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《上海第二工业大学》 2018年
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电子废弃物拆解场地典型污染物铅和四溴联苯醚的联合毒性研究

张晴  
【摘要】:目前国内外电子废弃物拆解场地出现了严重的重金属及有机污染问题,该污染问题对生态系统及人体健康具有极高风险;铅和四溴联苯醚(BDE-47)是电子废弃物拆解场地存在的两种代表性污染物,目前对以上2种物质联合毒性研究较少,尤其是神经毒性;斑马鱼被认为是研究发育早期阶段低浓度污染物暴露诱导神经行为毒性的优良模式生物。因此,本研究以斑马鱼胚胎/仔鱼为研究对象,依据电子废弃物拆解场地周边环境介质中检测到的污染物铅和BDE-47的浓度水平,将铅暴露浓度设置为0、5、10、20μg·L~(-1),BDE-47暴露浓度设置为0、100、200、400μg·L~(-1),并配制Pb和BDE-47混合暴露液,在玻璃培养皿中对发育正常的斑马鱼胚胎进行暴露,进行以下几个方面的研究工作:1、进行污染物发育毒性效应的评价染毒后将培养皿置于光照培养箱中培养,每24 h在体视镜下观察胚胎孵化、死亡和畸形情况。研究结果表明:各暴露组均对斑马鱼胚胎/仔鱼具有发育毒性作用,出现孵化率和存活率下降,卵黄囊肿、心包囊肿和脊柱弯曲等畸形现象。联合暴露组中,当BDE-47浓度不变,仔鱼存活率及孵化率随Pb浓度的升高而降低,具有剂量-效应关系;当Pb浓度不变,BDE-47对仔鱼的存活率及孵化率也存在相似规律。2、进行污染物神经行为毒性效应的评价暴露至6 dpf,随机挑选发育正常的斑马鱼仔鱼进行行为学实验。本研究涉及的行为学效应包括运动行为、转动行为和社交行为。斑马鱼行为学效应终点均通过Zebrabox行为测试系统进行检测,测试时长为30 min。(1)运动行为测试终点为仔鱼运动轨迹和运动总量。研究结果表明,在光照条件下,铅暴露对斑马鱼仔鱼的运行行为并未产生显著影响;而100μg·L~(-1)和400μg·L~(-1)的BDE-47暴露能诱导仔鱼出现显著的活动减退(Hypoactivity)现象(P0.05)。在黑暗条件下,20μg·L~(-1)铅暴露以及200μg·L~(-1)、400μg·L~(-1)的BDE-47暴露能诱导仔鱼出现显著的活动减退现象(P0.05)。在BDE-47+Pb联合暴露中(200+5Pb,400+5Pb,100+20Pb,200+20Pb,400+20Pb),6组能在光照测试条件下诱导仔鱼出现显著的活动减退;而200+5Pb,400+5Pb,200+10Pb,400+10Pb,100+20Pb,200+20Pb,400+20Pb共7个联合暴露组能在黑暗周期内诱导仔鱼出现显著的活动减退(P0.05)。由于联合暴露组中仔鱼运动减退行为比较显著,因此Pb和BDE-47联合暴露对斑马鱼仔鱼活动减退具有协同作用。(2)转动行为测试终点为仔鱼在游动时各设定路径角度范围内的次数和总转圈次数。研究结果表明,所有暴露组的仔鱼更倾向向右偏转,并且环境污染物Pb和BDE-47并不能改变斑马鱼的行径路径角度和偏转偏好。在光照条件下,铅或BDE-47单独暴露均未改变斑马鱼仔鱼的转向行为;在黑暗条件下,10μg·L~(-1)和20μg·L~(-1)铅暴露及400μg·L~(-1)BDE-47暴露诱导仔鱼出现了显著的转向次数减少的现象(P0.05)。在BDE-47+Pb联合暴露中(200+5Pb,400+5Pb,200+20Pb,400+20Pb),4组能在黑暗测试条件下诱导仔鱼的转向次数显著减少;而400+5Pb,100+20Pb,200+20Pb,400+20Pb共4个联合暴露组能在光照周期内诱导仔鱼的转向次数显著减少(P0.05)。(3)社交行为测试终点为仔鱼两两接触的时间及接触次数。研究结果表明,在黑暗条件下,铅暴露对斑马鱼仔鱼的社交行为并未产生显著影响;但在光照条件下20μg·L~(-1)铅暴露却显著改变了仔鱼的社交行为特别是社交次数。低浓度BDE-47暴露对斑马鱼仔鱼的社交行为并未产生显著影响;但高浓度400μg·L~(-1)BDE-47暴露却显著改变了仔鱼的社交时间。在BDE-47+Pb联合暴露中(200+5Pb,400+5Pb,200+20Pb,400+20Pb),4组仔鱼在光照条件下的社交时间显著高于对照组(P0.05);而在黑暗条件下,200+5Pb,200+20Pb,400+20Pb的3组仔鱼社交时间出现显著增加的现象;并且联合暴露组中仅有400+10Pb暴露诱导仔鱼社交次数显著增加。3、暴露液和6dpf斑马鱼仔鱼体内铅和BDE-47含量的检测采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、气相色谱(GC)分别检测暴露液和6 dpf仔鱼体内Pb和BDE-47含量。结果表明,联合暴露组中Pb与BDE-47含量与单独暴露组相比无显著性差异;联合暴露组中6dpf仔鱼对Pb的摄取量均显著低于Pb单独暴露时仔鱼对Pb的摄取量(P0.05);说明BDE-47存在会抑制仔鱼对Pb的摄取量;而联合暴露中仔鱼对BDE-47的摄取量与暴露液中Pb浓度有关,5μg·L~(-1)和20μg·L~(-1)的Pb对仔鱼摄取BDE-47有显著的促进作用,而10μg·L~(-1)的Pb对幼鱼摄取BDE-47有显著的抑制作用(P0.05)。
【学位授予单位】:上海第二工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X171.5;X705

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