贺亮 范必威

【摘要】  　　采用实验室模拟对鱼所生存的人工水环境中投Cu的方式，通过鱼对Cu的吸收富集研究了鱼体中Cu的积累规律及其Cu对部分鱼内脏的毒性影响。揭示不同质量浓度下，单一重金属离子在鲫鱼体内积累的动态变化规律以及铜对鲫鱼属于剧毒重金属。结果表明，在较低的质量浓度下Cu在鲫鱼各组织器官中的积累量随质量浓度的增加而增加、随时间的延长而增加，达到一定时间后积累趋于平衡；在高质量浓度环境下Cu在鲫鱼各组织器官中的积累量有时随时间的延长反而有所下降，但针对不同组织来说其积累能力由大到小顺序一般为:内脏，鱼鳃，肌肉。采用主要的分析方法是微波溶样消解法和火焰原子吸收分光光度法。

【关键词】  积累规律；铜；鲫鱼

    自20世纪50年代以来，随着工农业的发展，各种化学类制品进入市场并转入环境，其中重金属对自然环境的污染比较严重。重金属离子在环境中不能被破坏，它们的毒性取决于其原子结构，它们在自然界中并不能完全被矿化为完全无毒的形式，它们的氧化态、溶解性因与其它不同无机元素或有机物的结合而不同。重金属对生物的影响就其在生命新陈代谢中的作用分为生命必需元素和非生命必需元素两类。重金属中Cu, Zn, Fe是生命新陈代谢必需元素，而其它一些重金属元素像Hg, Cd,Pb等在生命代谢过程中无益。对生命必需元素来说，还有一个合适的含量范围问题，超过或不足都不利于生物正常的生理活动。目前，重金属Cu的污染广泛存在，特别对水环境的污染而导致水产品的污染，从而对人类的健康造成严重威胁［1］。鱼类在水生生态系统中分布广泛，是水生食物链中占有重要位置的物种，对水环境中发生的物理、化学和生物性的各种变化，反应十分灵敏，在毒理学和生态风险评价中具有重要的实用价值。国内外学者对水生生态系统中的重金属污染物进行了广泛而深入的研究，并取得了重要成果［2］。为了进一步推动重金属污染的理论研究与防治，本文主要针对在不同含量的Cu离子污染环境下Cu在鲫鱼体内的积累规律进行研究。

    1  实验部分

    1.1  主要仪器与试剂

    火焰原子吸收分光光度计（GGX6A 型），格兰氏微波炉，聚四氟乙烯微波消化罐。

    硫酸、硝酸、高氯酸(均为优级纯)、高纯铜粉（纯度为99.999％）。

    1.2  实验方法

    1.2.1  铜标准溶液的制备  准确称取铜粉（纯度为99.999％）0.500 0 g，用硫酸加热溶解，定容于500 mL的容量瓶中。此溶液为1 g/L铜标准溶液。

    本次实验所用的铜标准溶液质量浓度系列分别为0.0、0.2、0.4、0.6、0.8 、1.0、1.2 mg/L。分别吸取1.0 mg/L的铜标准溶液0、10、20、30、40、50 mL于50 mL容量瓶中，用17％的稀硝酸溶液（体积比）定容，备用。

    1.2.2  人工河水的配置  在实验室环境下尽量模拟鱼的天然生存环境,同时不致引入过多干扰因素,该实验用水选用以蒸馏水为底液配制的人工河水。人工河水的成分参考了我国主要河流长江的平均离子［3］含量配制,其常量离子含量参见表1。表1  试验用水中常量离子含量

     1.2.3  实验方案  本研究设计了两组实验,在实验室室温(25℃)条件下,分别探讨吸收量随时间变化、随质量浓度变化的影响。为了减少由个体差异带来的干扰,各组实验的不同水平均包括3条平行用鱼。具体实验设计方案列于表2。表2  各系列实验方案为保持暴露环境的一致性，避免因鱼体吸收导致水体Cu离子质量浓度下降，实验采用半静态法，每天用虹吸法清除鲫鱼的代谢产物。试验过程中，24 h泵气以保持水体中的溶解氧不低于鱼正常生理需要。

    1.2.4  仪器测定条件的选择  GGX6A 型火焰原子吸收分光光度计的最佳测定条件为：波长324.8 nm，灯电流3.5 A，狭缝宽度1 nm，燃气流量1.5 L/min，助燃气流量6.5 L/min，燃烧气高度12 mm。

    仪器的精密度：将同一个样品（肝脏）平行测定10次，变异系数为1.6％（见表3），回收率为100.1％（见表4）。表3  样品中 Cu 的含量单位表4  用加标回收率分别将Cu的标准系列溶液及消解后的样品，喷入火焰原子吸收分光光度计的空气乙炔火焰中,根据标准线性回归方程计算样品的含量。

    2  结果与讨论

    2.1  Cu在鲫鱼中的积累

    在对照组中鱼体内脏、鳃、肌肉中均检出Cu在鲫鱼内脏中已有积累，说明该实验用鱼曾生活的水环境中含有Cu并且已经过了较长时间的富集。将鲫鱼暴露于国家渔业水质标准允许的Cu质量浓度的25、50、75、100倍的Cu溶液中，鲫鱼各部位对Cu均具有积累作用。

    2.1.1  在1 mg/L Cu溶液中鲫鱼鱼体对Cu积累  见图1。

    由图1可见，暴露于1 mg/L的Cu溶液中的鲫鱼各部位（除鱼肠外），在1 d内即发生了明显的积累现象，其吸收表现为一级动力学过程,即吸收量与水相游离态Cu 质量浓度成正比；但随着暴露时间的增加，鱼体正常的生理活动受到影响，其吸收量有所波动，此时间段的吸收表现为非一级动力学过程。在912 d其生理活动已经受到严重影响，并伴随着鱼体的生理调节，到最后鱼体中Cu的积累量下降到最低。

    2.1.2  在不同的铜质量浓度下鱼体中铜的积累  见图2～图4。由图2可见，暴露于0.75 g/L

    Cu溶液中鲫鱼各部位的积累情况与暴露于1 mg/L  Cu溶液中的积累情况大致差不多，其积累量的波动较小。而暴露于0.5 mg/L   Cu溶液中鱼体各部位的积累量的波动几乎没有，其吸收表现为一级动力学过程（见图3）。由图4可见，在0.25 mg/L Cu溶液中Cu的吸收仍表现为一级动力学过程。

    3  结  论

    综上所述，鱼体中各部位Cu的积累量在较低Cu质量浓度环境下是随着时间的增加而增加的；而在较高Cu质量浓度环境下，最初其吸收表现为一级动力学过程，随着暴露时间的增加，其积累量成波动变化且有所下降；关于其积累量成波动性变化的根本原因及其机理有待进一步深入研究。

【参考文献】
  ［1］马桂云. 重金属在鱼体内的积累规律及滩涂养殖环境评价［D］.江苏：南京理工大学，2004：1－2.

［2］杨丽华. 重金属(镉、铜、锌和铬)对鲫鱼的生物毒性研究［D］.广州：华南师范大学，2003：8－9.

［3］沈照理. 水文地球化学基础［M］.北京：地质出版社，1993：69－70.