指示东山湾底栖环境有机污染的双壳类生物标志物筛选及应用
东山湾位于福建省东南部，是我国闽南沿海最大的海湾。随着海湾开发利用程度的加深，进入海湾的污染物越来越多。在引发环境问题的众多污染物中，有毒有机污染物由于具有持久性、疏水性、易在海域沉积物中累积并对底栖生物产生毒害作用等特点而受到较多关注。利用传统化学分析方法能测定得到东山湾底栖环境介质中各种有机污染物的含量分布，但监测结果难以反映该海域有机污染物的综合环境效应。因此，寻求一种快速、准确的有机污染评价方法以评价东山湾海域底栖环境受到的综合有机污染压力十分重要。 分子生物标志物能够直接反映外来污染物与细胞靶分子的相互作用及其后果，具有较高的灵敏性，适于作为环境污染的早期预警。而综合生物标志物响应指数（IBR）能够将一系列生物标志物对污染物的同步响应，整合为直观的、易为公众理解的环境信息，因而在海洋环境质量评价中得到广泛应用。 本研究以东山湾优势底栖生物波纹巴非蛤（Paphia undulata）为研究对象，采用 IBR指数方法对东山湾海域底栖环境进行有机污染压力评价。在东山湾养殖区设置10个采样站位，对各站位沉积物以及波纹巴非蛤软组织中的3种代表性有机污染物——多氯联苯（PCBs）、石油烃（TPHs）和壬基酚（NP）进行监测；同时测定各站位波纹巴非蛤2种组织（鳃和内脏）中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽转硫酶（GST）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、还原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）、谷胱甘肽还原酶（GR）、乙酰胆碱酯酶（AChE）、7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶（EROD）和硫代巴比妥酸反应物（TBARS）等10种生物标志物的活性或含量。用相关性分析和判别分析方法筛选得到对沉积物或生物体中污染物响应较为灵敏的生物标志物，组成评价指标体系并应用于IBR指数计算和东山湾底栖环境有机污染的评价。主要研究结果如下： （1）东山湾海域沉积物中PCBs、TPHs和NP含量分别为0.117~0.810μg·kg-1、3.70~11.66mg·kg-1和14.01~25.74μg·kg-1。与其他海域相比，东山湾沉积物中PCBs和TPHs含量较低，NP含量处于中等偏低水平。波纹巴非蛤软组织中PCBs、TPHs和NP含量分别为0.286~3.351μg·kg-1、61.85~101.31mg·kg-1和41.45~62.02μg·kg-1。与其他海域双壳贝类体内有机污染物含量相比，东山湾海域波纹巴非蛤软组织中PCBs和NP含量总体处于较低水平，但TPHs含量偏高。 （2）波纹巴非蛤鳃和内脏中生物标志物具有明显的组织差异性：CAT、SOD、AChE、GSH、GSSG、GR和TBARS在鳃中有较高水平；GST在内脏中的活性显著高于鳃中的活性；而GPx和EROD在两组织中差别不大。环境压力差异导致各站位生物标志物的响应程度有所不同，即具有明显的空间差异。 （3）东山湾波纹巴非蛤体内不同生物标志物对有机污染物表现出不同的响应趋势：生物体内PCBs刺激SOD、CAT等氧化应激生物标志物的表达，鳃中生物标志物对 PCBs响应较为灵敏；TPHs长期暴露对氧化应激生物标志物形成抑制作用，且对内脏中生物标志物影响较大；PCBs、TPHs暴露刺激了生物组织中EROD的表达；而TPHs抑制了波纹巴非蛤内脏中AChE的活性。根据Pearson相关性分析和判别分析，筛选得到2套生物标志物组合（第一套：鳃的GR以及内脏的SOD、GSH、GST、GSSG和EROD；第二套：鳃的CAT、GPx、AChE、EROD以及内脏的GSH、EROD），分别作为东山湾底栖环境有机污染水平和双壳类动物受到的有机污染压力的评价指标体系。 （4）根据筛选的2套指标体系分别计算各站位的IBR值。结果表明，东山湾海域底栖环境有机污染水平由高到低排序为DS3（2.30）>DS1（1.92）>DS2（1.85）>YX2（1.17）>YX1（0.87）>DS4（0.77）>YX3（0.75）>YX6（0.27）>YX5（0.14）>YX4（0.02），其中临近东山港区的DS1、DS2、DS3站位有机污染最严重，TPHs是主要影响因素；各站位波纹巴非蛤受到的有机污染压力由高到低排序为YX4（2.90）>YX6（1.94）>DS2（1.11）>YX5（0.97）>DS1（0.96）>DS3（0.86）>YX3（0.57）>DS4（0.44）>YX1（0.34）>YX2（0.21），PCBs和NP对波纹巴非蛤产生的污染压力较大。
有机污染物;双壳类生物;标志物筛选;海湾开发
中国海洋大学
硕士
环境科学
孟范平
2013
中文
X174
88
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）