生态鱼体中重金属.docx
- 文档编号:30270446
- 上传时间:2023-08-13
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:115.10KB
生态鱼体中重金属.docx
《生态鱼体中重金属.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生态鱼体中重金属.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
生态鱼体中重金属
实验题目重金属在水生环境鱼体中积累和分布
一、实验目的与要求
1、通过测定结果,了解鱼体中重金属的迁移和积累途径及部位;进而加深对环境污染物在生态环境中迁移转化的理解。
2、样品处理掌握消化处理、火焰原子吸收分光光度法测定生物体中重金属含量的方法。
3、了解水生环境中重金属对水生生物的危害及通过放大作用对人类健康的危害。
4、了解生物富集系数的含义和计算方法。
二、实验方案
1、药品Cr标准贮备溶液,鱼的培养(外加重金属Cr,浓度为0.05mg/L),浓硝酸(AR),高氯酸(AR)。
2、仪器:
鱼缸,不锈钢解剖刀,勺子,卷尺,天平,塑料切板,研钵,烧杯,50mL比色管,标签,手套,刀板,剪刀,冷冻干燥机,电热板,火焰原子吸收分光光度计以及常用的实验仪器。
3、实验过程
A样品的培养
(1)从南亭买30条新鲜活鱼(大小、种类不一),分别放5个鱼缸内培养;
(2)向不同鱼缸内添加含Cr溶液使鱼缸中Cr的浓度为0.05mol/L
(3)周期性(24h)添加含Cr溶液,使鱼生长一周。
B实验步骤和测试
(1)测定鱼重(单位kg)和体长(单位cm),洗净,除去表面附着的水;
(2)用不锈钢刀解剖;
(3)每组准备好3个烧杯,洗净后擦干,称量烧杯重量;
(4)分别取鱼肉、内脏和鱼鳞三部分,将同类解剖部分用剪刀切碎或捣烂,每个样品取5g左右,放进烧杯中,贴上标签,称量总重量(取样品时要注意每取一个样品都要把工具洗干净后才可以开始下一次取样,否则很容易发生交叉污染);
(5)把处理好的样品放在小烧杯中,-60℃冰柜中冷冻24h,然后置于冷冻干燥机冷冻干燥48-72h后称重为(G干),计算含水量;
(7)称量1.5g左右的干燥后样品于小烧杯中,加入2mL蒸馏水和10mL硝酸,在电热板上低温加热至近干,取下烧杯;冷却后加10mL硝酸,于电热板上加热至溶液近干,冷却后,加5mL高氯酸,加热并蒸发至白烟冒尽(近干),冷却后,全量转入50mL比色管中,定容,混匀,贴上标签;
(8)对样品进行原子吸收测定(AAS)。
三、实验结果与数据处理
1、结果记录与简单处理
用下面公式计算含水率
表1取样干燥数据
小组
鱼名
鱼长(cm)
鱼重(kg)
干烧杯重(g)
湿样(烧杯+样品)g
干样(烧杯+样品)g
含水率(100%)
平均值
A1
福寿鱼
25.8
0.318
鱼肉
50.52
55.54
51.86
0.73
0.62
内脏
51.56
56.57
52.95
0.72
鱼鳞
49.89
53.25
51.94
0.39
A2
福寿鱼
30.8
0.666
鱼肉
26.52
31.45
27.49
0.80
0.63
内脏
46.18
51.45
48.79
0.50
鱼鳞
39.33
44.56
41.55
0.58
A3
草鱼
36.5
0.78
鱼肉
37.63
43.71
39.24
0.74
0.48
内脏
38.55
43.54
41.81
0.35
鱼鳞
40.79
45.76
43.98
0.36
A4
大头鱼
50.2
1.32
鱼肉
30.73
35.93
31.89
0.78
0.76
内脏
31.61
36.61
32.43
0.84
鱼鳞
39.60
44.77
41.38
0.66
A5
草鱼
44.5
1.053
鱼肉
39.93
45.05
41.75
0.64
0.44
内脏
20.57
25.72
24.42
0.25
鱼鳞
38.00
42.95
40.80
0.43
B1
福寿鱼
27.3
0.407
鱼肉
57.00
62.00
59.40
0.54
0.50
内脏
44.00
49.00
46.26
0.55
鱼鳞
52.00
57.00
54.91
0.42
B2
福寿鱼
31
0.576
鱼肉
49.37
56.00
53.41
0.39
0.30
内脏
58.38
66.81
65.38
0.17
鱼鳞
51.49
56.90
55.06
0.34
B3
白鲫鱼
29
0.41
鱼肉
53.00
58.16
56.13
0.39
0.43
内脏
52.00
57.03
55.07
0.39
鱼鳞
53.00
58.21
55.53
0.51
B4
大头鱼
37
1.133
鱼肉
30.40
35.52
33.61
0.37
0.55
内脏
57.40
62.49
58.42
0.80
鱼鳞
37.39
41.65
39.67
0.46
B5
白鲫鱼
28.5
0.411
鱼肉
49.04
54.31
52.40
0.36
0.42
内脏
55.74
60.90
57.77
0.61
鱼鳞
48.89
53.89
52.46
0.29
表2各种鱼不同部位的含水率比较表,表中数据为每种鱼的平均值
鱼肉
内脏
鱼鳞
平均值
福寿鱼
0.69
0.59
0.46
0.58
白鲫鱼
0.38
0.5
0.4
0.43
草鱼
0.69
0.3
0.4
0.46
大头鱼
0.58
0.82
0.56
0.66
图1各种鱼的不同部位的含水率比较
表3干燥消解数据记录
小组
鱼名
取样部位
样品干重g
Cr(mg/Kg)
A1
福寿鱼
鱼肉
1.34
0.821
内脏
1.39
0.983
鱼鳞
1.13
0.882
A2
福寿鱼
鱼肉
0.97
1.498
内脏
1.21
1.634
鱼鳞
1.05
1.697
A3
草鱼
鱼肉
1.47
1.633
内脏
1.44
1.781
鱼鳞
1.46
1.672
A4
大头鱼
鱼肉
0.94
2.103
内脏
0.76
2.214
鱼鳞
0.97
2.415
A5
草鱼
鱼肉
1.16
1.66
内脏
1.23
1.82
鱼鳞
1.23
1.76
B1
福寿鱼
鱼肉
1.50
0.872
内脏
1.48
1.066
鱼鳞
1.48
0.921
B2
福寿鱼
鱼肉
2.68
0.913
内脏
4.08
1.147
鱼鳞
2.55
1.021
B3
白鲫鱼
鱼肉
1.49
1.412
内脏
1.48
1.594
鱼鳞
1.51
1.533
B4
大头鱼
鱼肉
1.54
2.062
内脏
1.03
2.147
鱼鳞
1.64
2.363
B5
白鲫鱼
鱼肉
1.47
1.342
内脏
1.56
1.473
鱼鳞
1.51
1.511
根据表1和表2用下面公式计算鱼的不同部位的富集系数
由上表1和表2可以算出不同鱼不同部位对重金属吸收程度的不同。
由于B2小组的样品重量很大,按照实验过程消解不完全,所以把该组数据剔除(下表数据为同种鱼相同部位的平均值)。
表4每种鱼的不同部位的富集系数
鱼种类
部位
BCF
BCF
每种鱼的平均BCF
所有平均BCF
福寿鱼
鱼肉
16.420
17.906
21.273
23.053
内脏
19.660
24.553
鱼鳞
17.640
23.333
福寿鱼
鱼肉
29.960
32.193
内脏
32.680
鱼鳞
33.940
福寿鱼
鱼肉
17.440
19.060
内脏
21.320
鱼鳞
18.420
福寿鱼
鱼肉
18.260
20.540
内脏
22.940
鱼鳞
20.420
白鲫鱼
鱼肉
28.240
30.260
27.540
29.550
内脏
31.880
30.670
鱼鳞
30.660
30.440
白鲫鱼
鱼肉
26.840
28.840
内脏
29.460
鱼鳞
30.220
草鱼
鱼肉
32.660
33.907
32.930
34.420
内脏
35.620
36.010
鱼鳞
33.440
34.320
草鱼
鱼肉
33.200
34.933
内脏
36.400
鱼鳞
35.200
大头鱼
鱼肉
42.060
44.880
41.650
44.347
内脏
44.280
43.610
鱼鳞
48.300
47.780
大头鱼
鱼肉
41.240
43.813
内脏
42.940
鱼鳞
47.260
根据表1与表3的数据,我们可以画出鱼的长度和重量与体内Cr含量的关系,所用BCF为每条鱼三个部位BCF的平均值。
(所用并不是老师上课说的方法处理,直接用幂函数拟合)
图2鱼的长度对重金属吸收的影响
图3鱼的重量对重金属吸收的影响
由上表3数据可以绘出对比图
图4各种鱼的不同部位对重金属吸收的不同
四、结论
A、数据可靠性分析
1、本次实验着重于研究重金属Cr在鱼体中的积累和分布情况研究,属于定性研究范畴,得出的结论基本上于经验相符。
但是本次实验所得数据拟合后的曲线的相关系数较小,得出的结论可信性不高。
并不可以用得出的关系式代表规律。
2、分析误差如下:
(1)主观误差。
本次实验绘制图线的数据是整合全班数据后绘制出的,不同实验组对于仪器设备的使用,操作的到位程度不同,因此数据的误差较大。
另外,由于不同实验小组使用不同的设备(如:
电子天平等),也会引起一定的误差。
特别有一些小组并不严格按照实验步骤操作造成很大的误差。
(2)方法误差。
本实验除了福寿鱼外,其他的鱼都只用了两条,实验样本很少,降低实验的可信程度。
不同种类的鱼对重金属的吸收程度不一样,拟合长度和重量与富集系数的关系时会带来很大的偏离,而同种鱼由于样品的数量很少,没有拟合的意义。
(3)过程误差。
电热板的温度太高,加热时把有机物都炭化了,最后得到的溶液都变黑了,并不是澄清溶液,结果并不准确,影响最后测定。
有小组的样品在加热时控制的不好,在加入高氯酸后,由于一直在冒白烟,看不清楚,样品蒸干了,甚至有一些起火了,严重影响实验的准确性。
B、实验结论
本实验通过对重金属Cr在水生环境鱼体中的积累和分布的研究和分析发现:
1、通过分析表1和图1可知每种鱼的含水率不一样,大致关系为:
大头鱼>福寿鱼>白鲫鱼>草鱼。
分析原因:
可能是每种鱼的有机物含量不一样,含水率大的含有有机物比较少,营养价值低。
2、由图2可见,重金属在鱼体中的积累与鱼长呈正相关关系。
即富集系数随着鱼长的增加而增加,也就是说Cr在鱼中的积累含量也增加。
本实验不是通过平时的对数法求得关系式,直接通过幂函数的拟合得到y=0.4668X1.1804,R2=0.626。
虽然这个相关系数并没有≥0.995,可信度不是很高,但可以认为富集系数与鱼的长度有一定的正相关关系。
3、分析图3,一般情况鱼体内的重金属富集系数随鱼的重量的增加而增加,即富集系数随着鱼重的增加而增加,也就是说Cr在鱼中的积累含量也增加。
直接通过幂函数的拟合得到y=37.605X0.5487,R2=0.702。
虽然这个相关系数并没有≥0.995,可信度不是很高,但可以认为富集系数与鱼的重量有一定的正相关关系。
即鱼体越大,重金属的累积越明显。
4、通过表4和图4分析可得,对于不同鱼类,同一部位中平均Cr含量BCF排序大致如下:
大头鱼>草鱼>白鲫鱼>福寿鱼。
而不同鱼种大小排序大致如下:
大头鱼>草鱼>白鲫鱼>福寿鱼,与不同鱼类同一部位BCF系数排序相同。
因此可得出结论:
鱼类越大,重金属积累越多。
分析原因可能如下:
鱼体内的Cr积累含量与鱼体的代谢有关,一般鱼体的重量越大,其代谢速率越大。
也就是说鱼体对重金属Cr的吸收能力越强,但是一旦它进入鱼体内就被积存在鱼体组织中,重金属的代谢缓慢很难被清除,所以就被累积下来。
5、同样对表4和图4分析。
同种鱼的不同部位的积累系数BCF的大小排布顺序为:
内脏>鱼鳞>鱼肉。
分析原因可能是每个部位的成分不同,对重金属的吸收能力不同。
鱼的内脏并没有把食道和消化道积存的物质除掉,所以有可能导致含量比较高。
6、不同鱼种对重金属Cr的积累规律如下:
大头鱼>草鱼>鲤鱼>白鲫鱼>福寿鱼。
不同鱼种对重金属Cr的积累规律并解释原因:
这主要与鱼在水体中的生活习惯有关,越是靠近水体底层,重金属的浓度越大,而经常生活在靠近水体底层的鱼类对重金属的吸收能力和适应能力都比较强,所以在其体内重金属累积会越大。
7、综上在选购鱼时要注重营养,又要注意重金属的含量。
要购买浅层水区的鱼。
相对本实验结果如果是这四种鱼建议多选购白鲫鱼。
C、对于水生动植物重金属污染的处理建议。
处理工艺:
由于农药、抗生素、磺胺及其他药剂的使用仍是月前防治动植物病虫害,促进畜禽及农作物生长的重要措施之一,这些化学药剂在农牧渔业中的继续使用是不可避免的,而且使用的品种和数量还在不断地增加。
工业“三废”对环境的污染仍然是一个严重问题。
因此,为了保护环境,防止对动物性食品的污染,需要采取防治措施,主要措施可归纳为以下几方面:
(1)积极治理工业“三废”消除其对动物性食品的有毒化学物质污染,有关工矿企业要积极改革工艺。
把工业“三废”消灭在生产过程中。
同时,要积极开展环境分析和食品卫生检测工作。
(2)加强对剧毒农药生产、使用的管理停止使用汞、砷制剂农药。
积极研制高效、低毒、低残留农药新品种,以减少水产品中的药物残留量。
(3)加强鱼用药物的使用和管理对使用的药品种类、对象、使用方法、剂量及使用条件等作出必要的规定,防止滥用。
对于容易导致产生耐药性的抗生素,应禁止使用。
规定休药期,水产品起捕前应有一定的休药期。
(4)禁止滥用食品添加剂食品生产必须使用添加剂时,要把无毒、无害、营养卫生放在首位。
应该尽量不用或少用食品添加剂。
使用添加剂时,应当严格执行国家规定的食品添加剂卫生标准,严禁超量滥用。
(5)积极开展动物性食品的污染和残留毒的检测工作认真执行我国食品卫生标准中有关有毒化学物质允许剂量的规定,不得超过。
加强鱼贝类重金属含量的检测,如发现某水域鱼贝类污染严重,应规定禁止捕捞出售和禁止食用。
随着人民生活水平的提高和中国加入WTO,对安全无毒副作用的水产品的需求会显著增加,这就要求有足够的绿色水产品供应市场的需要。
要获得绿色水产品必须有绿色饲料的供应,这也对水产饲料的研究和开发提出了更高的要求。
可持续渔业既要求保证或增加水产养殖产量,又要求保护水域生态环境,而我国现有的渔业生产技术难以达到这一要求。
要开发对水域环境污染小、对鱼体和人体均无害的新型水产饲料,即“绿色、环保新型水产饲料”,其核心包括:
不添加任何药物;应用营养平衡理论按照可消化营养素进行饲料配制的饲料配制技术;科学的饲料加工技术如膨化饲料加工技术;实施按照鱼类生长发育规律的饲料定额投喂的投饲技术。
五、问题与讨论
1、如何理解重金属在生态环境中的迁移、转化、放大?
答:
(1)重金属迁移指重金属在自然环境中空间位置的移动和存在形态的转化,以及由此引起的富集与分散问题。
重金属在生态环境中的迁移,按照物质运动的形式,可分为机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种基本类型。
机械迁移是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流机械搬运。
迁移过程服从水力学原理。
物理化学迁移是指重金属以简单离子、络离子或可溶性分子,在环境中通过一系列物理化学作用(水解、氧化、还原、沉淀、溶解、络合、螯合、吸附作用等)所实现的迁移与转化过程。
这是重金属在水环境中的最重要迁移转化形式。
这种迁移转化的结果决定了重金属在水环境中的存在形式、富集状况和潜在生态危害程度。
生物迁移是指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所进行的迁移。
这种迁移过程比较复杂,它既是物理化学问题,也服从生物学规律。
所有重金属都能通过生物体迁移,并由此使重金属在某些有机体中富集起来,经食物链的放大作用,构成对人体危害。
(2)污染物的转化:
是指污染物在环境中通过物理(如:
蒸发、渗透、凝聚、吸附、和放射性元素蜕变等),化学(如:
光化学氧化、氧化还原、配位和螯合、水解等)或生物(如:
吸收和代谢)的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。
污染物的迁移和转化常常相伴进行。
2、举例说明水生动植物的采样及保存方法?
答:
(1)水生植物(如浮萍、藻类等)
采样:
应采集全株。
从污染严重的河,塘中捞取的样品,需用清水洗净,挑去水草等杂物。
采集后的样品装入布袋或聚乙烯塑料袋,以免水分蒸发而萎缩贴好标签,注明编号、采样地点、植物名称、分析项目,并填写采样登记表。
保护方法:
待会实验室后,如测新鲜样品,应立即处理和分析。
当天不能分析完的样品,暂时放于冰箱中保存。
如果测定干样,则将鲜样放在干燥通风处晾干或于鼓风干燥箱烘干。
(2)水生动物(如鱼)
采样:
对于鱼类,先按种类和大小分类,取其代表性的数量(如大鱼3-5条,小鱼10-30条),切碎并搅碎。
测定并记录鱼的体重(湿重)和体长,洗净(去离子水冲洗3次),除去表面附着水分(使用吸水纸)。
用不锈钢刀解剖(避免污染),取鱼肉、鱼鳞、内脏等样品,用剪刀切碎或用手捣碎后各取一定质量于小烧杯中,做好标记,把取好的样品放于-60℃冰柜中冷冻24h,然后置冰冻干燥机冰冻干燥48h后称重。
保护方法:
把取好的样品放于-20℃冰柜中冷冻24h,然后置冰冻干燥机冰冻干燥48h后称重。
3、原子吸收测定重金属的原理和方法如何?
利用原子吸收分光光度计测定鱼肉中的Pb时,化学前处理是如何操作的?
答:
将含重金属的样品溶液通过原子化系统喷成细雾,随载气进入火焰,并在火焰中解离成基态原子。
当空心阴极灯辐射出待测元素的特征光通过火焰时,因被火焰中待测元素的基态原子吸收而变弱。
在一定实验条件下,特征光度的变化与火焰中待测元素基态原子的浓度有定量关系。
在一定浓度范围内,其吸收强度与试液中被的含量成正比。
其定量关系可用郎伯-比耳定律,A=-lgI/Io=-lgT=KCL,式中I为透射光强度;I0为发射光强度;T为透射比;L为光通过原子化器光程(长度),每台仪器的L值是固定的;C是被测样品浓度;所以A=KC。
测定鱼肉中As,Hg,Cd,以没定Cd为例。
其步骤如下:
(1)取新鲜鱼样,以纯净水清洗干净后,吸干水。
用不锈钢刀解剖鱼样,取所需要部位(鱼肉)样品,称鲜重。
然后置于石英坩埚在红外灯下烤干,并称其干重,研碎后装入洁净棕色广口瓶中备用。
(2)称取上述处理过的鱼样5g于200mL带塞锥形瓶中,加5mL浓硝酸,置于电热板上蒸至近干。
等冷却后补加5mL浓硝酸,继续于电热板上消解至发生棕色烟雾,开始冒白烟为止。
取下冷却后加入1mL70%高氯酸和5mL浓硝酸,蒸至鱼样呈白色并开始冒浓烟为止。
取下冷却后,加入4mL6N盐酸再继续加热30min。
取下当温度降至室温后定量移入50mL容量瓶中,用0.5%硝酸稀释至刻度,混匀备用。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生态 鱼体中 重金属