1、 毕业论文 文献综述 生物 工程 重金属离子 Cd2+对双壳贝类的行为研究进展 摘要：近年来，重金属污染特别严重，尤其是双壳贝类。若人类食用了这些含重金属超标的生物也会造成不同程度的中毒现象，甚至影响人体器官的正常功能。但是目前，对于近岸经济贝类对重金属污染的生物作用过程，缺乏富集方面的研究，致使对其动力学特性缺乏系统的认识。因此本文综述了重金属离子 Cd2+的毒性效应、富集作用和检测方法，来做进一步的研究和探讨，对今后重金属污染监测和防治工作具有一定的理论价值。 关键词：双壳贝类；重金属； Cd2+；毒性；富集；检测 双壳纲又称瓣鳃纲、斧足纲，是软体动物门各纲中种类较多和经济价值最大的一个纲
2、。本纲动物的特点是在身体的左右两侧各有贝壳一枚，故称双壳类。双壳贝类属滤食性生物，对一些重金属离子有高度的富集作用，由于自身用于代谢的混合氧化系统存在缺陷，因而体内污染物的释放与鱼类和甲壳类动物相比就慢得多，导致体内保持较高的富集程度。 但近年来，城市发展迅速，尤其是工业化生产，生产过程中都会产生含有大量重金属的工业废弃物，这些工业废弃物暴露在海洋等自然生态系统中，使得重金属通过海洋生物尤其是贝类的富集、食物链的传递，会在人体内积累 ，导致人们中毒。其中重金属大概有 45种，如 Cu、 Pb、 Zn、 Cd、 Cr、 Fe、 Mn、 Hg等 。 有些重金属是人体必须的活性微量元素，如 Cu、
3、Zn、 Fe等 ； 而有些重金属并非人体所必须，而且对人体还有毒害，如 Pb、 Cd、 Cr 等。且重金属多为非降解型有毒物质，人体 摄入积累后 都会产生毒害作用。如黄秋婵等研究 Cd 对人体健康的危害效应及其机理，阐述了 Cd 对肺、骨、肾、心血管、免疫系统、遗传、肝脏、生殖系统的毒害及其毒性作用机制 1。刘文等人研究微量 Cr对人体的危害，结果显示 Cr会引起人体鼻粘膜损害乃至穿孔 2。 环境污 染物在生物体内的富集程度是反映污染物生物可利用性和评价污染物来源及污染程度的重要指标之一，因此选择适应力强、分布广泛、对多种污染物具有较强的富集能力的生物指标种越来越受到政府的重视。双壳贝类软体动
4、物是比较理想的污染指标种，在环境科学领域研究中得到广泛的应用。 1.重金属 Cd2+对双壳贝类毒性效应研究进展 重金属 Cd2+对生物体具有较强的毒性，微小浓度都有可能引起蛋白质变性，导致生物体发生突变，甚至死亡。不同重金属，毒性有所不同，对生物体的半致死浓度也有所不同，中毒症状也有所差别。目前，国内外已经有很多有关重 金属 Cd2+对生物体毒性试验方面的研究。例如孙振兴 3等研究两种水温条件下 Cd2+对菲律宾蛤仔的急性毒性，结果表明在 12 0.5水温下， Cd2+对菲律宾蛤仔 24 h、 48 h、 72 h、 96 h的 LC50(半致死浓度 )分别为 95.05mg/L、 46.87
5、mg/L、 32.65mg/L 和 11.31mg/L；在 17 0.5水温下，Cd2+对菲律宾蛤仔 24 h、 48 h、 72 h、 96h的 LC50分别为 70.08 mg/L、 35.28 mg/L、 22.36 mg/L和 14.38 mg/L； 水温 12和 17时 ， Cd2+对菲律宾蛤仔的 96 h最大容许质量浓度分别为 0.113 mg/L和 0.144 mg/L； Cd2+对菲律宾蛤仔属于高度毒性物质，并且随着水温的升高， Cd2+的毒性作用增强 。 谢湘筠 4等研究在水温 28.430.4 的条件下，重金属 Cd对方斑东风螺幼体的急性毒性影响。试验结果表明 Cd对方斑东
6、风螺幼体 48h、 72h、 96h的 LC50分别为 2.960 mg L、 0.612 mg L、 0.198mg L，估算得到 Cd对方斑东风螺幼体的安全浓度为 0.020mg L。 张传永 5等研究 Cd2+对中国蛤蜊的急性毒 性，结果表明Cd2+对中国蛤蜊 24h、 48h、 72h、 96h的 LC50分别为 12.48 mg/L、 7.06 mg/L、 5.52 mg/L、4.22mg/L； Cd2+对中国蛤蜊的安全质量浓度为 0.04mg/L。 李纯厚 6等研究香港维多利亚港疏浚淤泥对海洋底栖动物的毒性积累效应，结果表明底栖贝类结蚶和缢蛏暴露在试验淤泥中 240h、 480h后
7、，随暴露时间延长，累积率增大 ； 暴露 240h后， 结蚶对 Cd的累积率为 20，低于 Hg、油类和 Zn累积率，表明结蚶对 Zn、 Hg和油类累积效应明显。 重金属 Cd2+对不同生物体的 毒性试验是为了了解不同生物体对重金属 Cd2+耐受力的最好的途径以及对研究重金属 Cd2+对生物体的毒性机理也很有帮助。 2.双壳贝类对重金属 Cd2+的富集效应研究进展 在检测海洋生物体中重金属含量时，人们发现 海洋生物体尤其是双壳贝类中的重金属含量比其他天然食品中的重金属含量高的多，这就可能说明海洋生物体对重金属有很强的富集效应 。 国内外通过大量实验得到证明：如王晓丽 7等研究牡蛎对 Cd 等 4
8、 种重金属 的生物富集动力学特性，提出重金属吸收速率常数 K1 及生物富集因子（ BCF）均随着外部水体浓度的增大而减小，而平衡状态 下生物体内金属含量 CAmax 随着外部水体浓度的增大而增大，且成显著正相关 。 郭远明 8等研究海洋贝类对水体重金属的富集能力，结果表明水体中重金属浓度越高，贝类体内富集的重金属含量也越高，两者之间具有一定的正相关，但是 4种贝类在 Cd2+(0.00260.0051)mg L时，贝类体内重金属含量比低浓度水体中没有增加或者降低；贝类在添加重金属的水体中，时间越长，体内富集的重金属含量越高，但是对 Cd2+的富集在 (3-5)d左右时，体内的重金属含量比之前反
9、而有所降低。上述两种情况可能是由于水体重金属浓度升高使得贝 类生理上产生对重金属的吸附产生抑制作用，甚至可能使释放过程加速，导致体内重金属含量明显偏低，但随着浓度的进一步升高和时问进一步延长，贝类逐渐适应生存环境，吸附和释放过程又恢复正常 。 刘琴 9等研究重金属 Cd在泥蚶中的行为 ， 结果表明泥蚶体内 Cd残留量与水体中 Cd浓度水中暴露时间呈正比；暴露 15d、水中浓度 16ug L时 ，泥蚶体内 Cd残留量是天然残留的一倍 ； 将富集了重金属的泥蚶放养在清洁海水中时， 其 体内 Cd 降解迹象不明显，说明泥蚶对 Cd的富集是不可逆的 。 陈海刚 10等研究 3种常见海洋贝类对重金属 C
10、d 的积累与释 放特征比较，结果表明单一浓度的 Cd(0.10mg/L)重金属混合液暴露15d 后测得 Cd 在近江牡蛎体内的蓄积量最大，整个积累阶段蓄积量的平均值为 7.66 mg/kg湿重，在排放阶段， Cd在 3种贝类体内的含量始终未发现有明显改变；通过比较还发现，随暴露时间延长重金属在 3种生物体内积累量的增加趋势具有很好的一致性，并且近江牡蛎对 Cd的富集作用最为明显，积累阶段其平均生物富集系数 (BCF)(为 76.5)远高于菲律宾蛤仔（为 19.5）和翡翠贻贝（为 15.2） 。 王小雨 11研究中国胶州湾沉积物和菲律宾蛤仔内重金属，结 果显示蛤仔软组织中重金属 Cd 干重含量变
11、化为0.753.31g/g；表明菲律宾蛤仔对 Cd 的富集能力受地区环境变化的差异，没有明显的规律性，受重金属污染严重。 3. 重金属 Cd2+的检测方法研究进展 随着国内外的发展，重金属 离子 Cd2+的检测方法很多，有火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、低温原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱 /质谱法、分光光度法、原子荧光光谱法法、化学发光法、示波极谱法、离子选择电极法和中子活化分析法等 12。大量研究通过实验得出方法的检出限、加标回收率、相对标准偏差等性能指标，以此表明所用检测方法的稳定性、灵敏度、准确度和精密度等。 国内外对重金属的毒性、重金属在生物体内的富集和检测方法
12、、以及它沿各种途径造成对人体的危害等等各方面都非常关注，有关这些方面的研究和报道很多，但这仅仅是个开始，随着经济的快速发展，环境污染同趋严重，重金属离子对生物体行为研究和危害作用机制必须进行更进一步的探讨和研究，积累数据，以求得到一个妥善的解决办法。 参考文献： 1 黄秋婵 ,韦友欢 ,黎晓峰 .镉对人体健康的危害效应及其机理研究进展 .安徽农业科学 ,2007,35(9)： 2528-2531. 2 刘文，王少波，李世英，微量铬对人体的危害，东省文登市卫生防疫站， 20010401：31-32. 3 孙振兴，孙鹏，两种水温条件下镉对菲律宾蛤仔的急性毒性，海洋通报， 201006：316-31
13、9. 4 谢湘筠 ,林勇斌，柯才焕，重金属铅、镉对方斑东风螺幼体的急性毒性试验，漳州师范学院学报（自然科学版）， 2007， 20(4)： 93-96. 5 张传永，孙振兴 , Cd2+对中国蛤蜊的急性毒性及 SOD活性的影响，安徽农业科学，2010， 38(1)： 193-195. 6 李纯厚，林燕棠，彭炬， 杨美兰，全桂英，张勤奋，香港维多利亚港疏浚淤泥对海洋底栖动物的毒性累积效应，中国环境科学， 1999， 19(5)： 1-6. 7 王晓丽，孙耀，张少娜，王修林，牡蛎对重金属生物富集动力学特性研究，生态学报， 2004， 24(5)： 1086-1090. 8 郭远明，海洋贝类对水体中
14、重金属的富集能力研究，中国海洋大学， 20080601： 1-51. 9 刘琴，重金属 Pb、 Cd和 Cr在泥蚶中的行为研究，中国海洋大学， 20080601： 1-48. 10 陈海刚，林钦，蔡文贵，马胜伟，王许诺，贾晓平， 3 种常见 海洋贝类对重金属Hg Pb和 Cd的积累与释放特征比较，农业环境科学学报， 200805： 1163-1167. 11 XiaoyuWang Yi Zhou Hongsheng Yang QingWang Shilin Liu, Investigation of heavy metals in sediments and Manilaclams Ruditapes philippinarum from Jiaozhou Bay, China, Environ Monit Assess (2010) 170： 631643. 12 徐慧，吴晓萍，杨捷，梁鹏，食品中镉的检测方法研究进展，中国食物与营养， 201004：61-63.
