不同暴露条件下砷在小龙虾不同组织中的积累和转化

发布时间：2020-07-18 23:38

【摘要】：砷作为一种有害污染物,在自然水生环境中广泛存在,可以在食物链中的水生物种中积累。小龙虾是一种生活在淡水体底部的底栖生物。通常,小龙虾可以从水源和饮食中积累砷。不同的来源在不同生物组织中具有不同的转化机制。目前,研究主要集中在海水中鱼类和贝类等单一物种中砷的累积转化。然而,关于水生食物链中砷的积累和转化以及不同的砷暴露条件对小龙虾的积累和转化研究很少。作为一种常见食物,小龙虾组织中砷的累积量和累积形式可能会威胁人类健康。因此,在该研究中,小龙虾在三种不同的砷暴露条件下,即两相,水相和食物相。确定并分析了小龙虾不同组织中砷的累积量和累积形式。主要结论如下:(1)不同的生物组织有不同的积累方式和转化机制。对于小龙虾,鳃,腹部外骨骼和肌肉组织中砷的累积速率和累积量依次减少,肌肉组织具有比鳃更强的甲基化能力,即将无机砷转化为有机砷的能力。(2)水相是砷积累的主要途径。小龙虾暴露在水相中的砷积累量明显高于食物相。食物相中小龙虾的有机砷累积量高于水相,这意味着小龙虾对食物相摄入的砷解毒作用更强。(3)在两相暴露中发现,砷在水-轮叶黑藻-小龙虾的食物链中具有沿食物链浓度变大的规律。(4)小龙虾可以将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)并将无机砷甲基化为DMA和AsB。(5)只有食物摄入的无机砷进入小龙虾的肌肉组织中,才能完全转化为有机砷。否则,它将在小龙虾中以无机砷的形式积累,如果小龙虾被人类摄入将威胁健康。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X503.225
【图文】：

循环图,地球化学循环

逦２８４０５逦１２５０１０逡逑人们能够接触到的砷来源可以参考砷在自然界中的循环图，如图１．１所示，生逡逑态环境中的动植物可以通过大气、土壤、水体为源头接触获取到砷。土壤中的砷逡逑可通过人类食用含砷土壤栽种的谷物类累在人体内。人类也可通过饮用水中的砷逡逑和含砷食物类动物产品和植物产品获取砷。有研宄表明人类环境中砷暴露还有其逡逑他潜在来源：工业制造用品的使用和木材防腐剂的使用、抽烟、化妆品使用等逡逑（Ｃｈｕｎｇ邋ｅｔａｌ．，２０１４）。例如抗真菌木材防腐剂是由于工业生产过程使用大量的砷，逡逑腌制木材产品因为焚烧要用到铬酸铜砷酸盐所以会造成严重的土壤污染。抽烟导逡逑致的砷接触是因为香烟含有一些砷，且卷烟中的某些化学物质会竞争参与砷甲基逡逑化过程的酶或辅因子，导致吸烟者的总尿砷浓度和ＭＭＡ浓度显着高于非吸烟者逡逑４逡逑

砷形态,化学结构式,结构式

二甲基砷酸（ＤＭＡ）、砷甜菜碱、砷胆碱（ＡｓＣ）以及砷糖（ＡｓＳ）等。其中，无逡逑机砷包括：Ａｓ（ＩＩＩ）和Ａｓ（Ｖ），有机砷包括：一甲基砷（ＭＭＡ）、二甲基砷（ＤＭＡ）逡逑和三甲基砷（ＴＭＡ），其中一些常见砷形态化学结构式如图１．２所示。自然环境逡逑中的很多因素都可以影响砷的形态：ｐＨ值、温度、氧化还原电位、浮游颗粒组分逡逑与数量、浓度，水中存在的有机物质类。砷在物理形态上有两种形态，一种是溶逡逑解态另一种是颗粒态。溶解态的砷主要以３３ＨＡｓＯ、２３ＨＡｓＣＴ、２４ＨＡｓＣＴ、２４ＨＡｓＯ逡逑－、３４ＡＳＣＴ等形式存在；金属化合物、粘土颗粒以及一些矿物吸附物或难溶物中一逡逑般是以颗粒态的砷存在的（徐艳，２０１６；环境保护环境应急与事故调查中心，２０１０）。逡逑0逦ＣＨ，逡逑／邋Ａｓ逦ＩＩ逡逑Ｖ邋／＃，ＯＨ逦Ａｓ邋．逦0Ｚ＝：邋—０＂逡逑ＯＨ逦ＨＯ’「’ＯＨ逦｜逡逑ＯＨ逦0＇逡逑亚砷酸根的结构式逦砷酸根的结构式逦一甲基砷的结构式逡逑ｃｆ逦ｃｆ邋＆邋ｊｙ逦ＣＨ逦０Ｈ逡逑０＝１—ＣＨ．逦ＣＨ—Ａｓ逦ＣＨ，—ＡＳ－逡逑ｉ－逦ＣＨ逦°逦ＣＨ＇逡逑二甲基砷的结构式逦砷甜菜碱的结构式逦砷胆碱的结构式逡逑－逦ＨＯ逦ＯＨ逦Ｈ－＼逡逑＿Ｎ逦＼逦，、逦／逦＼逦＼逦ＯＨ邋Ｖ＾逡逑°邋ｘｙｔ逡逑ＨＯ逦７逡逑洛克沙砷的结构式逦４－氨基苯砷酸的结构式逦２－氨基苯砷酸的结构式逡逑图１．２常见几种砷形态的化学结构式（陆奕娜等，２０１７）逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｃｏｍｍｏｎ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

重金属,人体,途径,健康风险评价

１．２．３底栖类生物对人体健康的影响逡逑环境问题中重要的一方面是重金属在生态系统中的污染，环境中重金属通过逡逑各种途径进入人体，如图１．３所示。健康风险评价在２０世纪３０年代开始到８０年逡逑代在污染研究的领域日渐兴起，将受污染的环境与人体健康相结合并进行量化评逡逑估（ＵＳＥＰＡ，１９８６；胡二邦，２０００）。美国科学院将其评价步骤归纳为危险评定、逡逑剂量－效应评价、暴露评价和风险评价四部分（杨彦等，２０１４）。在评价方法上多逡逑采用美国环境保护署（ＵＳＥＰＡ）所设立的模型进行评价。以此模型在水体以及水逡逑产品等方向国内外学者进行了大量的探索和应用。Ｚｈａｎｇ等人（２０１５）调查了在中逡逑国珠江三角洲常见的五种鱼体中砷的富集情况，并对淡水食物链中的鱼类进行了逡逑健康风险评价，其结果表明鳙鱼、乌鳢以及大口黑鲈的致癌风险超过了邋ＵＳＥＰＡ规逡逑定的可接受风险水平的上限，对居民的身体健康产生了潜在的危害。不同的砷形逡逑态通过食物相和水相暴露后，经过食物链到鱼体进行迁移转化最终进入人体，对逡逑人体健康的影响差异还未有明确的探宄。逡逑和庆等人（２０１７）对长三角地区池塘养殖水产品重金属含量的研究表明

【参考文献】