长江上游几种鱼类重金属含量及饲料铅对中华倒刺鲃的生理生态学影响

摘要

本研究分为2个部分:野外调查研究(实验1)和实验室处理研究(实验2)。实验1:于2010年7-10月和2011年4月在长江干流朱杨江段采集9种鱼样本,其中鲤鱼(Cyprinuscarpio)、鲇(Siurulusasotus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrusvachelli)、鲫鱼(Cyprinusauratus)、大眼鳜(Sinipercakneri)、圆筒吻鮈(Rhinogobiocylindricus)和中华倒刺鲃(Spinibarbussinensis)等7种鱼的3龄样本3-8尾,铜鱼(Coreiusheterodon)1-4龄样本32尾,圆口铜鱼(Coreiusguichenoti)1-3龄样本38尾;检测各个样本体内Pb、Cd和cr的含量以及分析不同年龄组铜鱼和圆口铜鱼体内Pb、Cd和Cr含量的差异。实验2以中华倒刺鲃为实验对象,配制了0、2500和5000μgPb/g3组含Pb饲料。开展2个系列的实验进行观测,(1)浓度暴露实验:采用含不同浓度Pb(0、2500、5000μgPb/g)的饲料分别喂养8周;(2)时间暴露实验:采用含Pb为5000μgPb/g的饲料和对照组饲料分别喂养16周,并在第2、4、8和16周时取样。实验结束后测定中华倒刺鲃的生长状态参数,肝胰脏、肠和鳃组织中MDA含量、GST活性、T-AOC活性以及Pb在中华倒刺鲃肝胰脏、肠、鳃和空壳中的累积含量。
　　 实验1取得的主要结果如下:
　　 朱杨江段9种鱼3龄组鱼体内Pb的平均含量为1.885-2.731μg/g,Cd的平均含量为0.107-0.236μg/g,Cr的平均含量为0.514-0.918μg/g。8种鱼类体内所含的Pb和Cd均超过我国食品安全标准,而Cr的含量均未超标。分别对铜鱼和圆口铜鱼不同年龄组间的Pb、CA和Cr含量的进行了比较。Pb在铜鱼3龄组体内的含量与2龄组差异不显著,但显著高于1龄组(p＜0.05);2龄组和1龄组之间差异不显著。Pb在圆口铜鱼3龄组的含量显著高于2龄和1龄组(p＜0.05),但2龄和1龄组之间差异不显著。Cd和Cr在两种鱼各自不同年龄组间差异均不显著。回归分析显示,Pb在铜鱼和圆口铜鱼体内的含量与体长或体重均存在着的显著正相关关系(p＜0.01),Cd的含量与体长或体重之间仅在圆口铜鱼中存在显著正相关关系(p＜0.05);而在这两种鱼中Cr的含量与体长或体重之间的相关性均不显著。
　　 实验2取得的主要研究结果:
　　 由饲料Pb浓度暴露实验观测到:
　　 1.中华倒刺鲃肝胰脏指数和肥满度在各处理浓度之间差异不显著。5000μgPb/g处理组的终末体重与对照组差异显著(p＜0.05),但与2500μgPb/g处理组之间差异不显著;2500μgPb/g处理组的终末体重与对照之间差异不显著。饲料效率和特定体重生长率均随着饲料中Pb浓度的升高呈下降的趋势,5000μgPb/g饲料效率显著低于2500μgPb/g组与对照组(p＜0.05),2500μgPb/g显著低于对照组;5000μgPb/g组特定体重生长率与2500μgPb/g组差异不显著,但均显著低于对照组(p＜0.05)。
　　 2.随着饲料中Pb浓度的升高,中华倒刺啬巴肝胰脏、肠、肌肉和空壳中Pb的累积量显著升高,5000μgPb/g组中华倒刺鱼巴肝胰脏、肠、肌肉和空壳中的Pb含量显著高于2500μgPb/g组和对照组(p＜0.05),2500μgPb/g组显著高于对照组(p＜0.05)。中华倒刺鲃组织中Pb的累积含量依次为:肠＞肝胰脏＞肌肉。
　　 3.随着饲料中Pb浓度的增加,中华倒刺鱼巴肝胰脏、肠和鳃组织中丙二醛(MDA)的含量均呈现出上升的趋势,其中5000μgPb/g组的肠组织MDA含量与对照组差异显著(p＜0.05),其它各个组织中与对照组均差异不显著。肝胰脏和肠中谷胱甘肽-S-转移酶(GST)随饲料中Pb浓度增加而降低,在5000μgPb/g组肝胰脏和肠中GST活性与对照组的差异达到显著(p＜0.05),而鳃中GST活性随饲料中Pb浓度增加而升高,5000μgPb/g与2500μgPb/g以及对照组之间差异显著(p＜0.05)。肠中总抗氧化能力(T-AOC)随饲料Pb浓度增加而降低,5000μgPb/g组与2500μgPb/g以及对照组之间差异显著(p＜0.05),肝胰脏和鳃组织中T-AOC随浓度变化不显著。
　　 由饲料Pb时间暴露实验观测到:4.中华倒刺鱼巴肝胰脏指数(HIS)、肥满度(K)在各个取样时间上差异不显著;终末体重只在第8周和16周时与对照组差异显著(p＜0.05),其它各时间取样点与对照组之间均差异不显著;饲料效率在各取样时间点上与对照组均差异显著;随着处理时间的延长,5000μgPb/g组饲料效率显著下降,第8周与第16周差异不显著,其它各取样时间点之间均差异显著。特定体重生长率随处理时间的延长而下降,在各取样时间点上5000μgPb/g组与对照组均差异显著。
　　 5.在各取样时间上,5000μgPb/g组与对照组中华倒刺鳃各组织中Pb含量均显著高于对照组;随着处理时间的延长,中华倒刺缶巴肝胰脏、肠、肌肉和空壳中的Pb含量显著增加,第16周时显著高于第8周。
　　 6.肠组织中MDA含量在各取样时间点均显著高于对照组;肝胰脏组织中MDA含量只在第2周时显著高于对照组;鳃组织中MDA含量只第2和4周时显著高于对照组,其它时间上与对照组差异不显著。随着饲料Pb暴露时间的延长,中华倒刺啬巴体内肝胰脏、肠和鳃中MDA和GST的含量以及肠组织中T-AOC均表现在第2周升高随后各个取样时间下降的趋势,肝胰脏组织中T-AOC肝和鳃组织中T-AOC随暴露时间变化差异不显著。
　　 通过讨论得出以下结论:
　　 1.长江朱杨江段该9种鱼体内均受到了重金属Pb和Cd的污染;Pb在铜鱼和圆口铜鱼体内的含量表现出了随年龄增长而增加的的生物累积作用,Cd仅在圆口铜鱼中表现出了与年龄相关的生物累积作用。
　　 2.长期摄食含Pb饲料会降低中华倒刺囟巴的特定体重生长率以及饲料效率,从而抑制了中华倒刺鲃的生长。
　　 3.与其它鱼类相比,中华倒刺鲃对饲料中铅的累积率较低,表明该种鱼对饲料中Pb具有较强的耐受性。
　　 4.饲料Pb处理对肠道产生了较严重的影响,肠道中MDA、T-AOC等指标均反映出肠受到了更严重的损害,这提示肠是饲料Pb毒性效应的重要器官。