三峽庫區(qū)食物網(wǎng)重金屬的生物富集及其營養(yǎng)動力學(xué)研究.pdf

1、三峽水庫位于長江中上游的干流，是世界上最大的水電型水庫，也是我國淡水資源的重要儲蓄庫，對我國的防洪、灌溉、供電等具有重要意義。三峽大壩的建立使庫區(qū)水文條件發(fā)生了顯著的改變:水流變慢，水體滯留時間延長，水庫泥沙淤積，水體自凈能力減弱等，一系列水文狀況的改變引起了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。重金屬作為一類難降解的持久性有毒污染物，可通過攝食途徑進入生物體并產(chǎn)生生物富集和生物放大，對水生生態(tài)安全和居民水產(chǎn)品食用安全構(gòu)成潛在威脅。三峽庫區(qū)土壤中重金屬的

2、背景值較高，同時由于其特殊的地理形勢，人為活動的加劇以及庫區(qū)周邊城市工業(yè)的迅速發(fā)展，庫區(qū)面臨重金屬生態(tài)風(fēng)險。因此，有必要研究三峽庫區(qū)在蓄水前后重金屬濃度的變化及水產(chǎn)品的安全等問題。
　　本研究首次報道了重金屬（汞、鎘、鉛、銅、鐵和鋅）在三峽庫區(qū)食物網(wǎng)中從初級食物源到高營養(yǎng)級捕食者的營養(yǎng)轉(zhuǎn)移。運用碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)構(gòu)建庫區(qū)典型水域的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu);初步分析了初級食物源和不同營養(yǎng)級水生生物的重金屬濃度及其與蓄水前的比較;結(jié)合庫區(qū)的環(huán)境因

3、子，探討重金屬濃度與生物及非生物因子之間的關(guān)系;結(jié)合庫區(qū)上、中、下游的水文狀況及水位周期性變化的情勢，分析水生生物組織中的重金屬含量的時空差異特征;根據(jù)各食物源及水生生物組織中的碳、氮穩(wěn)定同位素水平，分析各種重金屬是否沿著水生生物食物鏈產(chǎn)生生物放大，并探討與其有關(guān)的環(huán)境因子的影響，本研究成果如下:
　　1、運用穩(wěn)定同位素技術(shù)分析了庫區(qū)食物網(wǎng)的時空變化特征，結(jié)果表明:δ13C值的變化范圍為-27.55‰～-20.57‰，顆粒懸浮物中

4、的δ13C值最高，圓田螺具有最低δ13C值。整體上，生物樣品的δ13C值在三個采樣位置間差異不顯著，但是中上游地區(qū)δ13C值的分布范圍更廣，食物源中的碳源也更多樣化;δ13C在不同的蓄水時期存在顯著性差異，枯水期的δ13C值高于豐水期。δ15N值的分布范圍為6.22‰～13.9‰，草食性的草魚為最低值，而肉食性的鱖具最高值。整體上，三個采樣位置的δ15N存在顯著性差異，中上游地區(qū)高于下游地區(qū);不同水位時期的δ15N值無顯著性差異。

5、>　　2、2011～2012年對庫區(qū)水體、顆粒懸浮物、無脊椎動物及魚類中的重金屬進行了系統(tǒng)調(diào)查，結(jié)果表明六種重金屬濃度的最大值均沒有超過國家規(guī)定的水產(chǎn)品食用安全標(biāo)準(zhǔn)，六種重金屬的濃度依次為(ng g-1ww)∶ Fe(659.35～9330.62)＞Zn(421.04～6448.3)＞Cu(25.86～3568)＞Hg(17.76～116.97)＞Pb(20.29～92.57＞Cd(3.2～45.77)。Hg和Zn濃度相對蓄水前稍高，其

6、他幾種重金屬濃度則低于蓄水前的水平;與國外的水庫相比，三峽庫區(qū)重金屬的濃度整體上偏低。
　　3、三個采樣區(qū)域和四個采樣季節(jié)同時采集到的魚類有20種，基本涵蓋了三峽庫區(qū)不同食性和棲息水層的魚類。鯉魚的Cd和Zn濃度與體長、體重顯著性相關(guān)，銅魚中Fe的濃度與體長、體重顯著性相關(guān)，翹嘴鲌和鲇中Hg的濃度與體長、體重顯著性相關(guān)。就食性而言，非必需重金屬(Hg、Cd、Pb)的濃度與食性顯著性相關(guān)，整體上表現(xiàn)為肉食性＞雜食性＞濾食性＞草食性;

7、必需重金屬(Cu、Fe、Zn)濃度在不同食性之間無顯著性差異。在六種重金屬中，只有Fe和Zn的濃度與棲息水層之間顯著性相關(guān)，底棲生活魚類的重金屬濃度高于中上層魚類。
　　4、三峽庫區(qū)上、中、下游區(qū)域的水文狀況不同，水位也存在季節(jié)性消漲規(guī)律，因此庫區(qū)的重金屬濃度可能存在一定的時空變化特征。魚類Hg和Cd濃度存在明顯的空間變化，整體上三個地區(qū)重金屬濃度的變化趨勢為涪陵＞萬州＞秭歸。同時庫區(qū)水體和顆粒懸浮物(POM)中重金屬濃度的空間變

8、化趨勢與魚類重金屬的空間變化趨勢具有一致性。魚類Hg、Cd、Cu和Zn濃度在四個采樣季節(jié)間存在顯著性差異，重金屬的時間變化趨勢為2011年11月＞2012年5月＞2011年7月＞2012年8月，即重金屬濃度的最大值出現(xiàn)在水位最高時，最小值出現(xiàn)在水位最低時。
　　5、三峽庫區(qū)20種水生生物中重金屬濃度與δ15N值的回歸分析結(jié)果顯示，非必需重金屬(Hg、Cd和Pb)的濃度隨著營養(yǎng)級的升高而增加，表明了生物放大特征;必需重金屬(Cu、F