菲和鎘單一及復(fù)合污染條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)研究

閻波，譚送琴，馬曉芳，劉憲斌1,，田勝艷1,，張濤，王璐

1. 天津市海洋資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 3004572. 天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津 300457

菲和鎘單一及復(fù)合污染條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)研究

閻波1,2,*，譚送琴2，馬曉芳2，劉憲斌1,2，田勝艷1,2，張濤2，王璐2

1. 天津市海洋資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 3004572. 天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津 300457

采用室內(nèi)半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)，研究了菲和鎘單一及復(fù)合污染條件下在毛蚶(Anadara subcrenata)體內(nèi)的生物富集，通過對富集與釋放過程中毛蚶體內(nèi)菲和Cd的富集量進(jìn)行非線性曲線擬合，獲得了菲和Cd單一及復(fù)合污染條件下在毛蚶體內(nèi)的吸收速率常數(shù)k1、釋放速率常數(shù)k2、生物富集因子BCF、生物半衰期B1/2和平衡狀態(tài)下最大富集量CAmax等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，菲和Cd在實(shí)驗(yàn)前期富集速率較高，8 d以后富集速率減緩，釋放階段與富集階段相似。毛蚶對菲的BCF值為37.80，遠(yuǎn)大于Cd的BCF值13.12，且生物半衰期時(shí)間更長，菲更容易在生物體內(nèi)富集。菲和Cd聯(lián)合暴露條件下，在毛蚶體內(nèi)的CAmax和BCF值均大于單一作用，說明二者同時(shí)暴露時(shí)，毛蚶對菲和鎘的吸收富集均有所增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M合度較好，輸出值和實(shí)測值之間無顯著性差異，擬合方程和擬合參數(shù)可信。

菲；鎘；毛蚶；單一污染；復(fù)合污染；生物富集；動(dòng)力學(xué)

Received27 September 2016accepted22 November 2016

Abstract: The bioconcentrations of phenanthrene and cadmium (Cd) in the tissues of Anadara subcrenata under single and joint exposures were investigated using the semi-static two-compartment kinetic model. The kinetic parameters, including uptake rate constant (k1), elimination rate constant (k2), bioconcentration factor (BCF), biological half-life (B1/2) and maximum bioaccumulation at equilibrium (CAmax), were determined with nonlinear fitting of the time-course phenanthrene and Cd bioconcentration and elimination data. The bioconcentration rates of phenanthrene and Cd were faster during the early stage and slowed down after eight days. The temporal trend of the elimination rate was similar to that of bioconcentration. Phenanthrene possessed a higher BCF (37.80) than did Cd (BCF: 13.12), suggesting that phenanthrene could more easily cause bioconcentration in Anadara subcrenata. In the presence of both phenanthrene and Cd (i.e. joint exposure), CAmaxand BCF increased for both compounds as compared to the condition where only one compound was present (i.e. single exposure). The combination of phenanthrene and Cd thus enhanced their bioconcentrations in Anadara subcrenata. The modeled data are not significantly different from the measured ones, validating the semi-static two-compartment model in studying the kinetics of bioconcentrations of phenanthrene and Cd by Anadara subcrenata.

Keywords: phenanthrene; cadmium; Anadara subcrenata; single exposure; joint exposure; bioconcentration; kinetics

目前，我國近海污染主要表現(xiàn)為富營養(yǎng)化、有機(jī)污染和重金屬污染為主。其中重金屬污染主要包括Cd、Zn、Pb、Hg、Cu等典型污染物[1]。鎘作為檢出濃度較高，危害系數(shù)最大的一類重金屬，具有污染范圍廣，分布面積大以及對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成的危害嚴(yán)重等特點(diǎn)，是其他重金屬污染所不及的[2]。多環(huán)芳烴則是有機(jī)污染的典型代表，在海洋水體和沉積物中可以長期存在[3]。鄭關(guān)超等[4]研究表明環(huán)渤海地區(qū)所有養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴的污染狀況特別普遍，其中菲的檢出率和平均含量最高，分別為88.5%和6.53 μg·kg-1。目前關(guān)于菲和鎘在生物體內(nèi)的富集研究已有很多報(bào)道，如陳海剛等[5]研究表明南海海域常見的3種海洋雙殼類軟體動(dòng)物菲律賓蛤仔、近江牡蠣和翡翠貽貝對重金屬Hg、Pb、Cd都有較高的積累量；李學(xué)鵬[6]采用半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型在室內(nèi)條件下模擬了泥蚶和褶牡蠣對Cu、Pb、Cd的生物富集動(dòng)力學(xué)特性。發(fā)現(xiàn)當(dāng)生物富集過程達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)生物有機(jī)體內(nèi)重金屬含量會(huì)隨著水體中重金屬濃度的增加而增加。吳玲玲等[7]研究發(fā)現(xiàn)長江口表層水體中的菲可以對魚體的腮和肝組織產(chǎn)生毒理效應(yīng)。劉憲斌等[8]的研究表明底棲動(dòng)物泥螺對菲的富集規(guī)律不僅與其自身的生活、生理習(xí)性有關(guān)，還受到其棲息環(huán)境的嚴(yán)重影響。

在海洋環(huán)境中，當(dāng)多種污染物共同存在于水體中時(shí)，便會(huì)發(fā)生交互作用，產(chǎn)生復(fù)合污染和聯(lián)合毒性[9]。而單一污染機(jī)制很難解釋多種污染物共存時(shí)的聯(lián)合效應(yīng)，所以開展多種污染物復(fù)合污染條件下對生物體的聯(lián)合作用的研究很有必要。目前關(guān)于復(fù)合污染物在生物體內(nèi)的富集研究僅限于不同重金屬的作用研究，菲和鎘作為多環(huán)芳烴及重金屬污染的典型代表，其聯(lián)合暴露條件下在生物體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)研究還很少見。本研究以毛蚶為受試生物，通過室內(nèi)染毒實(shí)驗(yàn)，對菲和鎘在單一污染和復(fù)合污染條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了對比研究，以分析菲和鎘的聯(lián)合作用方式。該研究對了解近岸海域經(jīng)濟(jì)貝類的污染狀況及對人類的潛在危險(xiǎn)性評價(jià)具有重要的意義，并且可以為海洋污染環(huán)境評價(jià)和環(huán)境監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)生物

實(shí)驗(yàn)所用毛蚶購置于天津市濱海新區(qū)海產(chǎn)品市場。實(shí)驗(yàn)前先將毛蚶馴養(yǎng)7 d，馴養(yǎng)期間每日換水一次，連續(xù)充氧，并定時(shí)投喂角毛藻。然后選擇新鮮、健康、大小均勻的毛蚶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體重(9.00±2.00) g，平均殼高(2.0±0.5) cm。實(shí)驗(yàn)海水為海水晶配制的人工海水，鹽度30‰。

1.1.2 試劑與儀器

菲(phenanthrene)購于美國Sigma公司，純度>98%。使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF，分析純，天津化學(xué)試劑公司)為助溶劑配制菲的母液。重金屬鎘為CdCl2·2.5H2O，分析純，天津市化學(xué)試劑三廠生產(chǎn)。

分析儀器為美國PE AA800型原子吸收分光光度計(jì)，德國Bruker456氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 富集動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)分為富集(15 d)和釋放(15 d)2個(gè)階段，共設(shè)3個(gè)實(shí)驗(yàn)組和2個(gè)對照組，分別是50 μg·L-1菲染毒組(Phe)，500 μg·L-1CdCl2染毒組，50 μg·L-1菲+500 μg·L-1CdCl2復(fù)合染毒組，DMF對照組(DMF體積比<0.01%)和人工海水對照組。每組放入70只毛蚶，連續(xù)充氧，保證溶解氧含量>5 mg·L-1，水溫保持在(23.0±0.5) ℃。

富集階段：實(shí)驗(yàn)共持續(xù)15 d，每24 h換水一次。分別在染毒實(shí)驗(yàn)的第0、2、5、8、10、12、15天采集3～4只毛蚶，去殼后取其肌肉組織，經(jīng)勻漿和冷凍干燥處理，研磨成粉末備用。

釋放階段：染毒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15 d后，將容器中的染毒海水全部換成干凈的人工海水進(jìn)行釋放實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)共持續(xù)15 d，每24 h換水一次。分別在染毒實(shí)驗(yàn)的第17、20、22、25、27、30天采集3～4只毛蚶，樣品處理方法與富集階段一致。

1.2.2 樣品分析

1.2.2.1 毛蚶體內(nèi)鎘含量分析

生物體中鎘含量分析采用GB17378.6—2007中8.1無火焰原子吸收分光光度法進(jìn)行分析測定[10]。

1.2.2.2 毛蚶體內(nèi)菲含量分析

取冷凍干燥后的樣品2 g，加入1 g銅粉、2 g無水硫酸鈉及回收率指示物二氫苊-d10(Ace-d10)，用150 mL的二氯甲烷和正己烷混合溶劑(體積比1∶1)索氏提取24 h(70 ℃水浴)，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(55 ℃水浴，60～70 rs-1)將提取液蒸發(fā)濃縮至5 mL左右，繼續(xù)氮吹至2 mL，經(jīng)濃硫酸脫脂后，將樣品過硅膠柱(1 cm無水硫酸鈉、10 cm硅膠以及1 cm無水硫酸鈉，濕法裝柱)凈化，經(jīng)正己烷淋洗后，用10 mL的二氯甲烷和正己烷混合溶劑(體積比1∶1)進(jìn)行洗脫，然后將洗脫液氮吹至少于0.5 mL，加入內(nèi)標(biāo)物六甲基苯后，用正己烷定容至0.5 mL，待GC-MS測試。

GC-MS儀器采用VF-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行分離，質(zhì)量分析器為離子阱型，離子源為EI源，離子阱溫度230 ℃，傳輸線溫度280 ℃，掃描方式SIM。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 雙箱動(dòng)力學(xué)模型

采用半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型[11]對毛蚶體內(nèi)菲和重金屬Cd含量隨時(shí)間的變化進(jìn)行非線性擬合，其公式主要描述如下：

富集過程(0

CA=C0+Cwk1/k2(1-e-k2t)

(1)

釋放過程(t>t*)：

CA=Cwk1/k2(e-k2(t-t*)-e-k2t)

(2)

式中，t*為富集過程結(jié)束的時(shí)間(d)；C0表示實(shí)驗(yàn)開始前生物體中污染物的含量(μg·g-1)；k1表示生物吸收速率常數(shù)；k2表示生物釋放速率常數(shù)；Cw表示水體污染物濃度(即染毒濃度)(μg·L-1)；CA為生物體內(nèi)污染物含量(μg·g-1)。

生物富集因子BCF計(jì)算公式為：

BCF=k1/k2=limCA/Cw(t→∞)

(3)

生物半衰期公式為：

B1/2=ln2/k2

(4)

富集達(dá)到平衡時(shí)，生物體內(nèi)污染物含量CA max的計(jì)算公式為：

CA max=BCF×Cw

(5)

1.3.2 數(shù)據(jù)處理及模型的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)

使用Origin 8.0軟件分別對菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)富集含量進(jìn)行非線性曲線擬合，通過決定系數(shù)R2來評價(jià)雙箱動(dòng)力學(xué)模型的擬合優(yōu)度。同時(shí)利用模型計(jì)算理論輸出值，與實(shí)際值進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，以此驗(yàn)證雙箱動(dòng)力學(xué)模型用于菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)富集研究的可行性，當(dāng)P<0.05時(shí)，差異顯著。

2 結(jié)果與討論(Results and discussion)

2.1 菲測定樣品指示物回收率和定量分析

GC-MS測定得到的樣品中待測物菲、回收率指示物二氫苊-d10及內(nèi)標(biāo)物六甲基苯的特征圖譜見圖1?？梢姌悠分写郎y物菲、回收率指示物二氫苊-d10及內(nèi)標(biāo)物六甲基苯分離效果較好。樣品處理的同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，所有樣品指示物二氫苊-d10的回收率均在75%～120%之間，平行樣品測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于12%，能夠滿足樣品中菲的定量分析要求。采用內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析，得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2，其相關(guān)系數(shù)r大于0.99，說明其線性關(guān)系良好。

2.2 菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集量

本實(shí)驗(yàn)中DMF對照組與人工海水對照組的毛蚶體內(nèi)菲和重金屬Cd本底含量無顯著性差異(P>0.05)，因此可以認(rèn)為選擇DMF作為助溶劑，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響。

圖1 樣品總離子流圖Fig. 1 The total ion chromatogram of sample

圖2 菲測定內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線注：Ci為菲標(biāo)準(zhǔn)系列濃度(μg·L-1)；Cs為內(nèi)標(biāo)物六甲基苯濃度(100 μg·L-1)； Ai為菲標(biāo)準(zhǔn)系列測定峰面積；As為內(nèi)標(biāo)物六甲基苯測定峰面積。Fig. 2 The internal standard curve for phenanthrene determinationNote:Ci is the concentration of phenanthrene standard series (μg·L-1); Cs is the concentration of hexamethylbenzene, the internal standard substance (100 μg·L-1); Ai is the measured peak area of phenanthrene standard series; As is the measured peak area of hexamethylbenzene.

圖3反映的是富集與釋放實(shí)驗(yàn)階段，菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集量隨時(shí)間的變化。由圖可見，污染物菲在單一染毒及與鎘聯(lián)合染毒條件下，毛蚶體內(nèi)的菲含量在富集階段均隨染毒時(shí)間的增加而增加，從染毒第8天開始，菲在毛蚶體內(nèi)的富集速率降低，說明隨染毒時(shí)間的增加，菲在毛蚶體內(nèi)的富集量會(huì)逐漸趨于平衡。在釋放實(shí)驗(yàn)階段，毛蚶體內(nèi)的菲含量逐漸降低，單一染毒組菲的釋放速率明顯高于復(fù)合染毒組。在整個(gè)富集和釋放階段，菲與鎘聯(lián)合染毒條件下，毛蚶體內(nèi)的菲含量均高于相同濃度的單一染毒組，說明重金屬Cd的聯(lián)合暴露促進(jìn)了菲在毛蚶體內(nèi)的富集。

重金屬Cd實(shí)驗(yàn)組在富集階段，毛蚶體內(nèi)Cd在單一和復(fù)合染毒條件下的富集量隨時(shí)間的增加而增加，復(fù)合污染條件下的增加速率更為明顯。在釋放實(shí)驗(yàn)階段，隨著釋放時(shí)間的延長，毛蚶體內(nèi)Cd含量逐漸降低。在重金屬Cd與菲聯(lián)合染毒條件下，毛蚶體內(nèi)的鎘含量明顯高于相同濃度的鎘單一染毒組，說明菲的聯(lián)合暴露促進(jìn)了重金屬Cd在毛蚶體內(nèi)的富集。

2.3 菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集擬合結(jié)果

用半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型的公式(1)和(2)分別對毛蚶體內(nèi)菲和Cd含量隨時(shí)間的變化進(jìn)行非線性擬合，得到了菲和Cd單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集與釋放曲線，分別見圖4和圖5。

圖3 菲(Phe)和鎘在毛蚶體內(nèi)生物富集量Fig. 3 Bioconcentration contents of phenanthrene (Phe) and Cd in Anadara subcrenata

圖4 菲在毛蚶體內(nèi)的生物富集曲線Fig. 4 Bioconcentration and elimination curves of phenanthrene in Anadara subcrenata

利用半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型分別對毛蚶體內(nèi)菲和Cd含量隨時(shí)間的變化進(jìn)行非線性擬合后，利用公式(1)～(5)計(jì)算得到了菲和鎘單一染毒和復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)，見表1。

由菲和鎘單一染毒與復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)可知，對于污染物菲而言，單一染毒條件下，毛蚶對菲的k1值略高于有Cd存在的復(fù)合污染情況，而其k2值則遠(yuǎn)大于復(fù)合污染情況，說明菲進(jìn)入毛蚶體內(nèi)吸收和釋放的過程中，重金屬Cd的存在可以減緩菲從毛蚶體內(nèi)的釋放，延長了菲的生物半衰期，在復(fù)合染毒條件下，菲在毛蚶體內(nèi)的BCF和CAmax值均大于相同濃度條件下菲單一染毒作用。

由重金屬Cd在單一染毒和與菲復(fù)合染毒條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)可見，在復(fù)合污染條件下，毛蚶對Cd的k1和k2值都大于單一污染情況，k1值表現(xiàn)尤為明顯，復(fù)合污染條件下毛蚶對Cd的k1值是鎘單一污染的1.67倍，說明菲的存在促進(jìn)了Cd在毛蚶體內(nèi)的富集，在復(fù)合染毒條件下，Cd在毛蚶體內(nèi)的BCF和CAmax值均大于相同濃度條件下單一染毒作用，表明菲和鎘共存對二者在毛蚶體內(nèi)的富集具有協(xié)同效應(yīng)。

對比毛蚶對菲和鎘2種不同污染物的生物富集因子可知，菲的BCF值遠(yuǎn)大于鎘，說明相對于重金屬污染物Cd，有機(jī)污染物菲更容易在生物體內(nèi)富集，這與菲的親脂性有關(guān)，與筆者前期對菲和鎘單一與聯(lián)合暴露對毛蚶的氧化脅迫研究結(jié)果[12]一致。重金屬、多環(huán)芳烴等污染物在生物體中的累積通常會(huì)對生物體造成氧化脅迫，表現(xiàn)為誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生活性氧化物(ROS，包括O2·-、H2O2和·OH等)，引發(fā)生物膜中脂質(zhì)過氧化作用，導(dǎo)致丙二醛(MDA)含量升高，超氧化歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽(GSH)和酚氧化酶(PO)等抗氧化酶活性的改變，甚至可引起細(xì)胞代謝、功能和結(jié)構(gòu)的變化[13-14]。菲對毛蚶SOD和CAT的誘導(dǎo)作用明顯大于鎘。由于菲的親脂特性，在毛蚶體內(nèi)更容易富集，對比毛蚶對菲和Cd的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)可見，毛蚶對菲的k1值遠(yuǎn)大于重金屬Cd，而k2值小于Cd，因此菲更容易在生物體內(nèi)富集，而且不容易釋放，生物半衰期時(shí)間較長，對生物體表現(xiàn)出的毒性作用更為明顯。

圖5 鎘在毛蚶體內(nèi)生物富集曲線Fig. 5 Bioconcentration and elimination curves of Cd in Anadara subcrenata

表1 毛蚶對菲(Phe)和鎘的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 1 Kinetic parameters for bioconcentration of phenanthrene (Phe) and Cd in Anadara subcrenata

注：Cw為染毒濃度；k1為吸收速率常數(shù)；k2為釋放速率常數(shù)；BCF為生物富集因子；B1/2為生物半衰期；CAmax為平衡狀態(tài)下最大富集量。

Note:Cwis the exposure concentration of pollutants; k1is the uptake rate constant; k2is the elimination rate constant; BCF is the bioconcentration factor; B1/2is the biological half-life; CAmaxis the maximum bioaccumulation contents at the equilibrium state.

菲和鎘聯(lián)合暴露在毛蚶體內(nèi)的BCF和CAmax值均大于菲和鎘的單一作用，這與前期研究得到菲和鎘聯(lián)合暴露對毛蚶的氧化脅迫大于菲和鎘的單獨(dú)作用結(jié)論[12]相一致。從表1中的富集動(dòng)力學(xué)參數(shù)來看，菲和鎘這2種不同的污染物在聯(lián)合暴露條件下，在毛蚶體內(nèi)的富集會(huì)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。對于親脂性較強(qiáng)的有機(jī)污染物菲，重金屬Cd的存在可進(jìn)一步降低其釋放速率，延長生物半衰期，增強(qiáng)菲對生物體的毒性作用；而對于重金屬Cd而言，菲的存在可促進(jìn)生物體對鎘的富集，增加其在生物體中的最大富集量。其毒理機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

在釋放實(shí)驗(yàn)階段，當(dāng)進(jìn)行清水恢復(fù)后，毛蚶體內(nèi)的菲和重金屬Cd含量均有不同程度下降，說明在停止染毒后，毛蚶具有一定的自我恢復(fù)能力，隨自身的新陳代謝，體內(nèi)的污染物會(huì)逐漸排出。

2.4 模型的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)

菲和鎘在單一污染和復(fù)合污染條件下，在毛蚶體內(nèi)富集和釋放過程的非線性曲線擬合得到的各組決定系數(shù)R2值見表2，其數(shù)值范圍在0.9541～0.9756之間，說明非線性擬合的擬合度較高。同時(shí)利用模型計(jì)算毛蚶體內(nèi)菲和重金屬Cd的擬合含量，與實(shí)際值進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，得到的P值均大于0.05，說明2組數(shù)據(jù)之間不存在顯著性差異，擬合方程和擬合參數(shù)可信，由此驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)條件下半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型用于富集研究是可信的。

表2 非線性擬合擬合優(yōu)度檢驗(yàn)信息Table 2 Summary of statistical information to assess the goodness of nonlinear fitting

在實(shí)驗(yàn)條件下，菲和鎘在毛蚶體內(nèi)富集階段前期富集速率較高，8 d以后富集速率減緩，釋放階段與富集階段相似；毛蚶對菲的生物富集因子BCF值為37.80，遠(yuǎn)大于重金屬Cd的BCF值13.12，且生物半衰期時(shí)間更長，說明菲更容易在生物體內(nèi)富集，這與有機(jī)污染物菲的親脂特性有關(guān)；菲和鎘在聯(lián)合暴露條件下，在毛蚶體內(nèi)的CAmax和BCF值均大于單一作用，說明二者同時(shí)暴露時(shí)，毛蚶對菲和鎘的吸收富集均有所增強(qiáng)，其毒理機(jī)制還有待進(jìn)一步研究；在菲和鎘單一污染和復(fù)合污染條件下，采用半靜態(tài)雙箱動(dòng)力學(xué)模型對菲和鎘在毛蚶體內(nèi)富集和釋放過程進(jìn)行的非線性曲線擬合，擬合程度較高，模型輸出值和實(shí)測值之間無顯著性差異，說明擬合方程和擬合參數(shù)可信。

[1] Tang D G, Kent W W, Peter H S. Distribution and partitioning of trace metals (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) in Galveston Bay waters [J]. Marine Chemistry, 2002, 78(5): 29-45

[2] 彭士濤, 胡焱弟, 白志鵬. 渤海灣底質(zhì)重金屬污染及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 水道港口, 2009, 30(1): 57-60

Peng S T, Hu Y D, Bai Z P. Pollution assessment and ecological risk evalution for heavy metals in the sediments of Bohai Bay [J]. Journal of Waterway and Harbor, 2009, 30(1): 57-60 (in Chinese)

[3] Filipkowska A, Lubecki L, Kowalewska G. Polycyclic aromatic hydrocarbon analysis in different matrices of the marine environment [J]. Analytica Chimica Acta, 2005, 547(2): 243-254

[4] 鄭關(guān)超, 郭萌萌, 趙春霞, 等. 環(huán)渤海地區(qū)養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴(PAHs)污染殘留及健康風(fēng)險(xiǎn)評估[J]. 中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn), 2015, 5(6): 20-26

Zheng G C, Guo M M, Zhao C X, et al. Residue levels of PAHs in aquaculture products from Bohai Bay and their health risk assessment [J]. Chinese Fishery Quality and Standards, 2015, 5(6): 20-26 (in Chinese)

[5] 陳海剛, 林欽, 蔡文貴, 等. 3種常見海洋貝類對重金屬Hg Pb和Cd的積累與釋放特征比較[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 27(3): 1163-1167

Chen H G, Lin Q, Cai W G, et al. Comparisons on the accumulation and elimination characteristic of Hg, Pb and Cd in three kinds of marine bivalve molluscs [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2008, 27(3): 1163-1167 (in Chinese)

[6] 李學(xué)鵬. 重金屬在雙殼貝類體內(nèi)的生物富集動(dòng)力學(xué)及凈化技術(shù)的初步研究[D]. 杭州: 浙江工商大學(xué), 2008: 25-60

[7] 吳玲玲, 明璽, 陳玲, 等. 長江口水域菲含量及對斑馬魚組織結(jié)構(gòu)的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2007, 30(7): 13-17

Wu L L, Ming X, Chen L, et al. Phenanthrene in waters of the Yangtze estuary and its histopathological effect onzebrafish [J]. Environmental Science of Technology, 2007, 30(7): 13-17 (in Chinese)

[8] 劉憲斌, 陳楠, 田勝艷, 等. 天津高沙嶺潮間帶泥螺對多環(huán)芳烴菲的累積特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2009, 4(18): 1241-1246

Liu X B, Chen N, Tian S Y, et al. Accumulation characteristics of persistent organic pollutants phenanthrene inBullacta exarata from intertidal zone of Gaoshaling, Tianjin [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2009, 4(18): 1241-1246 (in Chinese)

[9] Sun F H, Zhou Q X, Wang M, et al. Joint stress of copper and petroleum hydrocarbons on the polychaete Perinereis aibuhitensis at biochemical levels [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2009, 72(7): 1887-1892

[10] 國家海洋局. GB17378—2007 海洋監(jiān)測規(guī)范[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008

[11] Kahle J, Zauke G P. Bioaccumulation of trace metals in the copepod Calanoides acutus from the Weddell Sea (Antarctica): Comparison of two-compartment and hyperbolic toxicokinetic models [J]. Aquatic Toxicology, 2002, 59(1/2): 115-135

[12] 閻波, 李英, 高楠, 等. 菲-Cd單一與聯(lián)合作用對毛蚶的氧化脅迫及損傷[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 2015, 34(6): 858-864

Yan B, Li Y, Gao N, et al. Single and combined effects of oxidative pressure and damages of phenanthrene and cadmium on Anadara subcrenata [J]. Marine Environmental Science, 2015, 34(6): 858-864 (in Chinese)

[13] 匡少平, 孫東亞. 多環(huán)芳烴的毒理學(xué)特征與生物標(biāo)記物研究[J]. 世界科技研究與發(fā)展, 2007, 29(2): 41-47

Kuang S P, Sun D Y. Toxicological characteristics and biomarkers of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) [J]. World Science and Technology Research and Development, 2007, 29(2): 41-47 (in Chinese)

[14] 王曉宇, 楊洪生, 王清. 重金屬污染脅迫對雙殼貝類生態(tài)毒理效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 海洋科學(xué), 2009, 33(10): 112-118

Wang X J, Yang H S, Wang Q. Ecotoxicological effects of heavy metal pollution on bivalves: A review [J]. Marine Science, 2009, 33(10): 112-118 (in Chinese)

◆

KineticsofBioconcentrationsofPhenanthreneandCadmiuminTissuesofAnadarasubcrenataunderSingleandJointExposures

Yan Bo1,2,*, Tan Songqin2, Ma Xiaofang2, Liu Xianbin1,2, Tian Shengyan1,2, Zhang Tao2, Wang Lu2

1. Tianjin Key Laboratory of Marine Resource and Chemistry, Tianjin 300457, China2. College of Marine and Environmental Sciences, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300457, China

10.7524/AJE.1673-5897.20160927001

2016-09-27錄用日期2016-11-22

1673-5897(2017)3-572-07

X171.5

A

閻波(1973—)，女，環(huán)境科學(xué)工學(xué)博士，副教授，主要研究方向?yàn)槲廴疚镞w移轉(zhuǎn)化及其環(huán)境效應(yīng)。

天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃(15JCYBJC23200)資助項(xiàng)目

閻波(1973—)，女，環(huán)境科學(xué)工學(xué)博士，副教授，研究方向?yàn)槲廴疚镞w移轉(zhuǎn)化及其環(huán)境效應(yīng)，E-mail: yanbo@tust.edu.cn

閻波, 譚送琴, 馬曉芳, 等. 菲和鎘單一及復(fù)合污染條件下在毛蚶體內(nèi)的富集動(dòng)力學(xué)研究[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2017, 12(3): 572-578

Yan B, Tan S Q, Ma X F, et al. Kinetics of bioconcentrations of phenanthrene and cadmium in tissues of Anadara subcrenata under single and joint exposures [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(3): 572-578 (in Chinese)