重金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

摘要：中國(guó)林蛙是中國(guó)重要的野生經(jīng)濟(jì)蛙類，本文從鎘離子、鉛離子、鉻離子、銅離子和汞離子等重金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)進(jìn)行綜述，為中國(guó)林蛙在自然生態(tài)環(huán)境下的保護(hù)和養(yǎng)殖條件的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金屬離子；中國(guó)林蛙；毒性

中國(guó)林蛙（Rana chensinensis），屬兩棲綱無(wú)尾目蛙蝌蚪屬，是中國(guó)重要的野生經(jīng)濟(jì)蛙類，廣泛分布在中國(guó)長(zhǎng)白山地區(qū)為主的北方各省，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的的兩棲動(dòng)物。近年來(lái)隨著生態(tài)環(huán)境的污染和人類的濫捕亂殺，野生林蛙的數(shù)量急劇減少。而重金屬離子在中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程有著很大的影響，目前重金屬對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)研究主要有：鎘離子，鉛離子，鉻離子，銅離子，汞離子，鋁離子，鈷離子等。近年來(lái)通過(guò)對(duì)重金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)進(jìn)行一系列的研究并取得了一定的研究成果。

一、鎘離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

鎘是動(dòng)物體內(nèi)的非必需元素且有毒的元素，是重要的工業(yè)和環(huán)境污染物，鎘是人還是IA級(jí)致癌物，具有致癌、致畸和致突變作。兩棲動(dòng)物在幼體發(fā)育過(guò)程中對(duì)毒物的反應(yīng)比較敏感，是作為毒理學(xué)研究的理想材料之一。

黃敏毅等[1]研究人員，講中國(guó)林蛙蝌蚪分別暴露于加Cd2+的自來(lái)水和去離子水中，急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出：在含鎘離子的自來(lái)水中24、48、72、96h半致死濃度（LC50）分別為5.72、5.14、3.67和3.10mg/L；安全濃度為（SC）為1.22mg/L。在去離子水中，鎘離子對(duì)林蛙蝌蚪的24、48、72、96h半致死濃度（LC50）分別為0.16、0.15、0.13和0.12mg/L；安全濃度為（SC）為0.04mg/L。結(jié)果表明林蛙蝌蚪死亡率隨著濃Cd2+度的升高和染鎘離子時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，且鎘離子加入去離子水中對(duì)林蛙蝌蚪的毒性比在自來(lái)水中更強(qiáng)。另外，將26-27期林蛙蝌蚪飼養(yǎng)在含鎘離子0.05、0.1、0.2和0.4mg/L的自來(lái)水中直至完全變態(tài)，通過(guò)對(duì)完全變態(tài)所需的時(shí)間、平均體重和長(zhǎng)度增長(zhǎng)率的測(cè)定，研究在SC以下鎘離子對(duì)林蛙蝌蚪胚后發(fā)育的影響。隨著鎘離子濃度的升高，蝌蚪的平均體重和長(zhǎng)度增長(zhǎng)率降低，完全變態(tài)發(fā)育所需時(shí)間增長(zhǎng)。說(shuō)明鎘離子污染在SC以下仍可抑制中國(guó)林蛙蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育，延緩變態(tài)。

二、鉛離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

鉛主要作用于生物體的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官并產(chǎn)生多系統(tǒng)性、多器官性的毒害作用[2]。隨著含鉛廢氣和工業(yè)廢水的排放，鉛也成水環(huán)境中重要的重金屬污染元素之一。

王建鑫等[3]研究人員，采用標(biāo)準(zhǔn)水生生物毒性測(cè)定方法研究鉛離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的毒效應(yīng)。急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在水溫22-24°C的條件下，鉛離子對(duì)林蛙蝌蚪的24、48、72h半致死濃度（LC50）分別為3.30，1.66，1.41mg/L；安全濃度為（SC）為0.13mg/L。蝌蚪的死亡率隨著鉛離子的濃度的升高和染鉛離子時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著鉛離子濃度的升高，蝌蚪的平均全長(zhǎng)和體重逐漸降低，死亡率和畸形率提高，血細(xì)胞微核及核異?，F(xiàn)象明顯，說(shuō)明低濃度的鉛離子污染仍可抑制中國(guó)林蛙蝌蚪的生長(zhǎng)和發(fā)育。

三、鉻離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

鉻制劑是魚類養(yǎng)殖過(guò)程中常見的飼料添加劑[4]，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)這類金屬離子在水體中的含量逐年增加，再加上城市和生活污水的不合理排放，導(dǎo)致鉻離子成為了水環(huán)境的重要的重金屬污染元素。

石戈等[5]研究人員，采用標(biāo)準(zhǔn)水生生物毒性測(cè)定方法研究研究鉻離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的毒性效應(yīng)。急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在水溫22-24°C的條件下，鉻離子對(duì)林蛙蝌蚪的24、48、72h半致死濃度（LC50）分別為4.16，4.48，4.57mg/L；安全濃度（SC）為1.55mg/L，同時(shí)蝌蚪的死亡率隨著鉻離子濃度的升高和鉻離子處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著鉻離子濃度的升高，蝌蚪的平均尾長(zhǎng)、全長(zhǎng)和體重的日增長(zhǎng)值逐漸降低，成蛙率和存活率也明顯減少，說(shuō)明鉻離子污染在安全濃度以下仍可以抑制中國(guó)林蛙蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)觀察了低濃度鉻離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的致畸效應(yīng)，結(jié)果表明低濃度鉻離子能導(dǎo)致蝌蚪四肢和內(nèi)臟發(fā)育的畸形。

四、銅離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

銅離子是一種對(duì)生物毒性較大的重金屬，在工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的含銅殺菌劑、殺蟲劑和肥料等物質(zhì)中均含有大量的銅離子[6]。當(dāng)水域中的銅離子濃度超過(guò)一定限度時(shí)，則會(huì)對(duì)水生動(dòng)物產(chǎn)生一定的毒害作用。

雒林通，萬(wàn)紅玲等[7]研究人員，在水溫18-22°C的條件下，采用標(biāo)準(zhǔn)水生生物毒性測(cè)定方法，研究了銅離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的急性和慢性效應(yīng)。急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：銅離子對(duì)林蛙蝌蚪的24、48、72h半致死濃度（LC50）分別為0.038、0.024、0.021mg/L；安全濃度為（SC）為0.0029mg/L。慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在安全濃度（SC=0.0029mg/L）以下，銅離子對(duì)蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育有兩方面的影響：低濃度（0.00012mg/L）時(shí)，銅離子對(duì)蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育有促進(jìn)作用，蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育較快；較高濃度（大于0.012mg/L）時(shí)，銅離子對(duì)蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育有抑制作用，蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，且有明顯的毒害作用，游泳能力下降，尾巴透明化，出現(xiàn)畸形。慢性毒性實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)銅離子濃度與蝌蚪體內(nèi)銅含量有顯著線性正相關(guān)，銅離子濃度越高，越容易在蝌蚪體內(nèi)富集。

五、汞離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)

汞是自然界中一種有毒重金屬元素，是動(dòng)物體內(nèi)的非必需元素，具有極強(qiáng)的生物累積作用，即使是低濃度的汞，一旦進(jìn)入水環(huán)境中也可通過(guò)水生食物鏈的富集作用，使水生動(dòng)物體內(nèi)的汞含量嚴(yán)重超標(biāo)[8-9]。

徐紀(jì)蕓等[10]研究人員將中國(guó)林蛙蝌蚪暴露于含汞離子的曝氣自來(lái)水中，統(tǒng)計(jì)得出在24、48、72和96h半致死濃度（LC50）分別為1.048，0.849，0.609和0.488mg/L；并計(jì)算得出安全濃度為（SC）為0.167mg/L。說(shuō)明蝌蚪的死亡率隨著汞離子質(zhì)量濃度的增大和時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷的升高，且蝌蚪出現(xiàn)尾部彎曲和腹部膨大的中毒現(xiàn)象。另外將26-27期林蛙蝌蚪飼養(yǎng)在汞離子質(zhì)量濃度分別為10，20，30和40μg/L的曝氣自來(lái)水中，毒染40d。慢性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)，蝌蚪體內(nèi)汞含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。染毒30d后基本達(dá)到穩(wěn)定，且各染毒組蝌蚪體內(nèi)汞的含量非常接近，說(shuō)明當(dāng)蝌蚪對(duì)汞的吸收量和代謝排出量達(dá)到平衡后，其體內(nèi)汞含量基本不隨外界汞含量的變化而變化。

除了以上五種金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)的研究外，馬麗，吳民耀等[11]研究人員又用七種金屬離子對(duì)中林蛙做了急性毒性實(shí)驗(yàn)研究。為評(píng)估銅離子，汞離子，鉻離子，鎘離子，鋰離子，鋁離子和鈷離子七種金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的急性毒性效應(yīng)，采用生物毒性試驗(yàn)方法對(duì)中國(guó)林蛙36期蝌蚪，進(jìn)行上述七種金屬離子的急性毒性試驗(yàn)。在此過(guò)程中，對(duì)照組蝌蚪游動(dòng)正常，無(wú)死亡現(xiàn)象，試驗(yàn)組蝌蚪的死亡個(gè)數(shù)均隨著金屬離子質(zhì)量濃度的增加而增加，并與暴露時(shí)間的延長(zhǎng)呈正相關(guān)。七種金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的24h-LC50、48h-LC50、72h-LC50、94h-LC50大小排列順序均為：Co2+>Al3+>Li+>Cd2+>Cr6+>Hg2+>Cu2+。試驗(yàn)所得銅離子汞離子鉻離子鎘離子鋰離子鋁離子和鈷離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的94h-LC50分別為0.270、0.803、2.375、7.351、11.273、17.265、20.973mg/L，依據(jù)安全濃度計(jì)算公式。得出七種金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的安全濃度風(fēng)別為0.00270、000803、0.02375、0.07351、0.11273、0.177265、0.20973mg/L。七種金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪的毒性大小表現(xiàn)為：銅離子和汞離子對(duì)蝌蚪毒性最大，鉻離子和鎘離子次之，鋰離子、鋁離子和鈷離子的毒性作用相對(duì)較小。

綜上所述，重金屬離子及其它環(huán)境因子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的影響均有文獻(xiàn)報(bào)道，較多的研究結(jié)果為人們?cè)谥袊?guó)林蛙的合理養(yǎng)殖、生態(tài)環(huán)境保護(hù)及防治敵害等方面提供重要的科學(xué)理論依據(jù)。兩棲動(dòng)物動(dòng)物的幼體鰓和皮膚的滲透性強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)的反應(yīng)極為敏感[12]，因此水體污染生物監(jiān)測(cè)中的重要指示動(dòng)物[13-14]。而我們的水體生態(tài)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，不僅只受單一的環(huán)境因素影響。雖然有關(guān)重金屬離子對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)已有了許多的報(bào)道，但是對(duì)于多種重金屬離子同時(shí)對(duì)中國(guó)林蛙蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)的報(bào)道比較匱乏。

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作者簡(jiǎn)介：王國(guó)強(qiáng)（1978-），男，漢族，陜西府谷人，碩士，講師。從事動(dòng)物生理學(xué)研究。