本研究以大型溞为试验对象, 按照我国“ 化学农药环境安全评价试验准则” ^[5]和OECD“ 化学品测试方法” ^{[6, 7]}的要求, 研究了3种重金属对大型溞的急性毒性, 并进行毒性级别评价, 旨在评价重金属在环境中暴露后对大型溞的安全性, 从而为其对水生生物的危害的风险控制提供科学依据。

对试验溶液的水温、pH值、硬度、溶解氧含量进行定期监测表明, 水体中溶解氧含量均在5.8 mg· L^-1以上, 水温、pH值和硬度均满足试验方法的要求。试验期间实验室条件均符合准则要求, 且空白对照组死亡率< 10%, 表明本实验室的条件、设备、方法及试验水生生物的质量均符合试验要求。

从表1可以看出, 不同重金属对大型溞的急性毒性存在显著差异。供试的3种重金属离子中, Hg²⁺对大型溞毒性作用最高, 对大型溞毒性表现为剧毒性; 其次为Ni⁺, 表现为中毒性; Mn²⁺对大型溞毒性作用最低, 表现为低毒性。Hg²⁺、Ni⁺和Mn²⁺重金属离子处理大型溞后, 受试大型溞表现为沉底, 游动少, 不灵活。48 h半抑制浓度EC₅₀和95%置信区间分别为0.0211(0.0203~0.0219)、2.18(1.81~2.62)和35.6(34.2~37.0)mg· L^-1。

表1

表1

表1 重金属对大型溞的急性毒性作用 重金属 离子 EC50/(mg· L-1) 毒性 级别 24 h 48 h Hg2+ 0.0343(0.0305~0.0385) 0.0211(0.0203~0.0219) 剧毒 Ni+ 9.66(7.98~11.7) 2.18(1.81~2.62) 中毒 Mn2+ 37.0(35.6~38.5) 35.6(34.2~37.0) 低毒

表1 重金属对大型溞的急性毒性作用

从图1可以看出, 随着重金属浓度的增加, 大型溞的死亡率整体表现为增加趋势, 且随着曝光时间的延长, 大型溞的死亡率也随之增加。曝光24 h时, 对大型溞的急性毒性顺序为Hg²⁺> Ni⁺> Mn²⁺; 随着曝光时间的延长, 重金属对大型溞的急性毒性表现出增加的趋势, 暴露48 h时, 除Hg²⁺处理组在低浓度0.0 176 mg· L^-1引起大型溞的死亡率为5%之外, 其他重金属离子在低浓度时均未表现出对大型溞的急性毒性作用。但随着浓度增加, 各种重金属离子均表现出对大型溞的毒性作用。48 h时各种重金属对大型溞的急性毒性顺序为Hg²⁺> Ni⁺> Mn²⁺, 与曝光24 h时对大型溞的毒性次序一致。

图1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 3种重金属对大型溞急性毒性作用

本研究测定结果表明, 不同重金属对大型溞的急性毒性存在显著差异, 其中Hg²⁺对大型溞的急性毒性明显高于Ni⁺和Mn²⁺, 且Hg²⁺对大型溞的急性毒性是Mn²⁺对大型溞的急性毒性的1 687倍(48 h结果)。

露凌霞等^[20]研究表明, Hg²⁺对大型溞具有较强的毒性, 毒性随浓度增加而增强, Hg²⁺的48 h的EC₅₀值为0.023 mg· L^-1, 此结果与本研究中Hg²⁺的48 h的EC₅₀值为0.021 mg· L^-1结果相近, Hg²⁺对大型溞毒性属于剧毒级毒。霍元子等^[21]报道, Ni²⁺对西藏拟溞的48 h的EC₅₀值为66.09 mg· L^-1, 与本试验Ni²⁺对大型溞48 h的EC₅₀为2.18 mg· L^-1差距较大, 从毒性数据判断, 大型溞对Ni²⁺比西藏拟溞更敏感。通过其他重金属离子对西藏拟溞的急性毒性数据(如Cu²⁺、Zn²⁺的EC₅₀)与董晓晓等^{[22, 23, 24]}对大型溞毒性研究比较可以发现, 大型溞对大多数重金属离子的敏感性均高于西藏拟溞。

Mn²⁺对大型溞毒性虽然较低, 为低毒级, 但在工业废水、矿区水体等领域中存在, 对水生生物的影响仍然严峻^[25]。

在水生生态环境中, 溞是水生生物食物链中重要的一员, 重金属污染水体后, 势必对水生生物造成危害。重金属的性质、重金属实际污染量以及当时的环境条件状况等都会影响重金属对生态环境的安全性^[13]。本研究中测定的3种重金属离子中除Mn²⁺对大型溞的毒性为低毒级以外, 其他离子对大型溞均表现出不同等级的毒性, 可见重金属离子对水体环境产生影响, 进而对大型溞产生较强的毒性效应。本试验测定了3种重金属在实验室条件下对大型溞的急性毒性水平, 反映了3种重金属以单一形态存在于环境条件下对水环境生态系统产生的急性毒性和环境效应。而在自然生态环境中, 重金属等污染物往往是以复合形态存在的, 对自然界造成复合污染。因此, 应加强重金属等污染物对生态环境的联合毒力效应、亚慢性和慢性毒性的风险等方面的研究, 为全面评价其对生态环境的危害风险控制提供基础数据。