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        天津港口疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應(yīng)

        2015-01-19 16:27:04陳永平王娟娟李兆千王寶峰易偉
        河北漁業(yè) 2015年1期
        關(guān)鍵詞:急性毒性懸浮物淤泥

        陳永平+王娟娟+李兆千+王寶峰+易偉+繳建華

        摘 要:研究了不同濃度的懸浮物對鱸魚和梭魚幼體的毒性效應(yīng)。實驗結(jié)果表明:疏浚淤泥懸浮相對其效應(yīng)明顯。21 ℃和24 ℃試驗水溫時,懸浮物對鱸魚幼苗的急性毒性實驗結(jié)果分別為:96 h LC50為1 711.2 mg/L、1 052.8 mg/L;安全濃度分別為:171.12、105.28 mg/L;懸浮物對梭魚幼苗的急性毒性實驗結(jié)果分別為:96 h LC50為453.6、168.1 mg/L;安全濃度分別為:45.36、16.81 mg/L。隨溫度、懸浮物濃度的升高,毒性效應(yīng)呈增強趨勢。

        關(guān)鍵詞:淤泥;懸浮物;急性毒性;海洋動物

        近些年來,我國為緩解土地供求的矛盾,擴大社會生存和發(fā)展空間,拓展海洋資源利用,一時間從南到北,各地都在發(fā)生著“滄海桑田”的變遷。為使天津海洋經(jīng)濟科學(xué)發(fā)展和濱海新區(qū)開發(fā)開放,根據(jù)區(qū)劃,至2020年,天津建設(shè)用圍填海規(guī)模達到0.92萬公頃,大規(guī)模的圍填?;顒?,造成所填泥沙及海底沉積物上翻懸浮于海水中,導(dǎo)致近海水域懸浮物濃度猛增,海水水質(zhì)物理、化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化,對魚、蝦等卵及幼體的攝食、呼吸、生長、發(fā)育產(chǎn)生負面影響[1]。受懸浮物影響最大的主要是水生生物的卵、稚仔和幼體[2-9]。天津近海主要經(jīng)濟魚類為鱸魚和梭魚,為進一步評估懸浮物對其造成損害的風險,本文通過研究懸浮物對鱸魚和梭魚幼體的毒性,為圍填海過程中導(dǎo)致海水中懸浮物濃度升高對主要經(jīng)濟魚類的影響評估提供理論依據(jù),為海洋生態(tài)修復(fù)、生態(tài)補償及人工放流提供技術(shù)支撐。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 實驗魚 試驗鱸魚、梭魚幼魚采自天津市水產(chǎn)研究所淡水站,幼魚平均體長3.2 cm,平均體重0.025 g。暫養(yǎng)10 d,然后挑選體型健壯、整齊的鱸魚、梭魚幼體個體進行試驗。試驗開始前24 h停止投喂餌料。鱸魚、梭魚幼苗毒性試驗在50 cm×30 cm×22 cm塑料水箱中進行,試驗前箱體用高錳酸鉀消毒。

        1.1.2 試驗設(shè)計 養(yǎng)殖塑料水箱放置盛海水15 L,分別放入鱸魚、梭魚幼苗20尾。試驗選擇在兩種不同水溫下進行,期間水溫變化范圍分別為( 21±1) ℃和( 24±1) ?℃。

        1.1.3 實驗?zāi)?實驗?zāi)嗖杉谔旖驀詈=:5祝淮涡圆勺?00 kg,帶回實驗室在通風處攤開曬干,冷卻后研磨成粉末狀,于干燥器中低溫保存。

        1.1.4 實驗海水 試驗海水采集于天津遠海,一次性采足1 000 L。

        1.2 方法

        1.2.1 懸浮物溶液的配置 將粉狀泥樣與海水按一定比例混合,充分攪拌后,靜止沉淀2 h,取上層溶液過400目篩絹,微波重量法測定其濃度。將其作為儲備液低溫保存。

        1.2.2 懸浮物對鱸魚、梭魚的毒性實驗 試驗分為兩組,一組為(21±1) ℃條件下,每個水箱中放置20尾花鱸、梭魚幼苗,在養(yǎng)殖水箱中加入10 L配置好的懸浮液,其濃度分別為0、10、40、160、640、1 280和2 560 mg/L。另一組(24±1) ℃條件下進行。試驗前12 h每隔1 h時進行觀察和記錄,以后每隔12 h觀察和記錄。死亡標準為用細玻璃棒觸動其腹部,5 s內(nèi)沒有任何反應(yīng),則視其為死亡。每組設(shè)置一組平行, 每組2個空白對照。實驗重復(fù)一次。

        1.2.3 實驗數(shù)據(jù)的處理 以Lichfied-Wilcoxon法,計算懸浮物對梭魚幼魚的半致死濃度LC50及95%置信區(qū)間,采用目前比較普遍使用的計算安全質(zhì)量濃度公式96 h LC50×f計算安全質(zhì)量濃度。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 配置懸浮物溶液分析

        試驗配置的懸浮物溶液有害因子檢測結(jié)果見表1。其中,銅、鋅、汞和石油測定濃度結(jié)果超標。

        2.2 受試生物在試驗液中的活動觀測

        試驗開始前8 h,低濃度組試驗魚生命特征與空白對照組相似,試驗魚大多安靜,少數(shù)緩慢游動;而高濃度組試驗魚反應(yīng)強烈,上下竄動,鰓呼吸加快。一段時間后,低濃度組試驗魚活動情況無多大變化,而高濃度組試驗魚身體逐漸失去平衡,側(cè)游、側(cè)翻的現(xiàn)象。隨著時間延長,高濃度組試驗魚均出現(xiàn)死亡,試驗魚死前均出現(xiàn)鰓蓋擴張,體表粘液大量分泌,鰓部有懸浮物顆粒。

        2.3 不同溫度下懸浮物對鱸魚的毒性試驗

        不同溫度下,懸浮物對鱸魚致死率結(jié)果見表2,3。 結(jié)果顯示,在同一溫度下,鱸魚的死亡率與懸浮物濃度之間呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,隨著懸浮物濃度升高,鱸魚的死亡率也升高。不同暴露時間下,懸浮物濃度與鱸魚死亡率的線性回歸方程和懸浮物對鱸魚的 24、48、72、96 h 半數(shù)致死濃度結(jié)果見表8。由表8可知,在相同溫度下,隨著染毒時間的延長,鱸魚對懸浮物的敏感性逐漸增強,即 24 h LC50>48 h LC50>72 h LC50>96 h LC50。 溫度可影響鱸魚對懸浮物的耐受能力,在21(±1) ℃溫度下,懸浮物對鱸魚 24、48、72、96 h LC50分別為11 147.7、8 939.3、5 178.0、1 7112mg/L;在 24(±1) ℃溫度下,懸浮物對鱸魚24、48、72、96 h LC50分別為8 709.1、4 596、2 722.8、1 052.8 mg/L。 在此兩個溫度下,質(zhì)量安全濃度分別為171.12 mg/L和105.28 mg/L。

        2.4 懸浮物對梭魚的毒性試驗

        不同溫度下,懸浮物對鱸魚致死率結(jié)果見表4,表5。結(jié)果顯示,在同一溫度下,梭魚的死亡率與懸浮物濃度之間呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,隨著懸浮物濃度升高,梭魚的死亡率也升高。不同暴露時間下,懸浮物濃度與鱸魚死亡率的線性回歸方程和懸浮物對鱸魚的 24、48、72、96 h 半數(shù)致死濃度結(jié)果見表6。由表 6 可知,在相同溫度下,隨著染毒時間的延長,梭魚對懸浮物的敏感性逐漸增強,即 24 h LC50>48 h LC50>72 h LC50>96 h LC50,結(jié)果與懸浮物對鱸魚毒性試驗結(jié)果一致。 溫度可影響梭魚對懸浮物的耐受能力,在(21±1) ℃溫度下,懸浮物對梭魚 24、48、72、96 h LC50分別為8 253.1、3 484.0、5 178.0、1 711.2 mg/L;在 (24±1)℃溫度下,懸浮物對梭魚24、48、72、96 h LC50分別為1 840.2、1 237.3、794.3、168.1mg/L。 在此兩個溫度下,質(zhì)量安全濃度分別為45.36 mg/L和16.81 mg/L。

        2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

        不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結(jié)果見表6、7。實驗結(jié)果表明,隨水溫的升高,鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因,當溫度升高時,一方面,海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面,溫度較高時,各種重金屬、石油等有害因子活性增強,也可能造成幼魚中毒死亡。

        3 討論

        實驗結(jié)果表明,在21 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 (95% 可信限) 分別為8 939.3和1 711.2,SC為 171.12 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?( 95% 可信限) 分別為3 484.0和453.6 mg/L,SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為4 596和1 052.8 mg/L,SC為105.28 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為1 237.3和221.1 mg/L,SC為22.11 mg/L;隨溫度升高,兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低,這與李純厚等,周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應(yīng)結(jié)果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異,這可能與生物種類不同存在差異,也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導(dǎo)致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大,這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性,這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結(jié)果相一致[10]。

        造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的,圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應(yīng)。因此,在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時,應(yīng)綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

        參考文獻:

        [1]

        周勇,馬紹賽,曲克明,等.懸浮物對半滑舌鰨稚魚的急性毒性效應(yīng)[J].海洋環(huán)境科學(xué),2010,29(2),229-230

        [2] Xu ZL,Xu JW,Yuan Q,JiangM,Chen YQ.Impact of suspension and oozing solutionfrom the dredging sediment on hydrobios in the Changiiang estuary[J].JFish Sci China,1999a,6 (5):29-32

        [3] Xu ZL,Yi CP,Shen XQ ,Cao Z,Wang YL,Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China,1999b,6(5):33-36

        [4] Wang YL,Chen YX,Xu ZL ,ChenYQ.Effects of suspended dredging sediment and its dissolved Zn2+ on the spawn and early development of Chinese crab Eroicheir sinensis in the Changiiang estuary[J].J Fish Sci China,1999,6 (5):24-28

        [5] 宋強,方建光,劉慧,等.沉積再懸浮顆粒物對3種濾食性貝類攝食生理的影響[J].海洋水產(chǎn)研究,2006,27(4):21-28

        [6] Bisson,P.A..Avoidance of suspendeds ediment by juvenile CohoSalm on.Nor.Am.J.Fish Manag[J].1982,2: 371-374

        [7] Cordone,A.J.The infuences of inorganic sediment on the aquatic file of streams [J].Cal.Fish Game.1949,47: 189-228

        [8] 馬明輝,宮強,劉述錫,等.懸浮物對蝦夷扇貝致死效應(yīng)的研究[J].海洋環(huán)境科學(xué),2004,23(3):46-48

        [9] 李純厚,林燕棠,楊美蘭,等.南海海港疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應(yīng)[J].中國環(huán)境科學(xué),1997,17( 6):550-553

        [10] 金彩杏,丁躍平,劉士忠,等.三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗[J].水產(chǎn)科技情報,2002,29(4):156-158

        Influence of the suspended substances

        on marine organisms in the port Tianjin

        CHEN Yong-ping,WANG Juan-juan,LI Zhao-qian,

        Wang Bao-feng,YI-wei,JIAO Jian-hua

        (Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

        Center Tianjin,Ministry of Agriculture,Tianjin 300221,China)

        Abstract:Studies on the toxic effects of suspended substances (SS) on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows:The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0,24.0 ℃,The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L,1052.8 mg/L to the bass larvae,and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L,respectively,the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae,and the safe concentrations were 45.36,16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

        Key words: sludge,suspension,the acute toxicity,marine organisms

        (收稿日期:2014-10-16;修回日期:2014-11-17)

        2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

        不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結(jié)果見表6、7。實驗結(jié)果表明,隨水溫的升高,鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因,當溫度升高時,一方面,海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面,溫度較高時,各種重金屬、石油等有害因子活性增強,也可能造成幼魚中毒死亡。

        3 討論

        實驗結(jié)果表明,在21 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 (95% 可信限) 分別為8 939.3和1 711.2,SC為 171.12 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?( 95% 可信限) 分別為3 484.0和453.6 mg/L,SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為4 596和1 052.8 mg/L,SC為105.28 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為1 237.3和221.1 mg/L,SC為22.11 mg/L;隨溫度升高,兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低,這與李純厚等,周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應(yīng)結(jié)果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異,這可能與生物種類不同存在差異,也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導(dǎo)致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大,這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性,這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結(jié)果相一致[10]。

        造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的,圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應(yīng)。因此,在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時,應(yīng)綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

        參考文獻:

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        [3] Xu ZL,Yi CP,Shen XQ ,Cao Z,Wang YL,Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China,1999b,6(5):33-36

        [4] Wang YL,Chen YX,Xu ZL ,ChenYQ.Effects of suspended dredging sediment and its dissolved Zn2+ on the spawn and early development of Chinese crab Eroicheir sinensis in the Changiiang estuary[J].J Fish Sci China,1999,6 (5):24-28

        [5] 宋強,方建光,劉慧,等.沉積再懸浮顆粒物對3種濾食性貝類攝食生理的影響[J].海洋水產(chǎn)研究,2006,27(4):21-28

        [6] Bisson,P.A..Avoidance of suspendeds ediment by juvenile CohoSalm on.Nor.Am.J.Fish Manag[J].1982,2: 371-374

        [7] Cordone,A.J.The infuences of inorganic sediment on the aquatic file of streams [J].Cal.Fish Game.1949,47: 189-228

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        [9] 李純厚,林燕棠,楊美蘭,等.南海海港疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應(yīng)[J].中國環(huán)境科學(xué),1997,17( 6):550-553

        [10] 金彩杏,丁躍平,劉士忠,等.三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗[J].水產(chǎn)科技情報,2002,29(4):156-158

        Influence of the suspended substances

        on marine organisms in the port Tianjin

        CHEN Yong-ping,WANG Juan-juan,LI Zhao-qian,

        Wang Bao-feng,YI-wei,JIAO Jian-hua

        (Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

        Center Tianjin,Ministry of Agriculture,Tianjin 300221,China)

        Abstract:Studies on the toxic effects of suspended substances (SS) on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows:The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0,24.0 ℃,The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L,1052.8 mg/L to the bass larvae,and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L,respectively,the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae,and the safe concentrations were 45.36,16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

        Key words: sludge,suspension,the acute toxicity,marine organisms

        (收稿日期:2014-10-16;修回日期:2014-11-17)

        2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

        不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結(jié)果見表6、7。實驗結(jié)果表明,隨水溫的升高,鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因,當溫度升高時,一方面,海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面,溫度較高時,各種重金屬、石油等有害因子活性增強,也可能造成幼魚中毒死亡。

        3 討論

        實驗結(jié)果表明,在21 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 (95% 可信限) 分別為8 939.3和1 711.2,SC為 171.12 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?( 95% 可信限) 分別為3 484.0和453.6 mg/L,SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下,鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為4 596和1 052.8 mg/L,SC為105.28 mg/L,梭魚幼魚48和96 h LC50 ?(95% 可信限) 分別為1 237.3和221.1 mg/L,SC為22.11 mg/L;隨溫度升高,兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低,這與李純厚等,周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應(yīng)結(jié)果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異,這可能與生物種類不同存在差異,也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導(dǎo)致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大,這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性,這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結(jié)果相一致[10]。

        造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的,圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應(yīng)。因此,在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時,應(yīng)綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

        參考文獻:

        [1]

        周勇,馬紹賽,曲克明,等.懸浮物對半滑舌鰨稚魚的急性毒性效應(yīng)[J].海洋環(huán)境科學(xué),2010,29(2),229-230

        [2] Xu ZL,Xu JW,Yuan Q,JiangM,Chen YQ.Impact of suspension and oozing solutionfrom the dredging sediment on hydrobios in the Changiiang estuary[J].JFish Sci China,1999a,6 (5):29-32

        [3] Xu ZL,Yi CP,Shen XQ ,Cao Z,Wang YL,Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China,1999b,6(5):33-36

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        Influence of the suspended substances

        on marine organisms in the port Tianjin

        CHEN Yong-ping,WANG Juan-juan,LI Zhao-qian,

        Wang Bao-feng,YI-wei,JIAO Jian-hua

        (Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

        Center Tianjin,Ministry of Agriculture,Tianjin 300221,China)

        Abstract:Studies on the toxic effects of suspended substances (SS) on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows:The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0,24.0 ℃,The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L,1052.8 mg/L to the bass larvae,and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L,respectively,the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae,and the safe concentrations were 45.36,16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

        Key words: sludge,suspension,the acute toxicity,marine organisms

        (收稿日期:2014-10-16;修回日期:2014-11-17)

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