1、 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 锌对日本沼虾存活、耗氧率及窒息点的 影响效应 学 院： 学生姓名： 专 业： 水产养殖 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 1 目录 中文摘要 . 错误 !未定义书签。 英文摘要 . 错误 !未定义书签。 1. 前言 . 错误 !未定义书签。 2. 实验材料与方法 . 错误 !未定义书签。 2.1 实验 材料 . 错误 !未定义书签。 2.2 实验 操作方法 . 4 3. 结果与分析 . 5 3.1 日本沼虾 中毒死亡症状 . 5 3.2 锌 离子 对日本沼虾急性毒性效应 . 5 3.3 锌离子对日本沼虾 耗氧 率影响 . 6 3.4 锌离子对日本沼虾
2、 窒息点 影响 . 8 4. 讨论 . 9 小结 . 10 致谢 . 10 参考文献 . 11 2 1 锌对日本沼虾存活、耗氧率及窒息点的影响效应 摘要 目的 研究锌离子对日本沼虾存 活、耗氧率及窒息点的影响效应 ，为 养殖水域管理提供依据。 方法 采用急性毒性试验测定锌离子对日本沼虾 24、 48、 72、 96h 半致死浓度并估算出安全浓度。 以安全浓度为中心设置浓度梯度，测定不同浓度下锌离子对日本沼虾的耗氧率和窒息点的影响。 结果 （ 1）锌离子对日本沼虾鳃组织有明显浸蚀效果，锌离子对日本沼虾急性毒性效应与其呼吸代谢有密切关系；（ 2）锌离子对日本沼虾 24、 48、 72、 96h 半
3、致死浓度依次分别是 1.493、 0.844、 0.643、 0.464mg/L；（ 3）锌离子对日本沼虾耗氧率影响具明显剂量效应， 0.046mg/L 为锌离子对日本 沼虾昼均、日均和夜均耗氧率无显著差异的阈值，0.046mg/L， 064mg/L 分别为锌对日本沼虾窒息点缓慢增加和快速增加的转折点；（ 4）锌离子对日本沼虾的安全浓度为 0.046mg/L， 锌离子对日本沼虾急性毒性的轻度胁迫范围和中度胁迫范围分别是 0.046-0.064mg/L 和 0.064-0.082mg/L。 关键词 日本沼虾 锌离子 半致死浓度 安全浓度 耗氧率 窒息点 2 Effect of Zn2+ on s
4、urvival rate、 oxygen consumption and suffocation point to Macrobrachium nipponense Abstract Objective The aim was to study the effect 0f Zn2+ to Macrobrachium nipponense on survival rate、 oxygen consumption and suffocation point,to provide the basis for the breeding waters managemeng.Method The acut
5、e toxicity tests for the determination of Zn2+ to Macrobrachium nipponense on LC50 of 24, 48, 72, 96 h and to estimate the security concentration.Security concentration for the center to set up a concentration gradient,determination the influence of different concentrations of Zn2+ on the oxygen con
6、sumption and suffocation point of Macrobrachium nipponenseonense.Result (1)Significant erosion effect of Zn2+ on the gill tissue of Macrobrachium nipponenseonense,Zn2+ is closely related to the acute toxic effects and its respiratory metabolism of Macrobrachium nipponenseonense; (2) The 24、 48、 72、
7、96h LC50 of Zn2+ on Macrobrachium nipponenseonense in turn are 1.493、 0.844、 0.643、 0.464mg/L; (3) The oxygen consumption rate of Zn2+ to Macrobrachium nipponenseonense is apparent dose effect,0.046mg/L is the threshold of oxygen consumption rate no significantdifferences amount of daytime average、
8、all-day average and night average of Zn2+ to Macrobrachium nipponense, 0.046mg/L， 064mg/L are respectively suffocation point of slow increase and a rapid increase in the turning point of Zn2+ to Macrobrachium nipponense; (4) The security concentration of Zn2+ to Macrobrachium nipponense is 0.046mg/L
9、, The mild stress range and moderate stress range are respectively 0.046-0.064mg/L and 0.064-0.082mg/L of Zn2+ to Macrobrachium nipponense on the acute toxicity. Keywords Macrobrachium nipponense Zn2+ LC50 security concentration oxygen consumption rate suffocation point 3 锌对日本沼虾存活、耗氧率及窒息点 的影响效应 1.前言
10、 日本沼虾隶属于节肢动物门 （ Arthropoda） 、有鳃亚门 （ Branchiata） 、甲壳纲（ Crustacea） 、软甲亚纲 （ Malacostraca） 、十足目 （ Decapoda） 、 长臂虾科 (Palaemonidae)、沼虾属 （ Macrobrachium） ， 因体色青蓝并伴有棕绿色斑纹 ， 故名淡水青虾、青虾、河虾 1 。日本沼虾肉味鲜美、色泽 鲜艳、营养丰富 ，且其肉质松软，易消化， 被誉为 “ 水中上品，酒筵佳肴 ” ，其 对身体虚弱以及病后需要调养的人是极好的食物。 据测定，每 100g 虾肉中蛋白质含量达 16.4g，此外还富含钙、磷、钾、镁、维生
11、素 A、视黄醇及多种氨基酸和其他营养成分。日本沼虾体内的 镁对心脏活动具有重要的调节作用，能很好 地 保护心血管系统，它可减少血液中胆固醇含量，防止 动脉硬化 ，同时还能扩张冠状动脉，有利于预防高血压 及心肌梗死。 日本沼虾 的 通乳 作用较强， 其体内的 磷、钙、对小儿、 孕妇 尤有补益功效。日本大阪大学的科学家最近发现， 日本沼虾 体内的 虾青素 有助于消除因时差反应而产生的 “ 时差症 ” 2。日本沼虾在世界上的地理分布较狭窄，仅限于日本和我国。 在我国，是重要的淡水虾类养殖对象，年养殖产量达 20 万吨以上。 它广泛分布在我国 不同地域各种江河湖泊中 ， 也分布在一些盐度较低的河口地带
12、，其中 河北白洋淀、山东微山湖以及江苏太湖等是著名产区 3。日本沼虾是我国淡水虾较大的一种， 在 环境适应能力强， 分布广， 肉质选美，营养丰富，经济价值高 ，同时其食性杂，养殖周期短，繁殖能力强等特点， 深受 广大 养殖用户青睐，是我国重要的淡水养殖对象。 近年来， 随着工业的发展和人民生活水平的提高， 有大量的工业废水和生活污水以及废弃干电池未经处理直接排入或抛弃到养殖水体中，给水产养殖业造成巨大危害。重金属在污染物中占有相当大比重，淡水中的水生生物对重金属有强吸附作用，容易使水生生物因重金属积累而中毒死亡 4 。 锌是水域系统中常见的重金属，据报道，全世界每年通过河流流入海洋的锌就高达
13、393 万吨。 同时锌是许多金属酶的组成成分，还可以影响某些非酶的有机分子配位基的结构构型 ， 对日本沼虾的生长发育是必不可少的，但过量的锌超出日本沼虾机体调节范围，在体内过多积累，则有较强的毒性 作用 ，甚至导致死亡 5 。 目前国内有关重金属与日本沼虾毒性方面的报道仅有 张亚娟等 （ 2010，2008）探讨出 Cd2+、 Hg2+6-7；刘存岐等（ 2008）探讨出 Cu2+8；黄勇等（ 2008）探讨出 Ag+， Cu2+，Pb2+9， 吕耀平等（ 2007）探讨出 Cr6 +、 M n7 +和 Hg2 +10； 有关锌离子对日本沼虾毒性效应以及锌离子在养殖水域安全限量水平的定量研究尚
14、没有相关报道。 水生生物大多数代谢活动都和氧的利用有关，耗氧率是反映水生生物能量代谢的重要指标 11 ，研究日本沼虾在不同 锌离子浓度下的呼吸耗氧率和窒息点，可以了解日本沼虾在锌离子胁迫下的基础代谢水平和能量消耗，确定养殖水域中锌离子的安全限量范围，同时进一步论证锌离子对日本沼虾安全浓度估算结果的正确性。因此笔者于2011 年 7-10 月进行了锌离子对日本沼虾急性毒性及其对耗氧率、窒息点影响效应进行研究讨论。在确定锌离子对日本沼虾急性毒性效果后，以自然条件下作为对照组，以锌离子安全浓度估算值为中点设置浓度梯度，获取与对照组耗氧率和窒息点无显著差异4 （ P0.05）的锌离子浓度水平上限，并以
15、此验证锌离子安全浓度估算值的可靠性，确定养殖水 域中锌离子的安全限量范围， 为今后日本沼虾人工健康养殖以及运输提供参考，为养殖 水域 水质管理 和相关事故评估 提供理论科学依据。 2 实验 材料与方法 2.1 实验 材料 2.11 实验对象 ： 从浙江余姚 市青港野生苗种场 养殖塘内捕获日本沼虾作为实验 对象 ，运回实验室 立即放入若干规格为 80cm 50cm 42cm 塑料箱 内，连续充气，不投饵 ， 及时捞出死亡对象，每天换水一次，待其排空粪便后从中 挑选无伤病 、无残肢、规格相近的非抱卵 健壮个体作为研究对象 （ 体 长为 33.23 1.66 mm，体重 为 0.7893 0.151
16、8g） ，暂养五天 以备用 。 2.12 试验药品及仪器：乙酸锌（ C4 H6 O4 Zn2H2 O） （ 分析纯） ， 相对分子自量 219，药品购自 宜昌第三化学试剂厂， 液体石蜡 （ 分析纯）购自无锡市晶科化工有限公司， 规格为55cm 40cm 30cm 和 80cm 50cm 42cm 的塑料箱； JPSJ-605 台式溶解氧测定仪（上海精密科学仪器有限公司）； Sartorius BP211D 电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司 ，最小可精确到 0.0001g） 。 2.13 实验理化条件：实验用水来自曝气 48h自来水，水温为 25.6 1.8 , PH为 7.11 0.07
17、，溶 解 氧 为 7.24 0.14 mg/L， 水质符合 NY 5051-2001 无公害食品淡水养殖用水水质标准 (中华人民共和国农业部， 2001)。 2.2 实验操作 方法 2.2.1 急性毒性 实验 根据预实验所结果 ，确定锌离子浓度范围（日本沼虾 96h 全活最高浓度和 96h 全死最低浓度） ， 用乙酸锌配置 15 个实验浓度 梯度 （分别 依次 是 0.10、 0.20、 0.30、 0.40、 0.50、 0.60、0.70、 0.80、 0.90、 1.00、 1.10、 1.20、 1.30、 1.40、 1.50mg/L）和一个空白对照组，每组设 两个 平行组。实验在
18、55cm 40cm 30cm 的 白色塑料箱（实际放水 20L） 中进行，每箱放入 10 尾实验用虾。实验过程中静水不充气，不投喂饵料，每天换水，测量水温和 PH 并保持恒定。实验过程中连续观察，特别是刚放入时间段，记录虾的刚入水症状和死亡时中毒症状并拍照 ， 以静置容器底部且用玻璃棒多次碰触无反应作为死亡判断标准， 记录每只虾死亡时间并将其去除。实验进行 96h，用直线内插法计算锌离子的 24、 48、 72、 96h 的半致死浓度 ，并按照 SC 0.196h LC5012估算出其安全浓度 。 2.2.2 耗氧率的测定 根据急性毒性实验结果 ，以估算出来的安全浓度为中点设置浓度梯度 ，设定
19、六个不同浓度（ 0.010、 0.028、 0.046、 0.064、 0.082、 0.100mg/L）和一个空白组，每组设三个平行对照组。 耗氧率测定仪为仿照黄玉瑶 13装置 自行改进，包括 55cm 40cm 30cm 的 白色塑料箱为高位水源， 250ml 广口瓶作为流水呼吸室， 2000ml 锥形瓶为水样收集室，以及连接用的导管。在呼吸室 放入两尾健康活泼的 实验用虾 并用橡皮塞密封 ，在 橡皮塞打两 洞插入两 导 管，一段连接高位水源，一段连接 收集室 ， 呼吸室和收集室均 放 置 液体石蜡密封 作为绝氧层 。实验开始前将实验用虾放入上述各种浓度暂养 24h，提前两小时将实验用虾放
20、入呼吸室，排尽空气调好流速，使虾在呼吸室流水适应。 实验开始时间均为 22:00。 实验 期间调节水流速， 每 2h 测量一次进水 时 的溶解氧 DO1、出水时的溶解氧 DO2 和单位时间的流水量 V，连续测量 24h。试验结束后取出呼吸室中实验用虾，用吸水纸擦拭干净 虾体表水分并逐一 称量 每组实验虾 体重5 W，并用以下公式计算 日本沼虾在锌离子胁迫下各时段的 耗氧 率 。 呼吸耗氧率 mg/(g h)=( DO1-DO2) V/W 式中： DO1、 DO2 指进水口、出水口溶氧量（ mg/L） ， V 指单位时间流量（ L/h）， W 指同一呼吸室中所有实验对象体重之和（ g）。 22.
21、2 窒息点的测定 实验设置浓度同上，每组设三个平行对照组 。 试验在 1000ml 锥形瓶 （实际放溶液 800ml）中进行，放置 4 尾健康无残缺附肢的实验用虾，用 1cm 液体石蜡封闭液面 ，防止外界氧气进入其内 。 每次实验都在每天中相同时间开始进行。试验期间观察虾的活动现象， 分别记录第一、二、四尾虾死亡时间，测量记 录第二尾虾死亡时水的溶解氧并视为窒息点，比较虾在不同锌离子浓度下死亡时间和窒息点情况。 3 结果及分析 3.1 日本沼虾 中毒死亡症状 在不同锌浓度下，日本沼虾表现出不同的中毒症状。低浓度的虾的活动情况和空白对照组基本相似，大多数静伏在实验容器底部，少数的则自由缓慢移动；
22、在较高浓度组放入虾开始阶段虾四处游动，显得急躁不安。低浓度在开始 48h 内活动变化不大，极个别出现死亡；而高浓度随着试验时间延长，虾游速减缓，对外界反应也比较迟钝，一些中毒的虾俯卧或侧卧在容器底部，附肢剧烈摆动，上下翻腾。临死 前腹部为弓形，个体发白，特别是鳃部明显 图 1.日本沼虾在不同时段鳃组织受损情况 Figure 1.The damaged of gill tissues at different time of Macrobrachium nipponense 变白。 由图 1 可见，在前 24h 内濒死实验虾鳃组织下半部分明显变白 (图 1.a)，在 48h 内濒死实验虾鳃组织也
23、变白，但程度不如前者 (图 1.b)，而对照组实验个体在试验期间均为发现鳃组织出现变白症状 (图 1.c)。这表明锌对日本沼虾鳃组织具有浸蚀作 用，且随着时间的延长和浓度的增大有明显增强的趋势，因此可知锌离子对日本沼虾致死情况与其呼吸代谢有密切关系。 3.2 锌 离子 对日本沼虾急性毒性效应 表 1.锌离子对日本沼虾急性毒性实验结果 Table1. The acute toxicity test of Zn2+ to Mac robrac hium nipponense 6 锌离子浓度 ( mg/L) 不同实验时间下日本沼虾平均死亡率（ %） 24h 48h 72h 96h 0.0 0.1 0
24、.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 10 15 25 35 55 0 0 0 0 15 24 35 35 41 60 67 72 78 82 100 100 0 0 0 0 15 35 53 60 59 65 72 83 100 100 100 100 0 7 13 30 40 50 65 70 82 85 89 94 100 100 100 100 由表 1 可知，在前 24h，浓度 1.0mg/L 以下没有死亡现象， 1.0mg/L 以上有部 分死亡。在 24 48h 期
25、间， 日本沼虾死亡现象明显增强，且浓度高于 1.4mg/L 实验用虾全部死完 。 在48h 72h 期间，浓度超过 1.2mg/L 实验用虾全部死亡。 在 72h 96h 期间，日本沼虾死亡现象 表 2. 锌离子对日本沼虾的急性致毒特征 Table2.The feature of acute toxicity on Zn2+ to Mac robrac hium nipponense 时间 (h) 回归方程 R2 df F Sig LC50(95%置信区间 )( mg/L) 24 y=3.189x+0.240 0.984 6 148.164 0.001 1.493(1.427-1.559) 4
26、8 y=2.667x+2.748 0.964 11 130.481 0.000 0.844 (0.794-0.894) 72 y=2.611x+3.320 0.934 9 54.761 0.000 0.643(0.534-0.752) 96 y=3.278x+3.479 0.992 10 546.120 0.000 0.464(0.416-0.512) 较前两天较少。 根据表 1 结果，借助 SPSS 17.0 软件建立不同时段 的死亡概率单位（ y) 质量浓度 （ x) 直线回归方程表 2 并计算出 24,48,72,96h 的半致死浓 12 依次为1.493,0.844,0.643,0.4
27、64mg/L，并按照 SC 0.196h LC5012估算出安全浓度为 0.046mg/L。 随着实验浓度的增加和试验时间的延长，锌对日本沼虾 死亡率曾上升趋势，并且随着时间延长，死亡率明显增大，这表明锌离子对日本沼虾毒性具有明显的时间 剂量效应。 3.3 锌离子对日本沼虾 耗氧 率影响 图 2.在 24h 不同时间段不同锌离子质量浓度下日本沼虾 的 耗氧率 Figure2. The oxygen consumption rate of Mac robrachium nipponense in the 24 h different period in different concentrations of Zn2+ 7 以 6： 00 到 18:00 和 18:00 至次日 6： 00 划分为昼、夜区间耗氧率统计时段，耗氧率以及窒息点各实验组显著性检验采用 LSD 多重比较法（ P0.05 为显著水平， P0.01 为极显著水
