鱼和两栖类是水生生态系统中的重要组成部分,两栖类作为从水生到陆生的过渡类群对湿地环境变化敏感,幼体可监测水域、成体可监测湿地土壤。兰州市属重工业城市,污水排放对穿越市区的黄河水质影响严重,对生存其中的生物造成了不同程度伤害。以往对水生动物的毒理学研究多集中于环境污染物的时间和剂量效应,有关环境综合污染物对生物多样性、遗传物质损伤和关键酶活性等毒性机理的报导较少。选用黄河兰州段常见种鲤鱼(Cyprinus carpio)和花背蟾蜍(Bufo raddei)为研究对象,从种群生态学、遗传毒理学(DNA损伤)及生化酶学指标(抗氧化酶系统和ATP酶的变化)等方面研究主要的重金属和有机物污染物对鱼和两栖类的毒性作用及机理,从而为污染环境治理、保护和恢复黄河兰州段生物资源和生物多样性、探讨水环境污染监测方法和指标提供参考依据。
本项目在黄河兰州段选用鲤鱼(Cyprinus carpio)和花背蟾蜍(Bufo raddei)为研究对象,通过野外调查和室内染毒相结合的方式,从生态学、生理学和分子生物学等方面探讨环境污染对鱼和两栖类造成的毒性影响。针对野外的研究结果表明环境的综合污染使得黄河兰州段鲤鱼和花背蟾蜍种群的生态学指标发生变化,在生理方面导致了动物体内组织细胞结构和酶活性等的改变,同时也导致了遗传物质DNA的损伤。污染物通过影响鲤鱼和花背蟾蜍的抗氧化酶系统,使得体内自由基含量增多,最终对细胞核及DNA产生氧化损伤,引起遗传毒性。本研究通过对主要重金属和有机污染物在鲤鱼和花背蟾蜍重要组织器官、栖息地环境内浓度的测定,分析了环境污染浓度与各指标之间的相关性。根据实验结果,我们认为鲤鱼和花背蟾蜍体内抗氧化酶活性和遗传损伤指标等可以作为环境污染生物监测的良好指标。而在室内的染毒实验,采用重金属和有机污染物等对鱼和蝌蚪进行处理,探讨了各污染物的毒性机理,发现氧自由基在污染物发挥毒性作用过程中起了很重要的作用。本项目研究结果为保护和恢复黄河兰州段生物资源和生物多样性、建立水环境污染监测方法和指标体系提供参考依据。