【摘要】：沉積物是完整水體環(huán)境的一個重要組成部分，沒有底棲生境的安全，便沒有水生生態(tài)系的健康。大量研究表明，水體沉積物通過富集重金屬及其他有毒難降解有機物而成為水環(huán)境中污染物的蓄庫。沉積物污染不僅會對底棲生物產(chǎn)生負效應(yīng)，還會對位于食物鏈上端的生物和人類產(chǎn)生影響，同時也是對水質(zhì)有潛在影響的次生污染源。海洋沉積物環(huán)境質(zhì)量的評價問題是當(dāng)前水環(huán)境污染研究的熱點問題之一，其中研究的焦點集中于海洋沉積物中污染物的生物可獲得性和生物毒性方面，以及在劑量-響應(yīng)關(guān)系基礎(chǔ)上如何建立海洋沉積物質(zhì)量基準。本論文就上述兩方面的問題進行了較全面理論與實踐研究和探討。 一、建立海洋沉積物中典型污染物的劑量(生物可獲得性)和生物響應(yīng)(毒性)之間的關(guān)系 對于沉積物富集的具有高毒性的持久性典型污染物；重金屬和多氯聯(lián)苯，從不同的生物響應(yīng)終點對其在沉積物中的生物可獲得性進行了研究。 1、海洋沉積物中重金屬化學(xué)活性與生物毒性之間的響應(yīng)關(guān)系研究 采用平衡分配法中的酸溶揮發(fā)性硫化物(AVS)歸一化對金屬沾污沉積物的生物毒性的評價進行了嘗試。通過沉積物加標(biāo)試驗、間隙水平衡實驗和生物毒性檢驗等途徑，較為深入地了解了海洋沉積物中AVS與有毒金屬間的反應(yīng)機制和過程，明確了AVS、間隙水中金屬濃度與金屬毒性三者間的關(guān)系，為建立具有空間可比性的金屬沾污沉積物質(zhì)量評價方法提供了理論依據(jù)。研究結(jié)果表明： (1) 在硫化物存在條件下，沉積物—間隙水系統(tǒng)中，有毒金屬在固、液兩相間的分配主要受AVS影響。 沉積物中的AVS決定了沉積物—間隙水系統(tǒng)的有毒金屬的化學(xué)活動性，同時也決定了總量金屬中生物可獲得或可引發(fā)毒性的分量，其中Cu、Zn、Pb還要受到其他結(jié)合相的作用，但優(yōu)先和主要的結(jié)合相為AVS。 (2) AVS歸一化沉積物中有毒金屬濃度可作為預(yù)測和評價有毒金屬化學(xué)分配行為和生物可獲得性或毒性的有效方法。 按摩爾濃度計，當(dāng)[SEM](測定AVS時同時萃取的金屬濃度)-[AVS]＞0間隙水中金屬離子濃度明顯存在和增加，同時受試生物對金屬加標(biāo)沉積物呈現(xiàn)出急性毒性響應(yīng)；當(dāng)[SEM]-[AVS]＜0間隙水中金屬離子濃度檢不出或很低，同時受試生物對金屬加標(biāo)沉積物未呈現(xiàn)出急性毒性響應(yīng)；[SEM]-[AVS]=0，顯然為沉積 海洋沉積物的環(huán)境質(zhì)t評價研究 物中有毒金屬化學(xué)活性存在和急性毒性響應(yīng)發(fā)生的臨界點.因此【sE閱·【Avs]=o 可以作為評價缺氧狀況下金屬沾污沉積物的環(huán)境質(zhì)t和生物毒性的有效判據(jù)，可 用作有毒金屬污染的沉積物具空間可比性的沉積物質(zhì)量評價指標(biāo). 2、沉積物中PCBs(多抓聯(lián)苯)濃度與底棲魚類生物效應(yīng)的響應(yīng)關(guān)系研究 通過實驗室中典型持久性有機污染物PCBs的加標(biāo)實驗?zāi)M，并結(jié)合典型污 染海區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查研究，所得研究結(jié)果為: (l)通過實驗室模擬實驗，優(yōu)化了底棲魚肝臟中7一乙氧基異吩惡哇酮脫乙 基酶(EROD酶)活性的側(cè)定方法; (2)實驗室模擬研究結(jié)果表明魚肝中的EROD活性與環(huán)境中的目標(biāo)污染物 之間存在著定量響應(yīng)關(guān)系; (3)典型污染海域的調(diào)查結(jié)果證實了底棲魚肝中的EROD活性與生物體內(nèi) PCBs含量具有一定的正相關(guān)性，且與沉積物中PCBs含量的相關(guān)性更為顯著。 因此，EROD活性具有指示環(huán)境中特定有機污染物PCBs污染程度的能力，， 該生物標(biāo)志物對評估海洋沉積物環(huán)境的健康具有指示作用和早期的預(yù)譽作用， EROD活性完全可以作為評價沉積物中特定有機污染物污染程度行之有效的生 物響應(yīng)指標(biāo)。 3、沉積物中污染物的相間轉(zhuǎn)移研究 通過沉積物中污染物的溶出研究和生物組織對沉積物中污染物的蓄積研究， 來定量考察沉積物內(nèi)污染物的跨相(水一沉積物相和沉積物一生物相)轉(zhuǎn)移，所得 結(jié)果證明，對于受到嚴重污染的底部沉積物，污染物可通過跨越沉積物一水界面 轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致水環(huán)境質(zhì)量降低，底棲生活有機體對沉積物中污染物的富集與放大作 用明顯。 二、采用綜合生物效應(yīng)數(shù)據(jù)庫法建立海洋沉積物質(zhì)t基準值 本文通過實驗和文獻資料獲取和分析了大t的沉積物化學(xué)(含量分布、溶出 實驗和平衡分配)、底棲生物區(qū)系、沉積物急性和慢性毒性試驗和生物殘毒試驗 的數(shù)據(jù)，按站位綜合判別沉積物的生物效應(yīng)，采用多種方法鑒別有/無生物效應(yīng)， 同時，在生物效應(yīng)判別過程中結(jié)合了現(xiàn)場試驗研究和人體效應(yīng)判別研究，最終以 海洋沉積物中污染物的濃度劑t一生物響應(yīng)為基礎(chǔ)，建立了綜合生物效應(yīng)數(shù)據(jù)庫 法，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)方法計算得出沉積物質(zhì)t基準值。其中基準值下限為:TEL= 了呱而不，基準值上限為:PEL一抵蔽石，得出了較為科學(xué)、合理的 沉積物質(zhì)量基準值。 所建立的基準值具如下特點: 達到了同一資料用不同方法的計算結(jié)果在三倍以內(nèi)的要求: 成TEL(很少或無效應(yīng)閱值)的生物效應(yīng)概率25%，本計算結(jié)果一般 : 海洋沉積物的環(huán)境質(zhì)量評價研究 在15%以內(nèi)，很好地達到了此項要求; 總的分布規(guī)律基本上為出現(xiàn)生物效應(yīng)的概率隨著化學(xué)污染物濃度的增 加而增加; )PEL的生物效應(yīng)概率75%，除六六六的生物效應(yīng)概率為“.6%外， 其他污染物均超過75%的生物效應(yīng)概率: 本論文計算所得的基準值與我國曾經(jīng)沿用的海岸帶沉積物質(zhì)量標(biāo)準的
【圖文】：

混合功能氧化酶，但對于測定EROD活性，選取魚的肝臟部位是最為理想的，這是因為在魚的各組織器官中，魚肝中EROD的活性最高.以歐蝶為例，肝臟中EROD的活性遠高于其它任何部位(參見圖1一4)。這說明選取魚肝進行EROD的活性測定是合適的。1.4.3.4季節(jié)對EROD活性的影響在選擇受試生物體時，受試生物種必須為分布廣泛、易于獲得，而且它的生活史應(yīng)被充分認識。因此研究受試生物在特定區(qū)域內(nèi)的時空分布就顯得尤為重要。在通常情況下，所選擇生物的自然遷徙能力較弱，但由于季節(jié)變化而帶來的生存條件的改變，受試魚體的空間分布必然發(fā)生相應(yīng)的改變。Coorpeman等(1998)在研究比利時近岸海域紅鰭魚(Limandalimanda)時發(fā)現(xiàn):在夏季或秋季，紅鰭魚在研究區(qū)域內(nèi)其分布密度遠高于早春時節(jié)。在利用EROD活性作為海洋環(huán)境污染物的生物效應(yīng)指標(biāo)時，受試生物體內(nèi)EROD活性的變異應(yīng)該是由環(huán)境中化學(xué)沾污物的誘導(dǎo)而產(chǎn)生的，因此，準確地

，姍-----一圈420一湯‘二石‘一一一一一一一一一一小長山漁場三山島海之韻河口龍王塘圖3一11魚體內(nèi)EROD的活性與環(huán)境中PCB:相關(guān)性分析323.2魚體內(nèi)EROD的活性與沉積物中PCB濃度的相關(guān)性分析圖3一n所示為各站位魚肝臟中EROD活性與現(xiàn)場底質(zhì)、生物體內(nèi)PCBs含
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X821

【引證文獻】

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本文編號：2672620