背角無齒蚌幼蚌對水體銅的吸收特征研究

劉凱, 陳修報(bào), 劉洪波, 姜濤, 楊健,,*

背角無齒蚌幼蚌對水體銅的吸收特征研究

劉凱1, 陳修報(bào)2, 劉洪波2, 姜濤2, 楊健1,2,*

1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無錫漁業(yè)學(xué)院, 江蘇 無錫 214081 2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心, 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江中下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境評價(jià)和資源養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇 無錫 214081

為了探究在不同濃度銅(Cu)暴露下背角無齒蚌()對水體Cu的吸收特征, 選定對Cu吸收能力更強(qiáng)的幼蚌作為實(shí)驗(yàn)對象, 依據(jù)Cu對幼蚌96 h-EC50和我國漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB11607—89)中Cu限量設(shè)定5個(gè)濃度梯度2.0、1.0、0.1、0.01和0.005 mg·L–1, 進(jìn)行24 h Cu暴露實(shí)驗(yàn)及水體Cu含量測定。結(jié)果顯示: 隨暴露濃度的升高, 幼蚌Cu吸收效率迅速升高, 最高值出現(xiàn)在2.0 mg·L–1暴露組為(0.69±0.11) μg/(g·h); 幼蚌Cu去除率總體呈現(xiàn)出降低趨勢, 其中0.005 mg·L–1暴露組去除率最高為84.8%, 1.0 mg·L–1暴露組去除率最低為28.9%。綜上所述, 背角無齒蚌幼蚌具有較強(qiáng)的Cu吸收能力, 表明其在淡水漁業(yè)水域環(huán)境Cu污染防控方面以及開發(fā)作為監(jiān)測評價(jià)淡水漁業(yè)水域環(huán)境Cu污染的模式生物方面具有非常高的應(yīng)用潛力。

背角無齒蚌; 銅; 吸收效率; 去除率

0 前言

隨著現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)越發(fā)頻繁, 淡水漁業(yè)水域環(huán)境Cu污染也愈發(fā)嚴(yán)峻, 根據(jù)《2018中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》指出, Cu已經(jīng)成為我國淡水漁業(yè)水域環(huán)境中污染形勢最為嚴(yán)重的重金屬[1]。研究表明水體重金屬污染物很容易在水生生物體內(nèi)積累, 長期積累有可能導(dǎo)致動(dòng)物生長和繁殖受到抑制甚至引起機(jī)體死亡[2-4]。同時(shí), 重金屬會(huì)隨食物鏈傳遞影響到整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng), 甚至對人類的健康產(chǎn)生威脅[5]。Cu是生物體必需微量元素之一, 它在維持機(jī)體正常代謝、生長發(fā)育及繁殖機(jī)能等方面有不可替代的作用[6]。然而, 過量的Cu積累會(huì)對生物造成嚴(yán)重的毒性損傷, 其主要以游離的二價(jià)銅離子形式對生物產(chǎn)生毒性損傷, 其可以破壞體內(nèi)活性氧自由基產(chǎn)生和消除的動(dòng)態(tài)平衡, 引起機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)紊亂[6-8]。

雙殼貝類在水生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的生態(tài)價(jià)值[9]。其對Cu等重金屬具有較強(qiáng)的吸收能力, 且排除率低(每天的排出率僅為1%—3%)[10], 所以雙殼貝類能夠高效富集水體重金屬污染物, 起到凈化水體的作用。雙殼貝類對重金屬的吸收途徑主要有3種[11-12]: (1)通過食物網(wǎng)積累是吸收重金屬的主要來源; (2)濾水時(shí), 通過鰓的呼吸作用吸收溶解態(tài)金屬離子是吸收重金屬的重要途經(jīng); (3)直接與水體接觸的組織通過滲透作用吸收溶解態(tài)重金屬離子。

背角無齒蚌()在我國淡水漁業(yè)水域中廣泛分布, 其對重金屬具有很強(qiáng)的吸收能力[13-14]。據(jù)研究顯示, 背角無齒蚌對Cu的富集系數(shù)在103—104之間[15], 其對底泥釋放的Cu的去除率可達(dá)23.5%[16]。背角無齒蚌對Cu、Zn和Cd的吸收效率是三角帆蚌()的1.2、1.9和1.5倍[15]。Brzozowska等[17]研究發(fā)現(xiàn), 經(jīng)24 h暴露小規(guī)格厚殼貽貝()對Zn吸收效率和去除率分別為(0.23±0.09) μg/(g·h)和84.3%, 且吸收效率明顯高于大規(guī)格厚殼貽貝。本研究擬通過貝類重金屬暴露系統(tǒng)對背角無齒蚌幼蚌進(jìn)行24 h的Cu暴露實(shí)驗(yàn), 以探究在不同濃度Cu暴露下背角無齒蚌幼蚌對Cu吸收效率的影響, 以了解背角無齒蚌對水體中Cu的吸收特征, 為背角無齒蚌更好地發(fā)揮生態(tài)凈水功能, 以及為其作為指標(biāo)生物在Cu吸收效率和生物積累動(dòng)力學(xué)方面的研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

本實(shí)驗(yàn)所使用的背角無齒蚌幼蚌都采自于中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心南泉實(shí)驗(yàn)基地, 具體人工養(yǎng)殖和水環(huán)境條件參考文獻(xiàn)[18]。

1.2 暴露實(shí)驗(yàn)

由于我國還沒有一套完善的可以用于淡水貝類的毒性實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究方法, 因此本研究參照已經(jīng)在國際上被廣泛認(rèn)可的美國“Standard guide for conducting laboratory toxicity tests with freshwater mussel”[19]開展Cu對背角無齒蚌幼蚌的毒性暴露實(shí)驗(yàn)。在此研究基礎(chǔ)上, 本研究參考Brzozowska等[17]的雙殼貝類對重金屬吸收特征的研究方法, 探究背角無齒蚌幼蚌的Cu吸收特征。

本研究選取大小相近、體表無明顯傷痕的1齡幼蚌,殼長(6.4±0.4 cm), 殼寬(2.1±0.2) cm, 殼高(3.8±0.3) cm, 體重(25.1±5.0) g作為實(shí)驗(yàn)材料。規(guī)格測量方法如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)前先用刷子清洗干凈蚌殼的附著物, 然后在實(shí)驗(yàn)室水族箱中暫養(yǎng)2周, 使幼蚌適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件, 以防發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。在實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)期間, 每天投喂一次小球藻(), 投喂量約為4×108個(gè)·L–1。暴露實(shí)驗(yàn)開始前3天停止投喂。根據(jù)筆者實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果, Cu對背角無齒蚌幼蚌96 h-EC50(3.4 mg·L–1)[20], 以及我國漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB11607—89)中Cu限量(0.01 mg·L–1), 設(shè)定5個(gè)濃度梯度(0.005、0.01、0.1、1.0和2.0 mg·L–1), 且每組設(shè)置3個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)所用Cu溶液均為人工配置軟水(硬度40—48 mg·L–1、 pH值7.3—7.5、堿度30—35 mg·L–1)配制。本實(shí)驗(yàn)在貝類重金屬暴露系統(tǒng)中進(jìn)行, 以玻璃缸(10 L)為容器, 按照每只蚌500 mL的標(biāo)準(zhǔn), 在每個(gè)缸中加入16只幼蚌, 添加8 L人工配置軟水。在實(shí)驗(yàn)期間不投喂小球藻, 水溫為20±1 ℃、亮暗比為16:8、光強(qiáng)為1000 lux、溶氧量＞5.0 mg·L–1。實(shí)驗(yàn)期間檢查背角無齒蚌的死亡情況。值得注意的是, 在美國標(biāo)準(zhǔn)中判別幼蚌死亡的依據(jù)為5 min之內(nèi)斧足不伸出運(yùn)動(dòng)[19]。然而, 背角無齒蚌幼蚌具有將斧足縮在貝殼內(nèi)保持長時(shí)間不運(yùn)動(dòng)的特殊習(xí)性, 遇到外界刺激更是采取緊閉雙殼的保護(hù)措施, 所以上述判別方法對背角無齒蚌幼蚌是無效的[21]。針對此問題, 陳修報(bào)等[21]提出以幼蚌雙殼張開且用玻璃棒刺激后不閉殼作為死亡標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)[22]、外[23]的貝類毒理學(xué)研究均得到認(rèn)可。在本實(shí)驗(yàn)期間無幼蚌死亡。

圖1 背角無齒蚌幼蚌規(guī)格測量示意圖

Figure 1 Schematic diagram for size measurement of juvenile

1.3 水體銅含量的測定

在暴露開始前和暴露24 h時(shí), 用注射器吸取各濃度組30 mL溶液, 通過0.22 μm孔徑微孔過濾器進(jìn)行過濾到特氟隆定容瓶中, 加1.5 mL濃硝酸。使用7500ce型電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定初始水樣和24 h后各濃度組水樣中的Cu含量。以Li、Sc、Ge、Y、In、Bi為內(nèi)標(biāo), 通過標(biāo)準(zhǔn)添加回收確認(rèn)儀器的測量精度, 初始和24 h后各濃度組Cu的回收率為分別為100.7%和108.4%。實(shí)際測得初始水樣的Cu濃度為2.1、1.0、0.1、0.01和0.003 mg·L–1, 由于實(shí)際濃度和理論濃度總體很接近, 因此, 本研究應(yīng)用理論濃度。

1.4 銅吸收效率及去除率計(jì)算方法

鑒于實(shí)驗(yàn)水體中的Cu變化受到環(huán)境因素和背角無齒蚌幼蚌共同作用的影響, 使用吸收效率(Uptake Efficiency, UE)[17]和去除率(Removal Efficiency, RE)[24]來反映背角無齒蚌對Cu的吸收效率和去除率程度:

(C– C)()

[(C – C) / C]100%

式中:C為暴露前水體中的Cu含量(mg·L–1),C為暴露24 h后水體中的Cu含量(mg·L–1),為幼蚌濕重(g),為幼蚌個(gè)數(shù)(個(gè)),為暴露時(shí)間(h)

2 結(jié)果與分析

2.1 吸收效率

圖2所示為經(jīng)24 h Cu暴露, 各濃度組的Cu吸收效率。隨暴露濃度的升高, Cu吸收效率迅速升高。在2.0 mg·L–1暴露組的Cu吸收效率最高, 為(0.69±0.11) μg/(g·h)。

2.2 去除率

圖3所示為經(jīng)24 h Cu暴露, 各濃度組的Cu去除率。結(jié)果顯示, 隨暴露濃度升高, Cu去除率總體上呈現(xiàn)出降低的趨勢。各濃度組中去除率最高值出現(xiàn)在0.005 mg·L–1暴露組, 高達(dá)84.8%, 最低去除率出現(xiàn)在1.0 mg·L–1暴露組僅為28.9%, 約是0.005 mg·L–1暴露組的三分之一。

圖2 背角無齒蚌幼蚌經(jīng)24 h暴露Cu吸收效率

Figure 2 Copper uptake efficiency by juvenileafter 24 h exposure

圖3 經(jīng)24 h暴露背角無齒蚌幼蚌對水體 Cu的去除率

Figure 3 Copper removal efficiency by juvenileafter 24 h exposure

3 討論

淡水蚌類的生活史包括4個(gè)典型階段: 鉤介幼蟲、稚蚌、幼蚌和成蚌[25]。它們對Cu的毒性敏感性總體表現(xiàn)為早期階段(如鉤介幼蟲、稚蚌)特別敏感, 而后期階段(幼蚌、成蚌)對Cu毒性敏感性逐漸降低[20,26]。例如, Cu對背角無齒蚌鉤介幼蟲的24 h-EC50僅為0.082 mg·L[27], 而后期階段有潛力用于Cu污染監(jiān)測和生物防控。

背角無齒蚌幼蚌具有較強(qiáng)的濾水效率, 可高達(dá)60 L/(kg·h)[13]。研究表明, 雙殼貝類對Cu等重金屬的吸收能力與濃度和暴露時(shí)間直接相關(guān), 在實(shí)驗(yàn)條件下雙殼貝類對重金屬的吸收效率與其水環(huán)境中的濃度成正比[29]。結(jié)合本研究結(jié)果, 隨暴露濃度的升高, 吸收效率逐漸升高, 其中2.0 mg·L–1暴露組的吸收效率最高, 為0.69±0.11μg/(g·h), 這正好與先前的研究相吻合。夏天翔等[15]以Cu、Zn和Cd暴露淡水蚌類的實(shí)驗(yàn)表明, 背角無齒蚌對Cu、Zn和Cd的吸收效率隨各種重金屬濃度的升高而升高, 且背角無齒蚌對Cu、Zn和Cd的吸收效率是三角帆蚌的1.2、1.9和1.5倍, 進(jìn)一步證明了背角無齒蚌在凈化水體重金屬污染中具有重要的應(yīng)有潛力。Lecoeur等[29]研究也表明, 經(jīng)過0—63 d的Cu和Cd暴露, 斑馬貽貝()體內(nèi)的各重金屬含量隨暴露濃度的增加而增加。綜上所述, 背角無齒蚌對Cu具有較高的吸收效率, 而環(huán)境重金屬濃度是影響背角無齒蚌重金屬吸收效率的重要因素。

在本研究中, 0.005 mg·L–1暴露組背角無齒蚌幼蚌對水體Cu去除率最高, 可達(dá)84.4%, 但隨暴露濃度的升高, 去除率呈現(xiàn)明顯降低趨勢, 最低值出現(xiàn)在1.0 mg·L–1暴露組, 僅為28.9%, 約是0.005 mg·L–1暴露組的三分之一。夏天翔等[15]在模擬實(shí)驗(yàn)中, 也發(fā)現(xiàn)了相類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。推測可能是由于較低濃度的Cu暴露并不會(huì)對背角無齒蚌產(chǎn)生毒性, 背角無齒蚌能夠正常呼吸濾水, 導(dǎo)致去除率較高。Tavares- Dias[30]研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)水中Cu濃度低于0.005 mg·L–1時(shí), 可以促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的生長發(fā)育。而高濃度Cu暴露去除率降低推測可能是因?yàn)镃u毒性引起背角無齒蚌應(yīng)激反應(yīng), 雙殼緊閉、減少軟組織與水體接觸面積, 且濾水量下降, 導(dǎo)致Cu去除率降低。研究表明, 當(dāng)背角無齒蚌受到Cu脅迫后, 會(huì)造成背角無齒蚌閉殼肌損傷, 導(dǎo)致其殼縮頻率降低, 以及雙殼張開幅度變小等行為變化[29-30], 這正好與推測結(jié)果相吻合。然而, 從1.0 mg·L–1暴露組到2.0 mg·L–1暴露組Cu去除率又呈升高的趨勢, 推測可能是因?yàn)?.0 mg·L–1暴露組對背角無齒蚌幼蚌的毒性較強(qiáng), 而閉殼肌受毒性影響較大, 收縮能力變?nèi)? 雙殼不能緊閉, 使得軟組織與水體接觸增大, 進(jìn)而導(dǎo)致去除率升高。

背角無齒蚌主要通過攝食、呼吸以及滲透作用吸收水體中的Cu等重金屬離子[11-12]。研究表明, 背角無齒蚌對重金屬的吸收效率明顯高于其他淡水貝類[13]。本研究中, 在高濃度暴露組, 背角無齒蚌同樣表現(xiàn)出較高的去除率, 2.0 mg·L–1暴露組的去除率高達(dá)40.4%, 而這一濃度與我國許多養(yǎng)殖池塘的Cu濃度相當(dāng)[31]。因此, 在從事漁業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)時(shí)投放背角無齒蚌來控制池塘水體Cu濃度可能是一種有效方式。背角無齒蚌同樣也可以有效去除水體中其他重金屬。陳修報(bào)等[12]在研究背角無齒蚌對大宗淡水魚養(yǎng)殖水體中重金屬的凈化效果中發(fā)現(xiàn), 在30 d實(shí)驗(yàn)周期內(nèi), 其對Al、Cr、Fe、Ni、Zn和Mo的最大去除率分別為63.0%、78.0%、12.7%、100%、80.6%和4.8%。此外, 背角無齒蚌對底泥中的Cu去除率可達(dá)到23.5%, 對Al、As、Cr、Co、Mn、Mo和Zn的最大去除率分別為84.7%、50.0%、98.0%、14.3%、33.3%、13.0%和69.4%[32]利用背角無齒蚌和銅銹環(huán)棱螺()處理污水處理廠的一級A標(biāo)出水發(fā)現(xiàn), 其對水體中總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)和氨氮含量(NH3-N)的平均去除率分別為26.10%、22.26%和25.60%, 經(jīng)凈化后的水體透明度明顯升高, 水質(zhì)得到有效改善。盧曉明等[33]同樣利用背角無齒蚌和銅銹環(huán)棱螺研究發(fā)現(xiàn), 在曝氣組中, 背角無齒蚌和銅銹環(huán)棱螺對COD、TP、NH3-N和葉綠素a都具有很好的凈化能力, 其中葉綠素a的去除率均在90%以上。綜上所述, 驗(yàn)證了背角無齒蚌在淡水漁業(yè)水域環(huán)境中對各種污染物防控的潛力。此外, 海洋貝類也被嘗試用于凈化水體重金屬。單齒螺()對水體Cu表現(xiàn)出較強(qiáng)的去除能力, 最高積累量可達(dá)到僅30 mg·kg[17]。水生植物也具有凈化水體重金屬的能力。田秀芳等[35]研究發(fā)現(xiàn), 鳳眼蓮()在pH為5.0時(shí), 對Cu、Zn和As的去除率分別為86.3%、83.8%和82.9%。美人蕉()、銅錢草()、風(fēng)車草()和鳳眼蓮對Cu去除率依次為87.79%、88.03%、88.55%和98.94%[36], 這與本研究背角無齒蚌幼蚌的Cu最大去除率相當(dāng)。

4 結(jié)論

(1)背角無齒蚌幼蚌Cu吸收效率隨暴露濃度的增加而增加, Cu去除率隨暴露濃度的增加總體呈現(xiàn)出降低的趨勢。

(2)背角無齒蚌幼蚌較強(qiáng)的Cu吸收效率表明其在防控淡水漁業(yè)水域環(huán)境重金屬Cu污染方面以及開發(fā)作為監(jiān)測和評價(jià)淡水漁業(yè)水域環(huán)境Cu污染的模式生物方面具有非常高的應(yīng)用潛力。

[1] 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部, 生態(tài)環(huán)境部. 2018中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)[R]. 北京: 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心), 2019: 18–33.

[2] 畢春娟, 陳振樓, 許世遠(yuǎn), 等. 長江口潮灘大型底棲動(dòng)物對重金屬的累積特征[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 17(2): 309–314.

[3] 陳海剛, 賈曉平, 林欽, 等. 混合暴露條件下近江牡蠣對重金屬的積累與釋放特征[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(4): 922–927.

[4] 李雨奎. 橢圓背角無齒蚌胃的組織學(xué)及銅對其結(jié)構(gòu)的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2010, 29(5): 461–466.

[5] ADAMS W J, KIMERLE R A, BARNETT J W. Sediment quality and aquatic life assessment [J]. Environmental Science & Technology, 1992, 26(10): 1864–1875.

[6] Pytharopoulou S, Kournoutou G G, Leotsinidis M, et al. Cadmium versus copper toxicity: Insights from an integrated dissection of protein synthesis pathway in the digestive glands of mussel[J]. Journal of Hazardous Materials, 2013, 260: 263–271.

[7] 高曉莉, 羅胡英, 趙彥珍, 等. 銅、鋅對鯉魚抗氧化酶影響的研究[J]. 淡水漁業(yè), 2004, 34(4): 22–23.

[8] 王凡, 趙元鳳, 劉長發(fā). 銅對牙鲆鰓組織抗氧化酶的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007(1): 227–229.

[9] VAUGHN C C. Ecosystem services provided by freshwater mussels [J]. Hydrobiologia, 2018, 810(1): 15–27.

[10] WANG Wenxiong. Metal bioaccumulation in bivalve mollusks: Recent progress [C]//Villalba A, Reguera B, Romalde J L, Beiras R. Molluscan Shellfish Safety. Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO and Conselleria de Pesca e Asuntos Maritimos da Xunta de Galicia. Santiago de Compostela, Spain, 2003, 503–520.

[11] PERNICE M, BOUCHER J, BOUCHER R, et al. Comparative bioaccumulation of trace elements betweenand(Cephalopoda: Nautiloidea) from Vanuatu and New Caledonia [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2009, 72(2): 356–371.

[12] 陳修報(bào), 劉洪波, 蘇彥平, 等. 背角無齒蚌凈化養(yǎng)殖水體中的重金屬[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2015, 9(12): 5714–5720.

[13] 陳修報(bào), 楊健, 劉洪波, 等. 淡水貝類觀察—生物闡釋水污染和毒理的創(chuàng)新手段[J]. 湖泊科學(xué), 2021, 33(1): 11–27.

[14] 喻曉, 張修峰, 劉正文. 背角無齒蚌()對淺水系統(tǒng)底棲和浮游藻類競爭關(guān)系的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2012, 31(3): 301–305.

[15] 夏天翔, 劉雪華, 趙孟彬. 2種淡水蚌類對水環(huán)境中Cu、Zn和Cd的去除與累積[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2009, 28(4): 183–187.

[16] 陳修報(bào), 劉洪波, 戈賢平, 等. 背角無齒蚌對養(yǎng)殖池塘底泥釋放重金屬的凈化效果[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(1): 20–26.

[17] BRZOZOWSKA R, SUI Z H, KANG K H. Testing the usability of sea mussel (sp.) for the improvement of seawater quality-An experimental study [J]. Ecological Engineering, 2012, 39(14): 133–137.

[18] CHEN Xiubao, LIU Hongbo, SU Yanping, et al. Morphological development and growth of the freshwater musselfrom early juvenile to adult [J]. Invertebrate Reproduction & Development, 2015, 59(3): 131–140.

[19] ASTM-E2455-06. Standard guide for conducting laboratory toxicity tests with freshwater mussels[S]. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

[20] LIU Hongbo, CHEN Xiubo, OSHIMA Y, et al. Biochemical changes in Chinese pond musselfollowing exposure to copper [J]. Journal of the Faculty of Agriculture Kyushu Uniersity, 2018, 63(2): 311–318.

[21] 陳修報(bào), 劉洪波, 蘇彥平, 等. 鎘對“標(biāo)準(zhǔn)化”背角無齒蚌的急性毒性及脂質(zhì)過氧化和DNA 損傷的影響 [J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 36(10): 1960–1967.

[22] 劉凱, 陳修報(bào), 劉洪波, 等. 銅對背角無齒蚌幼蚌的組織損傷效應(yīng)研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2021, 40(6): 1183–1189.

[23] SALERNO J, GILLIS P L, KHAN H, et al. Sensitivity of larval and juvenile freshwater mussels (unionidae) to ammonia, chloride, copper, potassium, and selected binary chemical mixtures [J]. Environmental Pollution, 2020, 256: 113398.

[24] LI Xianning, SONG Hailiang, LI Wei, et al. An integrated ecological floating-bed employing plant, freshwater clam and biofilm carrier for purification of eutrophic water [J]. Ecological Engineering, 2010, 36(4): 382–390.

[25] 陳修報(bào), 楊健. 淡水蚌類發(fā)生與發(fā)育研究進(jìn)展[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2011, 18(4): 944–952.

[26] LIU Hongbo, CHEN Xiubo, SU Yanping, et al. Effects of calcium and magnesium ions on acute copper toxicity to glochidia and early juveniles of the Chinese pond mussel[J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 2016, 97(4): 504–509.

[27] BRIX K V, DEFOREST D K, TEAR L, et al. Use of multiple linear regression models for setting water quality criteria for copper: A complementary approach to the biotic ligand model [J]. Environmental Science & Technology, 2017, 51(9): 5182–5192.

[28] 彭建華, 陳文祥, 欒建國, 等. 溫度、pH對二種淡水貝類濾水率的影響[J]. 動(dòng)物學(xué)雜志, 2004, 39(6): 2–6.

[29] LECOEUR S, VIDEMANN B, BERNY P. Evaluation of metallothionein as a biomarker of single and combined Cd/Cu exposure in[J]. Environmental Research, 2004, 94(2): 184–191.

[30] TAVARES-DIAS M. Toxic, physiological, histomorphological, growth performance and antiparasitic effects of copper sulphate in fish aquaculture [J]. Aquaculture, 2021, 535: 736350.

[31] LI Na, ZHAO Yunlong, YANG Jian. Impact of waterborne copper on the structure of gills and hepatopancreas and its impact on the content of metallothionein in juvenile giant freshwater prawn(Crustacea: Decapoda) [J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2007, 52(1): 73–79.

[32] 李雪娟, 和樹莊, 李軍, 等. 螺、蚌對污水處理廠再生水環(huán)境的改善穩(wěn)定作用[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2012, 6(10): 3485–3492.

[33] 盧曉明, 金承翔, 黃民生, 等. 底棲軟體動(dòng)物凈化富營養(yǎng)化河水實(shí)驗(yàn)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2007, 30(7): 7–9.

[34] 郭遠(yuǎn)明, 劉琴, 顧捷, 等. 4種海洋貝類對海水中銅(Cu)的富集能力[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2012, 36(5): 708–713.

[35] 田秀芳, 胡兆華, 邱家誠, 等. 鳳眼蓮對練江水體重金屬的去除效果和富集能力研究[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2021, 41(3): 96–101.

[36] 方偉成, 孫成訪. 水生植物對低濃度銅離子凈化效果的比較[J]. 安徽化工, 2016, 42(4): 86–87.

Study on absorption characteristics of aquatic copper byjuveniles

LIU Kai1, CHEN Xiubao2, LIU Hongbo2, JIANG Tao2, YANG Jian1,2,*

1. Wuxi Fisheries College, Nanjing Agricultural University, Wuxi 214081, China 2. Key Laboratory of Fishery Ecological Environment Assessment and Research Conservation in Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuxi 214081, China

In order to explore the copper absorption characteristics of, this study was based on the juveniles with higher Cu absorption efficiency as the experimental subjects. Five concentration gradients (2.0, 1.0, 0.1, 0.01 and 0.005 mg·L–1) of aquatic Cu were set according to its 96 h-EC50to the mussels and China Fisheries Water Quality Standard (GB11607-89). This exposure experiment was conducted for 24 h. The results showed that the Cu absorption efficiency increased rapidly with the increase of exposure concentration, and the highest value was (0.69±0.11) μg/(g·h) in 2.0 mg·L–1exposure group. However, the Cu removal rate showed a general decreasing trend, in which the removal rate of 0.005 mg·L–1exposure group was the highest 84.8%, and the removal rate of 1.0 mg·L–1exposure group was the lowest 28.9%. In conclusion, the high Cu uptake efficiency of juvenileindicates that it has a very high application potential in the prevention and control of heavy metal Cu pollution in freshwater fishery waters and in the development of model organisms for monitoring and evaluating the environmental Cu pollution in freshwater fishery waters.

; copper;uptake efficiency; removal efficiency

10.14108/j.cnki.1008-8873.2024.01.003

S959

A

1008-8873(2024)01-019-06

2021-07-19;

2021-10-12

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(2019GH10); 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2020TD18); 國家自然科學(xué)基金(31502166)

劉凱(1997—), 男, 山東青島人, 碩士研究生, 主要從事漁業(yè)生態(tài)環(huán)境評價(jià)與保護(hù)研究, E-mail: 1753935246@qq.com

通信作者:楊健, 男, 博士, 研究員, 主要從事漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境的評價(jià)與保護(hù)研究, E-mail: jiany@ffrc.cn

劉凱, 陳修報(bào), 劉洪波, 等. 背角無齒蚌幼蚌對水體銅的吸收特征研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2024, 43(1): 19–24.

LIU Kai, CHEN Xiubao, LIU Hongbo, et al. Study on absorption characteristics of aquatic copper byjuveniles[J]. Ecological Science, 2024, 43(1): 19–24.