三峡库区食物网重金属的生物富集及其营养动力学研究

发布时间：2018-07-13 13:17

【摘要】：三峡水库位于长江中上游的干流,是世界上最大的水电型水库,也是我国淡水资源的重要储蓄库,对我国的防洪、灌溉、供电等具有重要意义。三峡大坝的建立使库区水文条件发生了显著的改变:水流变慢,水体滞留时间延长,水库泥沙淤积,水体自净能力减弱等,一系列水文状况的改变引起了严重的生态环境问题。重金属作为一类难降解的持久性有毒污染物,可通过摄食途径进入生物体并产生生物富集和生物放大,对水生生态安全和居民水产品食用安全构成潜在威胁。三峡库区土壤中重金属的背景值较高,同时由于其特殊的地理形势,人为活动的加剧以及库区周边城市工业的迅速发展,库区面临重金属生态风险。因此,有必要研究三峡库区在蓄水前后重金属浓度的变化及水产品的安全等问题。本研究首次报道了重金属(汞、镉、铅、铜、铁和锌)在三峡库区食物网中从初级食物源到高营养级捕食者的营养转移。运用碳、氮稳定同位素技术构建库区典型水域的食物网结构;初步分析了初级食物源和不同营养级水生生物的重金属浓度及其与蓄水前的比较;结合库区的环境因子,探讨重金属浓度与生物及非生物因子之间的关系;结合库区上、中、下游的水文状况及水位周期性变化的情势,分析水生生物组织中的重金属含量的时空差异特征;根据各食物源及水生生物组织中的碳、氮稳定同位素水平,分析各种重金属是否沿着水生生物食物链产生生物放大,并探讨与其有关的环境因子的影响,本研究成果如下:1、运用稳定同位素技术分析了库区食物网的时空变化特征,结果表明:δ13C值的变化范围为-27.55‰~-20.57‰,颗粒悬浮物中的δ13C值最高,圆田螺具有最低δ13C值。整体上,生物样品的δ13C值在三个采样位置间差异不显著,但是中上游地区δ13C值的分布范围更广,食物源中的碳源也更多样化;δ13C在不同的蓄水时期存在显著性差异,枯水期的δ13C值高于丰水期。δ15N值的分布范围为6.22‰~13.9‰,草食性的草鱼为最低值,而肉食性的鳜具最高值。整体上,三个采样位置的δ15N存在显著性差异,中上游地区高于下游地区;不同水位时期的δ15N值无显著性差异。2、2011~2012年对库区水体、颗粒悬浮物、无脊椎动物及鱼类中的重金属进行了系统调查,结果表明六种重金属浓度的最大值均没有超过国家规定的水产品食用安全标准,六种重金属的浓度依次为(ng g-1ww):Fe(659.35~9330.62)Zn(421.04~6448.3)Cu(25.86~3568)Hg(17.76~116.97)Pb(20.29~92.57Cd(3.2~45.77)。Hg和Zn浓度相对蓄水前稍高,其他几种重金属浓度则低于蓄水前的水平;与国外的水库相比,三峡库区重金属的浓度整体上偏低。3、三个采样区域和四个采样季节同时采集到的鱼类有20种,基本涵盖了三峡库区不同食性和栖息水层的鱼类。鲤鱼的Cd和Zn浓度与体长、体重显著性相关,铜鱼中Fe的浓度与体长、体重显著性相关,翘嘴湆和鲇中Hg的浓度与体长、体重显著性相关。就食性而言,非必需重金属(Hg、Cd、Pb)的浓度与食性显著性相关,整体上表现为肉食性杂食性滤食性草食性;必需重金属(Cu、Fe、Zn)浓度在不同食性之间无显著性差异。在六种重金属中,只有Fe和Zn的浓度与栖息水层之间显著性相关,底栖生活鱼类的重金属浓度高于中上层鱼类。4、三峡库区上、中、下游区域的水文状况不同,水位也存在季节性消涨规律,因此库区的重金属浓度可能存在一定的时空变化特征。鱼类Hg和Cd浓度存在明显的空间变化,整体上三个地区重金属浓度的变化趋势为涪陵万州秭归。同时库区水体和颗粒悬浮物(POM)中重金属浓度的空间变化趋势与鱼类重金属的空间变化趋势具有一致性。鱼类Hg、Cd、Cu和Zn浓度在四个采样季节间存在显著性差异,重金属的时间变化趋势为2011年11月2012年5月2011年7月2012年8月,即重金属浓度的最大值出现在水位最高时,最小值出现在水位最低时。5、三峡库区20种水生生物中重金属浓度与δ15N值的回归分析结果显示,非必需重金属(Hg、Cd和Pb)的浓度随着营养级的升高而增加,表明了生物放大特征;必需重金属(Cu、Fe和Zn)的浓度随着营养级的升高而降低,表明了生物稀释特征。本研究中只有Zn和Hg浓度与δ15N值之间表现出显著的相关性,但是本研究中Hg的生物放大效率(0.046~0.066)低于欧美等地水库的报道。
[Abstract]:In this paper , it is necessary to study the relationship between heavy metal concentration and biological and non - biological factors in the three gorges reservoir area . The results show that the variation range of heavy metals is - 27.55 鈥，

本文编号：2119502