南海流花原油和0~#柴油对3种水产经济种类的毒性效应研究

发布时间：2018-10-12 07:27

【摘要】：南海北部近岸逐步形成我国重要的经济发达城市群,经济发展带来的环境污染问题较为严重,近年来石油烃污染已成为南海近岸海域严重的污染问题之一。本研究分别从南海北部石油烃污染时空分布特征与质量评价以及不同石油烃对翡翠贻贝(Perna viridis)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)和凡纳宾对虾(Litopenaeus vannamei)的影响等方面研究了南海LH(流花)原油和0#柴油对水产经济生物种类的毒性效应。通过研究比较了南海LH原油和0#柴油对3种水产经济种类的半致死浓度和安全阈值,研究了南海LH原油和0#柴油对菲律宾蛤仔富集系数和生物半衰期,分析了不同石油烃胁迫下生物体EROD、AHH和SOD的变化规律以及菲律宾蛤仔血淋巴细胞DNA的损伤效应。综合上述生态毒性指标较系统分析了石油烃对南海重要增养殖生物的污染特征、毒性效应以及了解其致毒机理,为我国生态渔业保护和环境监测提供了理论依据和数据基础。(1)依托“南海贻贝观察项目”于2006-2014年在南海北部沿岸23个监测点采集牡蛎,用荧光分光光度计测定其总石油烃含量,根据《海洋生物质量标准》的单因子污染指数标准评价了牡蛎体的总石油烃污染状况。结果为,南海北部海域牡蛎体总石油烃含量范围为0.02-26.50 mg.kg-1,平均值为(8.30±4.66 mg.kg-1)。其中广东沿岸海域牡蛎体总石油烃含量平均值为(8.36±4.81mg.kg-1),广西沿岸海域的为(7.86±4.58mg.kg-1),海南沿岸海域的为(7.36±4.46mg.kg-1)。在南海北部海域,广东沿岸海域牡蛎体总石油烃含量最高,广西次之,海南最低。在各个监测站点中,唐家湾石油烃含量最高为(22.69±19.64 mg.kg-1),其次为碣石湾(16.56±15.32 mg.kg-1),榆林港的石油烃含量最低为(6.00±3.63 mg.kg-1)。根据一类标准,广东海域超出一类标准为20.13%;广西海域污超出一类标准为11.11%,海南海域超出一类标准为8.33%;表明广东海域石油烃污染最大,其次为广西海域,最后为海南海域。各个监测年份中2013年牡蛎体内石油烃含量最高为(10.33±4.76 mg.kg-1),其次为2010年(9.85±6.87 mg.kg-1),含量最低在2012年为(4.92±4.25 mg.kg-1)。根据一类标准,2006-2014年牡蛎体总石油烃污染指数平均值范围为0.33~0.69,除2006年、2011年和2012年符合海域一类标准外,其余年份均超出一类标准。(2)急性毒性实验采用半静水法,研究南海LH原油和0#柴油对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、翡翠贻贝(Perna viridis)与菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)急性毒性试验。结果表明,南海LH原油乳化液、0#柴油乳化液和0#柴油分散剂对凡纳滨对虾的96h LC50分别为3.25、3.17和2.40 mg.L-1,其对应的安全浓度分别为0.33、0.32和0.24 mg.L-1;南海LH原油乳化液和0#柴油乳化液对菲律宾蛤仔的96h LC50分别为15.93 mg.L-1和8.74 mg.L-1,对应安全阈值分别为1.59和0.87 mg.L-1;0#柴油乳化液对翡翠贻贝的96h LC50为28.90 mg.L-1,安全浓度为2.89mg.L-1。(3)生物积累与释放实验分别设置南海LH原油浓度为0.25、0.5、1 mg/L及0#柴油浓度为0.25、0.5、1 mg/L。结果表明:菲律宾蛤仔对南海LH原油和0#柴油均有较强的生物蓄积能力。暴露15d后,肌肉组织内石油烃积累量低于内脏团组织,南海LH原油组和0#柴油组的肌肉组织的最高积累量分别为737.17和1204.24mg/kg,内脏团的对应的最高积累量分别为977.67和3184.38 mg/kg。两种生物富集系数(BCF)随水体中石油浓度的增大而减小,0#柴油组富集系数大于南海LH原油组的。其中0#柴油组的肌肉组织的生物富集系数,按高、中、低浓度组对应为,3404.30、4126.90和5713.00。而内脏团组织的生物富集系数,按高、中、低浓度组对应的为,5575.80、7269.60和9620.40。南海LH原油组的肌肉组织的生物富集系数,按高、中、低浓度组对应为737.20、1344.40和1988.90,而内脏团组织的生物富集系数,按高、中、低浓度组对应的为,977.70、1692.20和2723.70。经过10d净化,0#柴油组负载量最大下降率出现在内脏团的最高浓度组为91%,而南海LH原油负载量最大下降率出现在内脏团的最低浓度组为66.40%。0#柴油组净化率大于南海LH原油的净化率。其中0#柴油组的肌肉净化速率按高、中、低浓度组对应为0.240、0.190、0.180,内脏团的对应为0.240、0.210、0.190。南海LH原油组的肌肉净化速率按高、中、低浓度组对应为0.086、0.090、0.100,内脏团的对应为0.108、0.099、0.110。(4)半静水法慢性毒性实验分别设置南海原油浓度为0.25、0.5、1 mg/L和0#柴油浓度为0.25、0.5、1 mg/L。实验设置25d,积累阶段15d,释放阶段10d。分别于积累阶段第3d、7d、15d和释放阶段2d、4d、7d取样并测定菲律宾蛤仔内脏团EROD、AHH和SOD的活性。结果表明:0#柴油组和南海LH原油对菲律宾蛤仔的EROD、AHH和SOD活性有显著响应(P0.05)。0#柴油组对菲律宾蛤仔SOD活性都具有明显的诱导作用,且具有一定的剂量-效应关系。低浓度(0.25mg/L)胁迫下,SOD活力被诱导,而高浓度(1mg/L)胁迫下,SOD活力被抑制。南海LH原油组,积累第3d,低、中、高浓度组表现出抑制作用,第3d后SOD活力表现出逐渐升高趋势。积累阶段,EROD、AHH活性在0#柴油组和南海LH原油低浓度(0.25mg/L)胁迫下,随着曝露时间延长EROD、AHH活力呈现上升的趋势,而中、高浓度(0.25 mg/L、1mg/L)下,EROD、AHH活力呈现下降趋势。释放阶段,菲律宾蛤仔EROD、AHH活性呈现上升的趋势。0#柴油组和南海LH原油对菲律宾蛤仔的EROD、AHH具有一定的剂量-效应关系。(5)采用单细胞凝胶电泳实验研究南海LH原油和0#柴油对菲律宾蛤仔血细胞的DNA损伤。实验设置同酶活性实验,分别于积累阶段第7d、15d和释放阶段1d、4d、7d取样,用彗星实验前期处理,荧光电子显微镜观察并拍照,最后用Comet Assay IV软件分析。结果表明:经过15d积累,0#柴油和南海LH原油浓度组DNA损伤均很明显,0#柴油组对菲律宾蛤仔血细胞DNA损伤比南海LH原油的明显。随着积累时间延长,DNA彗尾长度加长,而净化时间的推移DNA彗尾长度减短。0#柴油和南海LH原油对菲律宾蛤仔血细胞DNA损伤作用存在一定时间-效应关系。综合以上研究,得出2006-2014年南海北部沿岸广东海域和广西海域超出海洋生物质量一类标准,海南海域符合一类标准。菲律宾蛤仔富集0#柴油能力大于富集南海LH原油能力,而释放0#柴油速率大于南海LH原油释放速率。在南海LH原油和0#柴油胁迫下,菲律宾蛤仔EROD活性与SOD活性、AHH活性呈现一定的时间-效应和剂量-效应。南海LH原油和0#柴油对菲律宾蛤仔血淋巴细胞DNA损伤明显。基于以上研究结果,对南海石油污染水平状况以及南海渔业保护与环境监测提供基础数据。
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【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X55;X171.5

【参考文献】