当前世界环境

介绍

无尾动物是两栖类动物，在生态系统中占有重要地位，既是捕食者又是被捕食者，是良好的环境污染指示生物。两栖动物与水生和陆地环境密切相关，它们生活的水质会影响它们的生长、发育和生存。人类活动对生物多样性的负面影响日益明显，两栖动物是目前全球最受威胁的脊椎动物，约占所有物种的41%。¹两栖动物数量下降的原因有栖息地破坏、外来物种引进、病原体、污染和全球气候变化等。各种各样的污染物发生在自然栖息地，包括化肥、农药和重金属，通过直接施用进入环境，从作物、森林应用或矿山径流，城市和工业污水，以及大气沉积。^2、3、4两栖动物有可渗透、暴露的皮肤和卵，很容易从环境中吸收有毒物质。它们的生物学和栖息地选择使它们成为重金属积累的候选者。⁵淡水系统受到工业和农业来源的重金属污染。^6、7本研究的目的是估计重金属的水平;铜(Cu)、铁(Fe)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)和锌(Zn)在两种不同的无尾蛙蝌蚪中的含量Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi分属鼠虻科和大头虻科两科，在肠、肝、尾等不同脏器的积累规律也不同。这项研究是在阿萨姆邦卡查尔的罗斯坎迪茶园的水生系统中进行的。

材料与方法

研究网站

该研究在阿萨姆邦卡恰尔区Rosekandy茶庄Barjalenga(24°42 ' 29″-24º41 ' 31″N, 92°41 ' 52″-92º42 ' 39″E)进行，距离Silchar镇25公里。茶园内有许多永久的和临时的静水体(以明渠或排水沟的形式)。永久静水体位于受干扰和未受干扰的区域，毗邻森林和茶园区域。受干扰的地区包括人类住区、工厂和柏油路。

样本收集

蝌蚪的Leptobrachium smithi采集自浅水水体和Clinotarsus alticola用浸渍网从永久体上采集，实验室用双重蒸馏水清洗。取肠、尾、肝等脏器干燥至定重。样品的消化是按照。⁸每个器官样品(0.1g)，高氯酸10ml: conc。HNO_3.(3:2 v/v)加入，并在60℃下加热，直至形成清澈的溶液。将得到的溶液冷却，并使用双倍蒸馏水使体积达到50毫升。然后将样品储存在塑料瓶中，等待分析以确定重金属的生物积累量。⁹用稀硝酸(HNO)对采样瓶中收集的水进行预处理_3.)，然后用双倍蒸馏水彻底冲洗。将预先清洗过的聚乙烯取样瓶浸入水面以下约10厘米处，取1升水样。样品用浓硝酸(HNO)酸化_3.)保存。样品用Whatman 1号滤纸过滤后保存在冰箱中待分析。沉淀物样品在45℃下烘箱干燥，然后用小于2mm的筛进行研磨和筛分，将5 gm干燥样品倒入烧杯中，与2 ml王水1:3 (1 conc)混合。盐酸:3毫升。HNO_3.)。将混合物在开烧杯的热板上在95ºC下消化1小时，并允许冷却到室温。过滤上清液，用蒸馏水稀释至50毫升。采用Jena Vario-6型石墨炉原子吸收分光光度计(GF-AAS)测定重金属浓度。

结果与讨论

分析了两种蝌蚪肠道、肝脏和尾部重金属铜(Cu)、铁(Fe)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)和锌(Zn)的含量。Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi．测定了水质的一些理化参数，认为它们是水质的指标。表1给出了研究点水的理化变量。

表1:两个不同研究地点的水的理化性质

pH在5.1 ~ 6.24之间，电导率在50.16 μs cm之间¹至50.26 μs cm¹．解散了啊₂范围在3.73毫克升之间¹到4.23毫克升¹及游离一氧化碳₂含量在21.8到41.6毫克升之间¹．总碱度在29.7 mg L之间¹至44毫克升¹．地表水温度为22.63 ~ 24℃。气温在29.16℃至29.26℃之间。pH和碱度是控制金属命运、运输和生物利用度的重要因素。¹⁰水的温度、溶解氧、硬度、碱度、pH、盐度、悬浮颗粒物、pH、硬度、碱度和温度等因素影响水生动物对金属的吸收及其毒性。^11、12

两种不同物种的重金属:Cu、Fe、Cr、Cd、Pb和Zn的含量Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi，分析了金属在小鼠肠道(图1a)和肝脏(图1b)中的积累顺序Clinotarsus alticolaFe>Pb>Cr>Cu>Cd>Zn，而Leptobrachium smithi金属富集顺序依次为Fe>Cu>Cr>Pb>Cd>Zn和Fe>Cu>Cr>Pb>Zn>Cd。两者尾部金属生物积累的顺序Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi铁>Cr>Pb>Cu>Cd>Zn(图2)，铁(Fe)含量最高，锌(Zn)含量最少。考虑不同器官的金属负荷Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi肝脏>尾部>肠道。在鱼类中也得到了类似的结果，在肝脏中积累最多，在肌肉中积累最少。¹³在本研究中，肝脏也显示出比其他器官更高的金属积累。

表2:不同脏器重金属浓度Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi(μ药物¹)。

铁、铬、镉、铅和锌在猪肠道中的积累Clinotarsus alticola比Leptobrachium smithi,而铜在肠内的蓄积Leptobrachium smithi比Clinotarsus alticola。其中Cu、Fe、Cr和Zn的浓度最高Leptobrachium smithiCd和Pb的浓度最高Clinotarsus alticola。尾区重金属浓度较高Leptobrachium smithi相比之下Clinotarsus alticola。

图1:(a)和(b).重金属在肠道和肝脏中的生物积累c . alticola和l . smithi 点击此处查看图

图2:重金属在鱼尾的生物累积Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi 点击此处查看图

从栖息地采集的沉积物样品中金属积累的顺序Clinotarsus alticolaPb>Fe>Cr>Cu>Cd>ZnLeptobrachium smithiPb>Fe>Cu>Cr >Cd>Zn。引领(Pb)concentration in sediment samples collected from the habitat ofLeptobrachium smithi和Clinotarsus alticola的浓度最高，锌(Zn)浓度最低(图3a)。

从栖息地采集的水样中金属的浓度顺序Clinotarsus alticolaFe>Cu>Pb>Cr>Cd>ZnLeptobrachium smithi是铁>铅>铜> Cr >锌> Cd。铁(Fe)浓度最高，锌(Zn)浓度最低(图2)。3 b)。从栖息地收集的沉积物和水样Leptobrachium smithi与…相比，积聚了高浓度的金属Clinotarsus alticola。

图3:(a)和(b)沉积物和水中重金属浓度Clinotarsus alticola和Leptobrachium smithi栖息地 点击此处查看图

根据公式计算生物积累因子¹⁴

BAF =浓缩的。组织中的重金属

浓缩的。重金属在非生物介质(水和沉积物)中的含量

生物积累因子测定结果(表3)显示，Cr、Pb在c . alticola来自水中的蝌蚪比来自沉积物的要多，这意味着蝌蚪从水中生物积累了这些金属。¹⁴铜、镉、锌在蝌蚪体内的积累c . alticola来自水中的重金属含量低于来自沉积物的，这意味着蝌蚪从沉积物中生物积累这些重金属。也有类似的报道，发现蝌蚪体内的重金属积累与沉积物和水中的重金属含量有显著的相关性。¹⁵蝌蚪是杂食性巨噬滤食性动物，从沉积物中摄取任何东西。因此，它们可以从沉积物中积累元素。铜、铬、铅的生物积累因子(表4)l . smithi来自水中的蝌蚪比来自沉积物的要多，这意味着蝌蚪从水中生物积累了这些金属。铁、镉、锌在蝌蚪体内的积累l . smithi来自水中的重金属含量低于来自沉积物的，这意味着蝌蚪从沉积物中生物积累了这些重金属。这可能是由于蝌蚪的取食行为，它们在栖息地的底部取食，将金属从栖息地隔离开来。

表3:重金属在不同器官的生物蓄积因子Clinotarsus alticola

表4:重金属在不同器官的生物蓄积因子Leptobrachium smithi

目前的研究表明，与其他器官相比，两只蝌蚪的肝脏积累的金属浓度更高。肝脏在重金属的积累和解毒中起着重要的作用。¹⁶两种蝌蚪在肝脏、尾部和肠道中金属积累的差异可归因于其生理作用的差异。据报道，不同的生物体有不同的代谢率和不同的食物需求和数量。食物摄入量高的生物体往往会积累更多的金属。¹⁷铁(Fe)在蝌蚪各器官和水样中的浓度最高，而金属在蝌蚪各器官中的浓度根据沉积物中金属的浓度有差异。铅(Pb)是两种沉积物样品中最高的积累金属。锌(Zn)是蝌蚪、沉积物和水样中积累最少的金属。结果显示，水样中铁、铬、镉和铅的浓度分别高于0.3、0.05、0.003和0.01 mg/L的允许限值，而铜和锌的浓度在2 mg/L和3 mg/L的最大允许限值之内(WHO, 2005)。重金属污染可能对水生生物产生重大影响，扰乱生态平衡，并可能污染水生食物链和人类。¹⁸这些金属在动物组织中的积累可能通过食物链转移到下一个更高层次的生物体。这类研究是在鱼身上进行的，鱼是一种重要的蛋白质食物。¹⁹

影响金属在水生生物体内积累和毒性的因素有很多，包括物理化学因素和生物因素。镉和铅从工业和消费废物中进入水生系统，即使浓度远低于致死水平，也会损害生理过程或在水生生物组织中积累。^20.镉和铅增加了蝌蚪的死亡率和畸形率，延长了蝌蚪的发育和变态期。²¹沉积物中积累的重金属比水中多²²本研究也发现了同样的现象。鉴于沉积物的静态特性，它们往往会积累比水更多的毒性，而水可能会流走、流失甚至蒸发。²³在本研究区，茶园水的大量涌入和其他人为活动可能导致沉积物中重金属浓度升高，从而导致严重的环境问题，最终影响无尾蝌蚪种群及其生命周期。沉积物和水体中的重金属浓度对任何系统中褐藻的发生和物种丰富度都有影响。²⁴从目前的研究可以得出结论，蝌蚪可以被认为是河流和其他水体中金属污染的良好生物指标。不同采样点均存在污染物污染，长时间暴露于重金属环境可能导致该地区无尾蛙种群数量下降。

鉴于无尾动物在生态系统中的重要性，建议定期监测各种生境的水和沉积物。对工业废水、含农药、化肥的农业排水和生活污水应采用适当的处理技术，避免这些金属进入环境，造成水体的严重污染。

致谢

作者感谢SAIF、NEHU、Shillong对原子吸收光谱法的使用。第一和第二作者感谢新德里大学教育资助委员会提供的财政支持。作者还感谢开展这项工作的印度阿萨姆大学生态与环境科学系。

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