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1、指导文件5：毕业论文开题报告 化学与环境工程 学院 2015 届题 目 二元重金属混合体系慢性联合毒性方法研究 课题类型 论文 课题来源 国家自然科学基金 学生姓名 陈让树 学 号 201105030055 专 业 环境工程 年级班 11-1 指导教师 田大勇 职 称 讲师 填写日期：2015年3月30日一、本课题研究的主要内容、目的和意义本课题研究的主要内容：(1)通过做实验得出的数据，并根据实验数据绘制出联合慢性毒性效应曲线。(2) 根据不同毒性比时的混合物剂量效应曲线，推导得到混合物的联合慢性毒性效应单位，进而绘制形成混合物慢性毒性比效应曲线，阐释了混合物联合慢性毒性效应随着毒性比（即混
2、合物浓度）变化的规律。(3) 二元重金属混合体系对环境的风险评价的研究。本课题研究的目的：化合物间相互作用的复杂性以及影响联合效应的因素的多样性，决定了联合毒性作用机理的复杂性。联合毒性作用机理包括竞争活性点位、干扰生物正常的生理过程、改变细胞的结构与功能、影响酶的活性、干扰生物大分子的结构与功能、鳌合或络合及沉淀作用等。而且化合物存在时间的长短对生物的毒害程度也各有不同，通过对重金属联合慢性毒性的研究，为重金属化合物复合污染水体的生态风险评价和水环境保护提供更为科学的依据。本课题研究的意义:重金属广泛存在于土壤和水体中，单一重金属的生物急性毒性一直是人们研究的热点。然而实际环境中，重金属元素
3、不可能单独存在，更多的是两种或多种污染物混合存在，而且因其不可降解性及在土壤和水体沉积物中的高蓄积性会长时间存于环境中。它们长时间作用于生物体时往往会发生与短时间作用完全不同的联合毒性现象。研究重金属与其他污染物的联合慢性毒性作用更加接近环境真实性。更有助于重金属联合毒性作用机理的研究。由于自然环境的复杂性，重金属的联合毒性作用必然受各种环境因素的影响。这更增加了重金属联合毒性研究的难度。因此研究环境因素对重金属联合毒性作用的影响，以及受试混合物中各组分生物学效应间的相互作用，以及这些作用对总体毒性的影响对进一步阐述重金属联合毒性机理，更好地评价和预测重金属联合毒性作用具有重要意义。二、文献综
4、述（国内外相关研究现况和发展趋向）重金属污染已成为我国水环境污染日益突出的问题之一，在诸多河流及河口海岸环境水体中都可检测到多种重金属超出相应的水质标准限值由于水生生物一般都暴露于多种重金属组成的混合物中，即使单一重金属低于相应的水质基准或标准限值，多种重金属共存也可能对水生生物产生显著的联合毒性作用。追溯到 20世纪50年代中期，随着日本水俣病（Hg 污染）以及骨痛病（Cd 污染）等事件的发生，对重金属污染问题的研究被提上了议事日程。重金属废水的排放使水环境遭受巨大压力，不仅对水体生态系统平衡造成破坏，还对动植物和人类的健康和生存形成威胁。发展中国家由于经济发展水平低，环境处理技术落后，对环
5、境保护方面的投入不足，加剧了水体的污染。从物质对环境污染方面来说，重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有铅、汞、铬、砷、镉五种。这些重金属在水中不能被分解，饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。重金属本身的化学特性和其在生态系统中的迁移规律，使重金属污染有自己的特点。重金属对环境污染的特点主要有以下几个方面： （1） 微量浓度的重金属即可产生毒性效应 大多数重金属在很低的浓度下就会对生物产生毒性效应，产生毒性的范围一般在 0.0110 mg/L。 （2）重金属难降解 重金属污染物在水体中不能被微生物降解，某些重金属还可以在微生
6、物的作用下转化为毒性更强的金属化合物。如在酸性条件下，一些含有甲基维生素B12的微生物，在甲基转移酶的作用下，促使甲基转移到汞上形成剧毒的甲基汞。 （3） 重金属通过食物链逐级放大 水体中的重金属可以通过藻溞小鱼大鱼人，这样一条简单的食物链，最终从环境中转移到人类身上。通过生物的富集作用，鱼类体内的农药的浓度往往要高于浮游动物。 （4）重金属的慢性致毒作用 某些重金属可能在生物体内的某些器官累积，造成慢性中毒。如日本的水俣病和骨痛病，在工厂排放含重金属 Cd 和 Hg 的污水造成河流污染之初未被发现，经过一段时间，当人们出现中毒症状才被发现。 （5）重金属对环境的危害具有很难治理性 重金属一旦
7、进入环境，难以被去除，可能对未来的几代人都会产生影响。近年来，人们对单一污染物的理化性质及其环境行为进行了大量研究，并取得许多突破性的成果，但在实际环境中，污染物多以混合形式存在。重金属广泛存在于土壤和水体中，因其不可降解性及在土壤和水体沉积物中的高蓄积性，单一种金属的生物毒性一直是人们研究的热点。然而实际环境中，重金属元素不可能单独存在，更多的是两种或多种污染物同时长时间存在于环境中，必然受各种环境条件的影响。影响重金属联合毒性作用的因素较多：环境介质的种类和pH值、受试物浓度和浓度配比、染毒时间长短、受试组分间接触程度和加入的先后顺序、指示生物的类别及其年龄、性别、大小等。在水体中还要考虑
8、盐度、温度和硬度等。因此，采用毒理学方法研究它们混合存在时的联合慢性毒性效应规律、揭示它们的联合慢性毒性机制，对于区域环境污染防治和生态风险评价具有重要的现实意义。对于水中多化学物质联合毒性的评价起始于20世纪70年代，由于不同混合物的作用机理和类型不同，而且混合物所含组分越多，其相互作用越复杂，所以对于联合毒性作用的评价方法也比较多。由于实际环境中，生物体往往是同时或先后受到两种或两种以上有毒有害物质的共同作用，因此，研究多种化合物对受试生物的联合毒性很有实际意义。因此，重金属的毒理学研究已成为各国学者的研究热点之一，并且引起了全世界的广泛关注。随着科学技术的进步，重金属污染研究领域不断出现
9、各种新的实验方法和手段，所以，在几十年内重金属污染研究取得了很大的发展。 鉴于近年来各国对复合污染的研究越来越多，我国对联合污染物的关注度也越来越高。通过实际研究，分析和总结重金属联合在环境中的污染水平和生态毒性控制策略。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证研究技术路线: 第一，通过查阅中外关于二元重金属联合毒性的研究，写出开题报告。 第二，进一步搜集阅读相关资料并确定慢性实验方法，做好相关的记录和实验数据的整理。第三，根据不同毒性比时的混合物剂量效应曲线，推导得到混合物的联合慢性毒性效应单位，进而绘制形成混合物慢性毒性比效应曲线, 阐释了混合物联合毒性效应随着毒性比（即混合物
10、浓度）变化的规律。研究方法: 采用明亮发光菌为实验生物进行毒性测试,运用联合毒性单位法对二元重金属联合慢性毒性进行测试。可行性论证:根据实验数据绘制的曲线取某一相对值于另一物种在该环境中毒性效应数据做出风险评价，从而得出该实验物种是否能在该环境中安全。四、预期结果（或预计成果）探讨二元重金属致毒机理，筛选敏感性指标，以全面掌握其毒性效应，并实现生物监测。根据现有资料和数据进行对其的安全性评价并进一步通过关于它们的行为毒理学、生殖毒理学和免疫毒理学等方面的研究，筛选出毒作用敏感指标，通过查找文献，做实验统计出毒性数据， 绘制出不同毒性比等因素变化时重金属联合毒性变化曲线，由实验数据绘制的曲线计算
11、出半抑制浓度EC50，分析二元重金属的联合毒性，做出对环境的风险评价。五、研究进度安排1、2015年3月7日至20日：查询文献，了解国内外对二元重金属和有机混合物联合毒性的研究状况 。2、2015年3月21日至3月30日：撰写任务书和开题报告3、2015年4月1日至4月15日：通过搜集文献确定试验方法并通过实验得出数据。4、2015年4月15日至30日：撰写论文初稿，绘制数据线5、2015年5月1日至12日：老师审阅论文，修改初稿6、2015年5月13日至20日：论文定稿7、2015年5月21日至26日：准备答辩六、主要参考文献1董晓晓. 铜、镉、硒对大型溞的毒性效应及机理研究D.山东师范大学
12、,20122夏厚林, 徐先顺, 谢秀琼, 等. 元胡止痛片中重金属及铅、镉、汞的测定J. 中成药, 2004,(03): 33-353刘敬禹. Cr(6+)对泥鳅外周血细胞微核率的影响J. 水生态学杂志, 2011,(05): 119-1214张丽洁, 王贵, 姚德, 等. 近海沉积物重金属研究及环境意义J. 海洋地质动态, 2003,(03): 6-9+3-25李斌, 汪懋华, 刘刚. 农田土壤重金属污染及检测技术现状与问题分析, in 2011年重金属污染防治技术及风险评价研讨会论文集. 2011: 北京. p. 165-1726俄胜哲, 杨思存, 崔云玲, 等. 我国土壤重金属污染现状及
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