近期,意大利墨西拿大学、卡塔尼亚大学和墨西拿沿海海洋环境研究所国家研究中心共同研究了石化品污染物对水生生物的影响,在《Marine Environmental Research》上发表了题为“使用生物标志法研究石化品污染物对笼养紫贻贝的影响:组织学变化、神经毒性和低氧应激”的文章。
实验设置了两个采样点,一是受到石油化工品污染的奥古斯塔,二是位于奥古斯塔15km处没有受到污染的布鲁克里。研究者分别采集两处水体沉积物,测定烃类化合物和重金属含量;并观察了两处紫贻贝鳃的组织学差异、神经递质的差异(5-羟色胺系统和乙酰胆碱系统)等。
结果显示,污染区的沉积物中烃类化合物和多环芳香烃(PAHs)浓度分别是非污染区的37倍和14倍;除了砷和锰之外,其他重金属含量基本相当;不过污染区的汞浓度比非污染区高了很多,超过了国内和国际排放标准。
基于1H NMR(核磁共振)的代谢组学研究神经毒性的差异,发现污染区比非污染区的5-羟色胺和乙酰胆碱的含量少,而乙酰胆碱的代谢物(醋酸盐和胆碱)污染区则比非污染区含量多。免疫组化和酶活结果显示,污染区乙酰胆碱转移酶(负责乙酰胆碱的合成)受到明显抑制,与代谢组中乙酰胆碱的含量有所降低,而其代谢物含量升高的结果高度一致。两种酶被抑制说明紫贻贝鳃中的胆碱类物质的代谢活动存在减弱现象,这可能会导致纤毛功能受损和滤食活动弱化。
组织学差异表现为与非污染区相比,污染区紫贻贝鳃发生了严重畸形。另外,还发现污染区低氧诱导因子的基因表达较高。以上结论说明高浓度的PAHs和汞可能通过影响水生生物鳃部气体交换和摄食率而对其健康造成危害。
本研究表明,应用生物标记法表征石化品污染物对水生生物的毒害作用具有可行性,生物标志物能够为石化品排放造成的环境影响和风险评估提供有利信息,并为生态毒理研究提供新方法。
附图:使用苏木精和曙红染色的紫贻贝的鳃
(徐兰兰 编译)