体内产生大量MT,且MT含量随时间的变化显著;Cd-Cr复合污染中,不同浓度的Cd是影响复合污染对蚯蚓MT含量影响的主要因素。SOD活力影响试验结果表明,单一重金属刺激下,蚯蚓体内SOD活力出现先升高后降低的变化趋势;Cd-Cr复合污染中,Cr浓度为主效应因子。CAT活力影响试验结果表明,单一重金属刺激下,蚯蚓体内CAT活力出现先升高后降低再升高再降低的变化趋势;Cd-Cr复合污染中,Cd浓度和Cr浓度对CAT的活力影响未达到显著性水平,时间是复合污染对CAT活力影响的主要因素。GST活力影响试验结果表明,单一重金属刺激下,蚯蚓体内GST活力出现先升高后降低的变化趋势;Cd-Cr复合污染对蚯蚓的GST活力影响中,三者之间的复合关系不明显。

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