汞对菲律宾蛤仔的生物效应：纳米氧化钛的影响研究

发布时间：2017-04-26 12:09

  本文关键词：汞对菲律宾蛤仔的生物效应：纳米氧化钛的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为传统污染物,重金属污染对生物和环境产生的影响多种多样且长期持续。有毒金属被海洋生物吸收后进入水生食物链,发生生物积累和生物放大,并通过海产品消费给人类健康带来巨大风险。汞(Mercury, Hg)在我国的使用历史悠久,然而也是一种典型的传统重金属污染物。它毒性强,可对各类生物及人类造成严重危害。另一方面,随着纳米技术的迅速发展,巨大的使用量使纳米材料成为新兴污染物。纳米氧化钛(Nano-TiO2)因其独特的光学性能,是现今应用最为广泛的纳米材料之一。现实环境中,多种污染物往往同时存在且发生相互作用,使其生物效应不仅仅是简单的加和。目前,对于单一污染物所造成的生物效应已存在大量研究,而对于金属污染物与纳米材料污染物之间的相互作用机理及其联合效应,还有待进一步展开。本研究以对环境污染反应灵敏的海洋贝类菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为实验生物。比较不同浓度nano-TiO2 (0, 0.50,5.00 mg L-1)条件下,汞对蛤仔的96h半数致死浓度(96h LC50)。观察有无nano-TiO2存在条件下(0,0.50 mg L-1),不同浓度Hg2+(0,1.00,50.00 μg L-1)诱导产生各生物指标酶类活性的变化,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)以及乙酰胆碱酯酶(AChE)。并测定蛤仔在不同暴露条件下体内汞蓄积量。以期探究在纳米氧化钛影响下,汞对菲律宾蛤仔的生物效应,为复合污染相互作用机理及其联合生物效应提供科学依据。实验结果表明：1.Nano-TiO2对菲律宾蛤仔半数致死浓度的影响：Nano-TiO2存在下(0.50,5.00mg L-1), Hg2+对蛤仔的96hLC50 (0.862,0.820 mg L-1)比没有nano-TiO2存在下的96h LC50(0.950 mg L-1)有所降低。而且,96h LC50随nano-TiO2浓度升高而降低,这可能跟nano-TiO2与Hg之间的相互作用机理有关。2.Nano-TiO2对抗氧化酶类的影响：对于SOD的活性变化,50.00μg L-1 Hg2+组的SOD活性相对于无Hg2+组均出现显著升高。加入0.50 mg L-1 nano-TiO2的50.00μg L-1 Hg2+组的SOD活性(89.63±6.08 U mg-1 prot)相对于未加入者升高到了19.03%；对于CAT的活性变化,各Hg2+组相较无Hg2+组均出现显著升高。加入0.50 mg L-1 nano-TiO2的50.00 μg L-1 Hg2+组的CAT活性(24.77±2.29 U mg-1prot)相对于未加入者升高到了25.10%；对于GST的活性变化,50.00 μg L-1 Hg2+组的GST活性相对于无Hg2+组均出现显著升高。加入0.50 mg L-1 nano-TiO2的50.00μg L-1Hg2+组的GST活性(65.75±3.95 U mg-1prot)相对于未加入者升高到了25.21%。3.Nano-TiO2对神经系统的影响：对于AChE的活性变化,各暴露组的AChE活性,相较空白对照组,均未出现显著变化。4.Nano-TiO2对Hg吸收的影响：对于蛤仔体内蓄积的Hg的蓄积量,更高的暴露浓度使蛤仔体内的Hg的蓄积量更高。2个Hg2+高浓度组间有显著差异,加入0.50 mg L-1 nano-TiO2者Hg量(4.36±0.55 μg g-1)目对于未加入者Hg量(3.12土0.43μg g-1)升高40%。本研究的实验结果表明,nano-TiO2能够增强Hg对菲律宾蛤仔的毒性效应。使Hg2+对菲律宾蛤仔的96h LCso降低,且较高浓度作用大于较低浓度；而加入nano-TiO2后,蛤仔体内各抗氧化酶类(CAT、SOD和GST)活性也出现不同程度升高,而AChE活性变化不显著；加入nano-TiO2,也使蛤仔体内Hg的蓄积量有所增加。关于其致毒作用机理,可能是由于nano-TiO2能够吸附Hg2+,使蛤仔体内Hg的蓄积量增加,因而使Hg毒性效应的增强。
【关键词】：汞 纳米氧化钛 菲律宾蛤仔 联合效应 生物标志物
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X503.22;S917.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 0 前言13-15
• 1 综述15-29
• 1.1 我国近岸环境金属污染研究进展15-18
• 1.1.1 中国近岸环境金属污染的来源16
• 1.1.2 我国近岸沉积物中的金属污染16-18
• 1.2 传统污染物—汞18-21
• 1.2.1 汞对水生动物的毒性效应19-20
• 1.2.2 汞对贝类的毒性效应20-21
• 1.3 新兴污染物—纳米氧化钛21-23
• 1.3.1 纳米氧化钛对水生生物的毒性效应22-23
• 1.3.2 纳米氧化钛对贝类的毒性效应23
• 1.4 纳米氧化钛与金属(非金属)联合毒性的研究23-24
• 1.4.1 纳米氧化钛与镉23-24
• 1.4.2 纳米氧化钛与铜24
• 1.4.3 纳米氧化钛与铅、锌和砷24
• 1.5 生物标志物24-27
• 1.5.1 超氧化物歧化酶26
• 1.5.2 过氧化氢酶26-27
• 1.5.3 谷胱甘肽硫转移酶27
• 1.5.4 乙酰胆碱酯酶27
• 1.6 实验生物—菲律宾蛤仔27-28
• 1.7 本文的研究意义28-29
• 2 纳米氧化钛对汞急性毒性的影响29-38
• 2.1 引言29-30
• 2.2 材料与方法30-33
• 2.2.1 实验材料与仪器30-31
• 2.2.2 单一暴露实验31-32
• 2.2.3 联合暴露实验32-33
• 2.2.4 数据统计和分析33
• 2.3 结果与讨论33-37
• 2.3.1 纳米氧化钛颗粒的表征33-34
• 2.3.2 单一暴露34-35
• 2.3.3 联合暴露35-37
• 2.4 小结37-38
• 3 纳米氧化钛对汞诱导菲律宾蛤仔体内酶活性的影响38-49
• 3.1 引言38-39
• 3.2 材料与方法39-44
• 3.2.1 实验材料与仪器39-40
• 3.2.2 暴露实验40-41
• 3.2.3 酶指标的测定41-44
• 3.2.4 数据统计和分析44
• 3.3 结果与讨论44-49
• 3.3.1 超氧化物歧化酶活性44-46
• 3.3.2 过氧化氢酶活性46-47
• 3.3.3 谷胱甘肽硫转移酶活性47-48
• 3.3.4 乙酰胆碱酯酶活性48-49
• 3.4 小结49
• 4 纳米氧化钛对菲律宾蛤仔体内汞蓄积量的影响49-52
• 4.1 引言49-50
• 4.2 材料与方法50-51
• 4.2.1 实验材料与仪器50
• 4.2.2 原子荧光光谱法测定汞量50-51
• 4.2.3 数据统计与分析51
• 4.3 结果与讨论51-52
• 4.4 小结52
• 5 结论52-53
• 6 展望53-54
• 参考文献54-62
• 附表62-66
• 致谢66-67
• 个人简历67

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