秦華偉，劉愛(ài)英，谷偉麗，陶慧敏，李佳蕙，李斌，孫珊，姜會(huì)超

山東省海洋資源與環(huán)境研究院　山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，煙臺(tái) 264006

6種重金屬對(duì)3種海水養(yǎng)殖生物的急性毒性效應(yīng)

秦華偉，劉愛(ài)英，谷偉麗，陶慧敏，李佳蕙，李斌，孫珊，姜會(huì)超*

山東省海洋資源與環(huán)境研究院山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，煙臺(tái) 264006

以主要海水養(yǎng)殖動(dòng)物菲律賓蛤仔、刺參、褐牙鲆為研究對(duì)象，采用靜水毒性法評(píng)價(jià)了重金屬對(duì)海洋生物的毒性效應(yīng)，分別將受試動(dòng)物暴露于不同濃度梯度的重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Hg及As單種試液中，概率單位法求得半致死質(zhì)量濃度。結(jié)果表明，同一種重金屬對(duì)3種不同養(yǎng)殖生物的毒性存在明顯差異(P<0.05)，Hg對(duì)菲律賓蛤仔、刺參及褐牙鲆3種養(yǎng)殖生物的96 h-LC50分別為0.134 mg·L-1、0.0246 mg·L-1及0.238 mg·L-1；Cu為0.323 mg·L-1、0.0499 mg·L-1及0.975 mg·L-1；As為2.464 mg·L-1、0.301 mg·L-1及8.345 mg·L-1；Cd為2.843 mg·L-1、1.111 mg·L-1及6.787 mg·L-1；Zn為30.246 mg·L-1、0.449 mg·L-1及17.114 mg·L-1；Cr為32.591 mg·L-1、2.205 mg·L-1及95.137 mg·L-1。6種重金屬對(duì)菲律賓蛤仔毒性強(qiáng)弱：Hg>Cu>As>Cd>Zn>Cr；對(duì)刺參毒性：Hg>Cu>As>Zn>Cd>Cr；對(duì)褐牙鲆毒性：Hg>Cu>Cd>As>Zn>Cr。綜合結(jié)果表明：Hg、Cu毒性最強(qiáng)，Cd、As及Zn次之，Cr毒性最弱。研究結(jié)果可為海水增養(yǎng)殖區(qū)重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

重金屬；菲律賓蛤仔；刺參；褐牙鲆；急性毒性；半致死質(zhì)量濃度

海洋重金屬污染是全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。據(jù)報(bào)道，我國(guó)每年有大量的重金屬通過(guò)各種人類活動(dòng)進(jìn)入到海洋環(huán)境中，嚴(yán)重影響海洋魚(yú)、參、貝等常見(jiàn)經(jīng)濟(jì)生物的繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育和存活[1-4]。如何正確認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)重金屬污染對(duì)海洋經(jīng)濟(jì)生物的毒性大小，預(yù)防重金屬污染對(duì)海洋生物及海水養(yǎng)殖業(yè)造成損失已成為亟待解決的問(wèn)題。長(zhǎng)久以來(lái)，大量學(xué)者就重金屬對(duì)海洋生物的毒性效應(yīng)展開(kāi)了大量的研究，但大多數(shù)研究集中在重金屬對(duì)某一單一物種的毒性研究[5-7]。而且不同物種對(duì)同一種重金屬的敏感性也有差異[8]，由單一物種得出的重金屬毒性大小往往難以適用于其他物種。3為了探討重金屬對(duì)不同海洋生物的毒性差異，本研究選取了菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)、刺參(Apostichopus japonicus)、褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)種主要的養(yǎng)殖生物，采用靜水毒性實(shí)驗(yàn)方法，研究了6種重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Hg、As對(duì)3種養(yǎng)殖生物的毒性大小及其差異，以期為正確評(píng)價(jià)重金屬對(duì)海洋生物的毒性效應(yīng)，制定海水增養(yǎng)殖區(qū)重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法提供理論依據(jù)。

1　材料與方法(Materials and methods)

1.1試劑

所有試劑均為分析純。氯化鎘(CdCl2·2.5H2O)、氯化汞(HgCl2)、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)、醋酸鋅(C4H6O4Zn·2H2O)、三氧化二砷(As2O3)為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；硫酸銅(CuSO4·5H2O)為天津瑞金特化學(xué)品有限公司產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)前先將各試驗(yàn)藥物配制成一定質(zhì)量濃度的母液(As2O3需先經(jīng)NaOH溶解，再經(jīng)H2SO4中和)，再用同源的過(guò)濾海水稀釋成實(shí)驗(yàn)所需各種濃度，各組濃度進(jìn)行一定比例的抽測(cè)，確保所配制濃度的準(zhǔn)確性。

1.2試驗(yàn)生物

試驗(yàn)生物3種。菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum )殼長(zhǎng)(3.16±0.12) cm，自煙臺(tái)牟平養(yǎng)馬島附近海域低潮區(qū)人工采捕。刺參(Apostichopus japonicus)及褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)取自東方海洋科技股份有限公司育苗場(chǎng)，為人工繁育，其中刺參濕重1.3～1.5 g，褐牙鲆體長(zhǎng)(14.1±1.1) cm。菲律賓蛤仔、刺參及褐牙鲆實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)2 d，暫養(yǎng)期間持續(xù)微量充氣，不投餌。暫養(yǎng)期間如死亡率≤2%，則挑選規(guī)格基本一致、體表無(wú)損傷、活動(dòng)正常，對(duì)外界刺激反應(yīng)靈敏的健康個(gè)體進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

1.3試驗(yàn)條件

試驗(yàn)采用靜水實(shí)驗(yàn)法。實(shí)驗(yàn)室采用白窗簾遮光，光照周期為自然光。試驗(yàn)期間不投餌，不換水，連續(xù)微量充氣；及時(shí)清除并記錄死亡個(gè)體，試驗(yàn)進(jìn)行96 h。試驗(yàn)用海水取自煙臺(tái)四十里灣，砂濾過(guò)濾，pH 8.0～8.2，溶解氧7.1～8.5 mg·L-1，鹽度30.8～31.5，試驗(yàn)水溫(17.0±1) ℃。經(jīng)山東省海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)，海水中重金屬背景值：Cd 0.0271 μg·L-1，Cr 0.337 μg·L-1，Cu 2.91 μg·L-1，Hg 0.0673 μg·L-1，Zn 43.5 μg·L-1，As 1.53 μg·L-1(重金屬含量前處理及測(cè)定方法參照GB17378.4—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》進(jìn)行，其中Cu、Cd、Zn、Cr采用原子吸收法，Hg、As采用原子熒光法)，其濃度值比試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最低濃度低1～4個(gè)數(shù)量級(jí)，因而制備試液時(shí)不予考慮其影響。預(yù)實(shí)驗(yàn)確定最高全存活濃度及最低全致死濃度，作為正式試驗(yàn)的濃度范圍。正式試驗(yàn)按等比組距(組距比值1.4～2.2)設(shè)計(jì)6～8個(gè)濃度組(見(jiàn)表1)，每組3平行，另設(shè)一對(duì)照組，對(duì)照組設(shè)3平行。

試驗(yàn)容器為60 cm×45 cm×35 cm玻璃水族缸。每組隨機(jī)放入試驗(yàn)生物，菲律賓蛤仔、刺參及褐牙鲆每組試驗(yàn)的初始數(shù)量分別為20只、20只、10尾，水體分別為40 L、30 L、40 L。

1.4數(shù)據(jù)記錄及處理

試驗(yàn)生物死亡的判定標(biāo)準(zhǔn)：菲律賓蛤仔貝殼張開(kāi)，玻璃棒觸之，無(wú)反應(yīng)，或貝殼微張、水管伸出，對(duì)刺激無(wú)收縮反應(yīng)；刺參落于缸底，無(wú)附壁能力，玻璃棒觸之，無(wú)收縮反應(yīng)，或皮膚潰爛；褐牙鲆鰓部無(wú)呼吸運(yùn)動(dòng)，身體僵硬、附于玻璃鋼底部，用玻璃棒輕觸魚(yú)尾部，無(wú)反應(yīng)或反應(yīng)極弱。

表1　急性毒性試驗(yàn)中重金屬的濃度設(shè)置

記錄觀察到的死亡及異常的個(gè)體數(shù)，取3個(gè)平行組平均值計(jì)算死亡百分率；依據(jù)死亡百分率查出對(duì)應(yīng)的概率單位；并依據(jù)金屬離子試驗(yàn)濃度算出其濃度對(duì)數(shù)一并記入。要求各平行組死亡率之差小于20%，否則重新進(jìn)行該濃度組試驗(yàn)。

概率單位法計(jì)算半致死濃度(LC50)。根據(jù)濃度對(duì)數(shù)-概率單位直線回歸方程，分別求出24 h、48 h、72 h及96 h半致死濃度(LC50)及其95%置信區(qū)間。

LC50的95%可置信限根據(jù)下式求得：

式中：S—標(biāo)準(zhǔn)差，即相當(dāng)于線性回歸直線的斜率的倒數(shù)。

N—死亡率在16%～84%范圍內(nèi)的各組受試生物的總數(shù)。

2　結(jié)果(Results)

2.1重金屬對(duì)菲律賓蛤仔的急性毒性

不同重金屬實(shí)驗(yàn)組中菲律賓蛤仔行為反應(yīng)不盡相同，但試驗(yàn)開(kāi)始后，高濃度組大都經(jīng)歷閉殼躲避—張殼呼吸—中毒麻痹—死亡4個(gè)階段。菲律賓蛤仔閉殼數(shù)隨重金屬離子濃度的增加，基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，As各試驗(yàn)梯度蛤仔張殼數(shù)量無(wú)明顯規(guī)律。在Cu及Hg低濃度組出現(xiàn)白色點(diǎn)塊狀物體，經(jīng)組織切片觀察，發(fā)現(xiàn)多為無(wú)固定形狀的組織碎渣，內(nèi)有少量的纖毛細(xì)胞。白色脫落物隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，但在Cu及Hg高濃度組白色脫落物較少出現(xiàn)，可能與菲律賓蛤仔一直保持閉殼躲避行為有關(guān)。

試驗(yàn)初始階段，菲律賓蛤仔通過(guò)緊閉雙殼避免不良環(huán)境的侵?jǐn)_，相比較于其他生物種類，死亡現(xiàn)象滯后。在24 h內(nèi)，6種重金屬不同濃度組內(nèi)基本未見(jiàn)死亡個(gè)體，在48 h內(nèi)，Cu及Hg各試驗(yàn)組菲律賓蛤仔基本處于閉殼狀態(tài)，難以判定是否死亡。

6種重金屬離子對(duì)菲律賓蛤仔的濃度效應(yīng)關(guān)系、半致死濃度(LC50)及95%置信區(qū)間見(jiàn)表2所示。對(duì)照組中菲律賓蛤仔的死亡率均為0，符合急性毒性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。從表2中可以看出，在96 h內(nèi)，隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)，重金屬對(duì)菲律賓蛤仔的毒性基本呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。菲律賓蛤仔對(duì)不同重金屬的耐受性具明顯差異，Cr對(duì)菲律賓蛤仔的96 h-LC50是Hg的243倍。以96 h-LC50為依據(jù)，6種重金屬離子對(duì)菲律賓蛤仔的急性毒性強(qiáng)弱為：Hg>Cu>As>Cd>Zn>Cr。

2.2重金屬對(duì)刺參的急性毒性

低濃度組刺參大多數(shù)個(gè)體附于池壁，體表褐色或綠褐色，肉刺尖挺，其活動(dòng)狀況、體表表現(xiàn)與對(duì)照組基本相似；較高濃度組刺參很快落于池底，身體扭動(dòng)、翻滾，或身體及口觸手充分拉長(zhǎng)，表現(xiàn)出焦躁不安或麻痹、癱軟癥狀；更高濃度組身體則蜷縮成球，肉刺變得圓鈍，內(nèi)臟排出，隨著試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，皮膚潰爛，直至死亡。刺參面對(duì)不同重金屬的毒性反應(yīng)不盡相同，刺參體表潰爛程度：Hg>Cu>Cr>Cd ≈ Zn>As；刺參排臟程度：Zn最嚴(yán)重，其次是Cr及As，其他種類重金屬實(shí)驗(yàn)組則相對(duì)較輕；參體拉長(zhǎng)程度：Zn>Cu>Cd>Cr>As>Hg。刺參急性毒性癥狀見(jiàn)表3。

表2　重金屬對(duì)菲律賓蛤仔的急性毒性分析

注：y表示死亡率的概率單位，x表示重金屬離子濃度對(duì)數(shù)。

Note:y represents the probability unit of death rate, x represents the logarithms of heavy metal concentration.

表3　暴露于重金屬后刺參急性毒性癥狀

6種重金屬離子對(duì)刺參的濃度效應(yīng)關(guān)系、半致死濃度(LC50)及95%置信區(qū)間見(jiàn)表4所示。對(duì)照組中刺參死亡率均為0，符合急性毒性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。從表中可以看出，在96 h內(nèi)，隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)，重金屬對(duì)刺參的毒性基本呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。刺參對(duì)6種重金屬毒性均很敏感，重金屬間耐受差異性小于菲律賓蛤仔，6種重金屬的96 h-LC50范圍為0.0246～2.205 mg·L-1。以96 h-LC50為依據(jù)，6種重金屬離子對(duì)刺參的急性毒性由強(qiáng)至弱依次為：Hg>Cu>As>Zn>Cd>Cr。

2.3重金屬對(duì)褐牙鲆的急性毒性

牙鲆屬底棲性魚(yú)類，正常情況下多附于容器底部。低濃度組的魚(yú)活動(dòng)狀況與對(duì)照組基本相似，大多安靜地趴在池底。高濃度組褐牙鲆入水后大多很快表現(xiàn)出焦躁不安，狂游、跳躍，呼吸急促、鰓蓋起伏劇烈，體表分泌大量粘液及身體痙攣現(xiàn)象。隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，高濃度組魚(yú)的活力減弱，進(jìn)而腹部朝上，鰓蓋起翹，身體僵硬死亡。Cu中毒死亡個(gè)體鰓灰暗，體表及鰓覆蓋銅綠色沉淀；Hg組，胃部膨出，死亡魚(yú)腹面皮下充血，呈明顯紅色；As中毒死亡個(gè)體背鰭、腹鰭、胸鰭及尾鰭均充血。褐牙鲆急性毒性癥狀見(jiàn)表5。

6種重金屬離子對(duì)褐牙鲆的濃度效應(yīng)關(guān)系、半致死濃度(LC50)及95%置信區(qū)間見(jiàn)表6所示。對(duì)照組中褐牙鲆死亡率均為0，符合急性毒性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。從表6中可以看出，在96 h內(nèi)，隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)，重金屬對(duì)褐牙鲆的毒性基本呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。不同重金屬對(duì)褐牙鲆的毒性強(qiáng)度相差很大，由表6可知，重金屬對(duì)褐牙鲆的96 h-LC50范圍為0.238～95.137 mg·L-1。以96 h-LC50為依據(jù)，6種重金屬離子對(duì)褐牙鲆的急性毒性強(qiáng)度：Hg>Cu>Cd>As>Zn>Cr。

表4　重金屬對(duì)刺參的急性毒性分析

注：y表示死亡率的概率單位，x表示重金屬離子濃度對(duì)數(shù)。

Note:y represents the probability unit of death rate, x represents the logarithms of heavy metal concentration.

表5　暴露于重金屬后褐牙鲆急性毒性癥狀

表6　重金屬對(duì)褐牙鲆的急性毒性分析

注：y表示死亡率的概率單位，x表示重金屬離子濃度對(duì)數(shù)。

Note:y represents the probability unit of death rate, x represents the logarithms of heavy metal concentration.

3　討論(Discussion)

3.1重金屬對(duì)海水養(yǎng)殖生物的毒性強(qiáng)度評(píng)價(jià)

3種海水養(yǎng)殖生物對(duì)不同重金屬的耐受性具有明顯差異。以96 h-LC50為依據(jù)，6種重金屬離子對(duì)菲律賓蛤仔的急性毒性大小：Hg>Cu>As>Cd>Zn>Cr；對(duì)刺參的急性毒性大小：Hg>Cu>As>Zn>Cd>Cr；對(duì)褐牙鲆的急性毒性大?。篐g>Cu>Cd>As>Zn>Cr。對(duì)3種生物來(lái)講，Hg、Cu毒性最強(qiáng)，其次As、Cd及Zn，Cr毒性則較低。Vieira等[9]在研究重金屬對(duì)魚(yú)類等水生生物的毒性作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，Hg、Cu對(duì)多種水生生物的生長(zhǎng)發(fā)育均會(huì)產(chǎn)生明顯的影響[1, 10-11]。Cao及Peebua等[12-13]報(bào)道過(guò)Hg對(duì)真鯛(Pagrus major)胚胎48 h半致死濃度為0.15 mg·L-1，Cu對(duì)尼羅羅非魚(yú)(Oreochromis niloticus)仔魚(yú)48 h半致死濃度為0.56 mg·L-1，遠(yuǎn)低于Cd、Cr等LC50值。李建軍等[14]在研究5種重金屬離子對(duì)黑褐新糠蝦的毒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，Cu、Hg對(duì)黑褐新糠蝦毒性最大，其安全濃度分別為0.013 mg·L-1、0.015 mg·L-1，遠(yuǎn)低于Zn、Pb等離子。Cu在較低濃度下即可對(duì)生物體表現(xiàn)出毒性效應(yīng)，相對(duì)于哺乳動(dòng)物，Cu對(duì)水生動(dòng)物的危害更甚，哺乳動(dòng)物比魚(yú)類、甲殼類動(dòng)物耐受Cu的劑量高10～100個(gè)數(shù)量級(jí)[5]。Cu會(huì)影響水生生物體內(nèi)Na+/K+-ATP酶的活性，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外滲透壓失衡[15]，這可能是大多數(shù)水生動(dòng)物對(duì)Cu較為敏感的重要原因。Hg對(duì)生物體內(nèi)的類胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶等多種活性酶活性均有不同程度的抑制，水體中Hg會(huì)誘導(dǎo)生物體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)逐步加劇，而丙二醛是脂質(zhì)過(guò)氧化作用產(chǎn)物之一，其含量的增加會(huì)嚴(yán)重影響水生生物的健康發(fā)育[16]。Zn是生物生長(zhǎng)的必需元素，少量的Zn在生物細(xì)胞和酶的組成、蛋白質(zhì)及糖代謝過(guò)程中有重要作用，但當(dāng)Zn的量超出一定閾值時(shí)會(huì)影響生物正常的生理代謝，導(dǎo)致生物生長(zhǎng)發(fā)育被抑制，對(duì)免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)也會(huì)造成損害[17]。Cd對(duì)丙酮酸脫氫酶、硫辛酰胺脫氫酶等多種酶的活性有影響，且由于Cd能取代MT原來(lái)螯合的Zn，這可能是Cd對(duì)某些海洋生物毒性大于Zn的原因之一[6-7]。Cr對(duì)海洋動(dòng)物的毒性作用往往比其他重金屬弱，這可能與Cr的離子半徑較小及其形態(tài)有關(guān)[18]。

不同重金屬對(duì)養(yǎng)殖生物的毒性存在明顯差異，同一種重金屬對(duì)不同養(yǎng)殖生物的毒性差異也不盡相同(表7)。例如表7所示，Cu對(duì)褐牙鲆的96 h-LC50大約是菲律賓蛤仔的3倍、刺參的近20倍；Zn對(duì)菲律賓蛤仔的96 h-LC50大約是褐牙鲆的1.8倍、刺參的67倍。為了評(píng)價(jià)外來(lái)化合物的急性毒性強(qiáng)弱及對(duì)人群的危害程度，國(guó)際上提出了化合物的急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用以對(duì)急性毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，但各種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)未完全統(tǒng)一。世界衛(wèi)生組織(WHO)把外來(lái)化合物急性毒性分為劇毒、高毒、中等毒、低毒及微毒5級(jí)，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局規(guī)定分為劇毒、高毒、中等毒、低毒4級(jí)。參照WHO分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本文提出重金屬離子對(duì)3種試驗(yàn)生物的急性毒性5級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表8)。從表8中可以看出，Hg、Cu對(duì)褐牙鲆和菲律賓蛤仔是中等毒和高毒，而對(duì)刺參是劇毒；As、Zn對(duì)菲律賓蛤仔和褐牙鲆是低毒，而對(duì)刺參是高毒。3種受試生物對(duì)6種重金屬耐受性為褐牙鲆>菲律賓蛤仔>刺參。有學(xué)者在研究重金屬對(duì)養(yǎng)殖生物的急性毒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，Cd對(duì)幼刺參及文蛤的96 h-LC50分別為4.64 mg·L-1、13.18 mg·L-1，即對(duì)Cd的耐受性為文蛤>幼刺參，與本文研究相符[5,19]。影響重金屬對(duì)養(yǎng)殖生物毒性效應(yīng)的因素很多，受試生物對(duì)重金屬耐受性的差異一方面可能是由物種之間的不同引起的，如表9所示，Cd、Zn、Pb等對(duì)不同貝類品種96 h-LC50存在顯著差異；另一方面可能與受試生物之間的個(gè)體大小以及水溫等因素有關(guān)，曹亮[25]曾報(bào)道過(guò)，Cu對(duì)褐牙鲆仔魚(yú)的48 h半致死濃度是胚胎的4.2倍，Cd對(duì)褐牙鲆仔魚(yú)的半致死濃度是胚胎的2.9倍，而Cd對(duì)褐牙鲆稚魚(yú)的半致死濃度則是胚胎的6.7倍，本實(shí)驗(yàn)褐牙鲆對(duì)重金屬的耐受性較高可能與選取的褐牙鲆個(gè)體較大有關(guān)。孫振興[26]發(fā)現(xiàn)在12 ℃水溫條件下，Cd對(duì)菲律賓蛤仔的96 h-LC50為11.31 mg·L-1，明顯高于本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這可能與本實(shí)驗(yàn)選取的水溫略高(17 ℃)有關(guān)，溫度升高會(huì)明顯加劇Cd的毒性。

表7　重金屬對(duì)3種海水養(yǎng)殖生物的96 h-LC50

表8　重金屬對(duì)3種海水養(yǎng)殖生物的急性毒性分級(jí)

表9　重金屬對(duì)海洋貝類的96 h-LC50

3.2海水養(yǎng)殖安全濃度

按照Marino等[27]推薦的最大容許質(zhì)量濃度(maximum permissible concentration, MPC)公式：MPC = LC50×0.01，據(jù)此計(jì)算出本實(shí)驗(yàn)條件下6種重金屬對(duì)3種海水養(yǎng)殖生物的安全濃度。由表10可知，現(xiàn)行漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)完全滿足菲律賓蛤仔和褐牙鲆的養(yǎng)殖用水要求，但本研究發(fā)現(xiàn)Cu、Zn、As對(duì)刺參的MPC值明顯低于漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這可能與實(shí)驗(yàn)選取的刺參個(gè)體較小有關(guān)，同時(shí)也提醒我們?cè)诖虆⒌酿B(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)密切關(guān)注養(yǎng)殖用水的重金屬含量變化，以確保養(yǎng)殖生產(chǎn)安全。本研究發(fā)現(xiàn)Cd、Cr、Hg等對(duì)菲律賓蛤仔和褐牙鲆的MPC值高出漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)十倍，說(shuō)明菲律賓蛤仔和褐牙鲆對(duì)重金屬的耐受性較強(qiáng)，在重金屬嚴(yán)重超標(biāo)的情況下仍可能存活。生物(尤其是貝類)對(duì)重金屬等毒性物質(zhì)有很強(qiáng)的蓄積效用，苑旭洲等[28]曾報(bào)道過(guò)，菲律賓蛤仔對(duì)Cd的富集系數(shù)高達(dá)41.83，隨著人們食品安全意識(shí)的提高，水質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)不僅要關(guān)注養(yǎng)殖水體中毒性物質(zhì)的濃度大小，還應(yīng)關(guān)注在該質(zhì)量濃度下養(yǎng)殖生產(chǎn)出的生物的食品安全程度。因此，在生產(chǎn)實(shí)際中不能簡(jiǎn)單的以養(yǎng)殖生物的成活作為判斷依據(jù)，應(yīng)按照現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制養(yǎng)殖用海水水質(zhì)，杜絕在超標(biāo)海水中進(jìn)行養(yǎng)殖, 并加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)殖生物產(chǎn)品中重金屬含量的檢測(cè)，以防止重金屬超標(biāo)。

表10　重金屬對(duì)海水養(yǎng)殖生物的最大容許質(zhì)量濃度

致謝：感謝山東省海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在重金屬含量檢測(cè)上給予的幫助。

通訊作者簡(jiǎn)介：姜會(huì)超(1984—)，男，海洋生態(tài)毒理碩士，助理研究員，主要研究方向?yàn)楹Ｑ笊飳W(xué)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。

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Acute Toxicity of Six Heavy Metals on Three Aquaculture Organisms

Qin Huawei, Liu Aiying, Gu Weili, Tao Huimin, Li Jiahui, Li Bin, Sun Shan, Jiang Huichao*

Shandong Institute of Marine Resources and the Environment, Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Restoration, Yantai 264006, China

21 January 2015accepted 3 March 2015

Marine pollution is one of the major issues of global concern. Large quantities of heavy metals enter the aquatic environment via natural and anthropogenic sources every year. Heavy metals in excessive amounts in marine environments may adversely affect the growth, survival, and reproduction of aquatic organisms. The sensitivities of different aquatic organisms to heavy metals are different. Therefore, the exploration of the acute toxicity effects of heavy metals on aquaculture organisms is very important for the sustainable development of aquaculture and risk assessment on marine aquaculture zones. In the present study, the single toxic effects on the Ruditapes philippinarum, Apostichopus japonicus and Paralichthys olivaceus from static exposure to Cd, Cr, Cu, Zn, Hg and As and the difference in acute toxicity of heavy metals for these three aquaculture organisms were studied. The results indicated that the median lethal concentrations (LC50) of acute toxicity of different heavy metals at 96 h to R. philippinarum, A. japonicus and P. olivaceus were 0.134 mg·L-1, 0.0246 mg·L-1, 0.238 mg·L-1for Hg; 0.323 mg·L-1, 0.0499 mg·L-1, 0.975 mg·L-1for Cu; 2.464 mg·L-1, 0.301 mg·L-1, 8.345 mg·L-1for As; 2.843 mg·L-1, 1.111 mg·L-1, 6.787 mg·L-1for Cd; 30.246 mg·L-1, 0.449 mg·L-1, 17.114 mg·L-1for Zn; 32.591 mg·L-1, 2.205 mg·L-1, 95.137 mg·L-1for Cr, respectively. The toxicity of Cd, Cr, Cu, Zn, Hg and As were in the order of Hg>Cu>As>Cd>Zn>Cr for R. philippinarum; Hg>Cu>As>Zn>Cd>Cr for A. japonicus and Hg>Cu>Cd>As>Zn>Cr for P. olivaceus, respectively. In conclusion, Hg and Cu showed the strongest toxicity for R. philippinarum, A. japonicus and P. olivaceus, followed by Cd, As and Zn, while Cr showed the weakest toxicity for these three aquaculture organisms.

heavy metal; Ruditapes philippinarum; Apostichopus japonicus; Paralichthys olivaceus; acute toxicity; LC50

山東省科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2009GG10009044)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41206094)；山東省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(ZR2014DQ018)

秦華偉(1980-)，男，助理研究員，研究方向?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)毒理學(xué)，E-mail: weizai1980@126.com

Corresponding author)， E-mail: jianghuichao2008@163.com

10.7524/AJE.1673-5897.20150121001

2015-01-21 錄用日期：2015-03-03

1673-5897(2015)6-287-10

X503.225

A

秦華偉, 劉愛(ài)英, 谷偉麗, 等. 6種重金屬對(duì)3種海水養(yǎng)殖生物的急性毒性效應(yīng)[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2015, 10(6): 287-296

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