镉在水-浮萍-罗非鱼食物链中的化学形态和积累传递规律

淡水生态系统对人类的健康和安全至关重要，但是目前对重金属在淡水生态系统食物链不同营养级位生物中的化学形态和积累传递规律研究甚少。本研究以水-浮萍-罗非鱼为例，通过培养不同Cd浓度下的浮萍，喂食罗非鱼，构建一个由水-浮萍-罗非鱼构成的简单淡水生态系统食物链。通过同步辐射技术分析Cd在生物体内的分布特征，运用化学分级提取法和差速离心法分别对浮萍和罗非鱼体内Cd的化学形态和Cd在生物体内亚细胞组分进行分析，研究Cd在不同营养级位生物体中的化学形态及其在各个营养级位的积累和传递。同时通过Cd同位素标记和动力学研究方法来分析和测定罗非鱼对Cd的同化速率和排除速率等，结合罗非鱼对Cd的消化行为，探讨不同形态Cd在罗非鱼体内的积累动态过程，同时也拓展和深化重金属污染生态学的研究内容。

淡水生态系统对人类的健康和安全至关重要。本研究通过培养不同Cd浓度下的浮萍，喂食罗非鱼，构建了一个由水-浮萍-罗非鱼构成的简单淡水生态系统食物链。通过化学分级提取技术和差速离心技术等技术手段，研究了不同Cd浓度下，Cd在不同生物体内的分布特征、Cd在浮萍和罗非鱼体内的化学形态和亚细胞分布特征以及Cd在各个营养级位的积累和传递规律。同时通过Cd同位素标记和动力学研究方法来分析和测定罗非鱼对Cd的同化速率和排除速率等，结合罗非鱼对Cd的消化行为，探讨不同形态Cd在罗非鱼体内的积累动态过程。此外，还研究了尺度和盐度等因素对罗非鱼吸收积累重金属Cd的影响。研究表明：Cd在浮萍体内以不同的化学形态存在，其中NaCl提取态（FNaCl）含量最高，醋酸提取态（FHAC）和盐酸提取态（FHCl）次之，其他形态的Cd含量比较低，而浮萍根内的H+-ATPase与乙醇提取态（FE）和水提取态（FW）成反比（P <0.05）；大部分Cd在浮萍体内以可溶性组分(F5)和沉积在细胞壁(F1)组分存在；Cd显著影响了浮萍的生长和其体内的抗氧化系统。研究也表明，罗非鱼不同组织对Cd的积累量不同，相同Cd浓度处理下，罗非鱼内脏的Cd积累量显著高于鱼肉的Cd积累量（P <0.05）。Cd来源不同，罗非鱼各组织中Cd的不同化学形态所占比例不同。Cd来源于水时，罗非鱼内脏和残余（鱼皮、鱼骨和鱼鳃等）内，Cd都是以盐酸提取态（FHCl）最高，残渣态（Fr）次之，乙醇提取态（FE）最低，而鱼肉中，FHCl-Cd和 FE-Cd无显著差别, Fr最低。Cd来源于浮萍时，罗非鱼中各组织中的Cd化学形态都是FHCl-Cd最高，显著高于FE（P<0.05）。罗非鱼对Cd的积累量与浮萍体内的Cd化学形态显著相关, 其中与FE-Cd显著正相关，与FHCl-Cd之间符合Cubic模型，与Fr-Cd符合Quadratic模型。罗非鱼对环境中Cd的积累和转移还受环境的影响，研究发现，除鱼肝外，罗非鱼其他组织对Cd的吸收量和排放量随着盐度的增加而下降。尺寸不同，相同鱼组织对Cd的吸收积累量差异显著（P< 0.05）。本项的研究成果提高了重金属污染水体的生态风险的认识。已撰写学术论文9篇。其中7篇已发表（4篇SCI，3篇核心），2篇已接收（2篇核心）。培养研究生2名。