沉积物重要矿物成份及腐植酸结合的镉对文蛤的生物有效性研究

沉积物中Cd的赋存形态对其生物有效性的影响十分显著。在水生环境中，Cd究竟结合于沉积物中的何种组分在很大程度上决定了它能否被生物所吸收。本文利用颗粒物悬浮系统研究了沉积物中Cd的赋存形态对其在文蛤体内富集速率的影响。 对沉积物中三种典型矿物上附着的Cd（氢氧化铁结合态，氢氧化铝结合态，二氧化锰结合态）的生物有效性进行了比较，结果表明，在Cd浓度为70 mg/kg时，22 d富集实验中氢氧化铁结合态和氢氧化铝结合态Cd在文蛤体内均没有明显的积累，而二氧化锰结合态Cd在文蛤体内有明显的富集，其富集速率为0.0094±0.0010 μg /g d (r2 = 0.8539, p<0.0001)。在Cd浓度为140mg/kg时，氢氧化铁结合态Cd仍然无法被文蛤吸收，氢氧化铝和二氧化锰结合态Cd则可以被文蛤富集，其富集速率分别为0.0166±0.0017 μg/gd和0.0248±0.0017 μg/gd。不同赋存形态Cd的生物有效性表现为：Cd-MnO2> Cd-Al(OH)3> Cd-Fe(OH)3。对于不同赋存形态的Cd，吸收效率（AE）和摄食率（IR）的差异导致了其生物有效性的不同。 本文进一步考察了作为沉积物中Cd生物有效性的两种主要控制组分——氢氧化铁和颗粒态腐殖酸上赋存的Cd在文蛤体内的富集规律。实验结果表明，氢氧化铁（Fe(OH)3）和腐殖酸（HA）上附着的Cd在文蛤体内的富集规律存在显著差异。在实验设置的低Cd浓度组中（如70mg/kg和140 mg/kg），Cd-HA的生物有效性高于Cd-Fe(OH)3，而在高镉浓度组中（280 mg/kg），Cd-Fe(OH)3更易于在文蛤体内富集。生物对于污染物的响应（如及时的调整摄食消化策略）对于污染物在生物体内的富集影响十分显著，而这种“生物响应”在一定程度上可能在生物体内污染物浓度达到一定阈值后才会被引发。实验进一步表明Cd在腐殖酸不同组分之间的分配对其在文蛤体内的积累规律具有显著影响。相比于溶解态的腐殖酸-Cd污染物，文蛤对颗粒态腐殖酸上结合的Cd的富集具有更强的控制作用。 与无机颗粒物相比，双壳类生物对有机颗粒物的消化更为剧烈，通常认为有机物质上结合的污染物生物有效性较高。然而，本实验结果显示，当体内污染物浓度达到一定水平时，双壳类生物可以通过调节颗粒物在体内的消化过程控制重金属在生物体内的富集。在长期暴露过程中，结合与无机颗粒物上的污染物可能更容易在生物体内富集到比较高的水平