全 文 :三种重金属元素在鹭卵中富集特征的初步研究 3
周立志 3 3 李进华 尹华宝 苌 伟 王 翔 刘 奇 徐思琦
桂学琴 严睿文
(安徽大学 安徽省生态工程与生物技术重点实验室 ,合肥 230039)
【摘要】 2004 年 4~6 月 ,采集了合肥地区大蜀山、肥西圆通山、肥东太子山集群繁殖的夜鹭、小白鹭、池
鹭和牛背鹭鸟卵及组织样品 ,用原子吸收法测定了卵壳、内容物及组织中 Cd、Pb、Cr 的残留量. 结果表明 ,
4 种鹭卵壳、内容物及组织的绝大多数样品中均检出相当高水平的 Cd、Pb 和 Cr 残留量 ,且卵壳和骨骼是
重金属富集的主要场所 ,表明通过卵壳可以排出体内部分重金属污染物. 卵壳中重金属显著高于卵内容
物 ,卵壳中重金属残留量为 Cr > Pb > Cd ,4 种鹭卵壳中重金属残留量的种间差异都极其显著 ,Cr 残留水平
的种间波动幅度最大 ,池鹭卵壳中的最高 ,牛背鹭的最低 ; Pb 的种间波动幅度相对较小 ,Cd 的种间波动幅
度最小 ;而卵内容物中 3 种重金属残留量的种间差异都不显著 ,Cr 残留量种间波动幅度最大 ,池鹭卵内容
物中 ,Cr 含量最高 ,牛背鹭卵内容物中没有检出 ; Pb 的种间波动幅度相对较小 ,Cd 的种间波动幅度最小.
由于鹭的卵壳取样容易 ,可用作重金属污染物的指示物 ,监测和评价湿地生态系统中重金属的污染状况.
关键词 夜鹭 小白鹭 池鹭 牛背鹭 重金属 生物监测 生物指示物
文章编号 1001 - 9332 (2005) 10 - 1932 - 06 中图分类号 X174 文献标识码 A
Enrichment characteristics of heavy metals in heron eggs. ZHOU Lizhi ,L I Jinhua , YIN Huabao ,CHAN G Wei ,
WAN G Xiang ,L IU Qi ,XU Siqi , GU I Xueqin , YAN Ruiwen ( A nhui Key L aboratory of Eco2Engineering and
Bio2Technics , A nhui U niversity , Hef ei 230039) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (10) :1932~1937.
In this study ,the eggs and tissues of black2crowned night heron ,little egret ,Chinese pond heron and cattle egret
were sampled from the Dashu , Yuantong and Taizi mountains in Hefei areas of Anhui Province in April to J une
2004 ,and the residual amounts of Cd , Pb and Cr in the samples were determined by atomic absorption spec2
trophotometry. The results showed that the test heavy metals could be detected at high levels in the eggshell ,egg
contents ,and tissues of most samples. Eggshell and bone were the two main sites for heavy metals enrichment .
Eggshell had significantly higher residues of the heavy metals than egg contents ,implying that heavy metals could
be excreted by eggshells. The residues of heavy metals in eggshell ranked as Cr > Pb > Cd ,and had significant dif2
ferences among species. Of the three heavy metals ,Cr showed the most variation among species ,being the highest
in eggshell of Chinese pond heron and the lowest in that of cattle egret ,but in egg contents ,there was no signifi2
cant difference among species. The variation of Cr residues among species was the second ,being the highest in the
egg contents of Chinese pond heron but not detected in that of cattle egret . The residues of Pb among species var2
ied little. Since eggshell was easy to collect ,it was practical to use it as the indicator to assess the pollution status
of wetlands.
Key words Black2crowned night heron , Little egret , Chinese pond heron , Cattle egret , Heavy metal , Bio2
monitoring , Bio2indicator. 3 国家自然科学基金项目 (30470257) 、安徽省教育厅自然科学基金
项目 (2003kj002)和安徽省生态工程与生物技术重点实验室专项基
金资助项目.3 3 通讯联系人.
2004 - 09 - 17 收稿 ,2005 - 02 - 22 接受.
1 引 言
近几十年来 ,由于化肥、农药的广泛使用 ,工业
以及日常生活中的污染物超量排放 ,大量污染物进
入环境[4 ,10 ,12 ,22 ,23 ,25 ,28 ,31 ,32 ,35 ] ,并通过径流作用积
累在湿地生态系统中[18 ] . 污染物在水生生物体内富
集 ,通过生物的营养关系在食物链上传递[16 ,30 ] ,一
些污染物经过食物链的生物放大作用 ,在顶级捕食
者体内呈现较高的浓度[6 ,19 ,33 ,34 ] ,在此过程中对食
物链各个营养级的生物产生不同程度的毒理学效
应[2 ,3 ,15 ,20 ,26 ,28 ,34 ] ,从而对湿地生态系统的生物多
样性和稳定性构成巨大威胁[4 ,22 ] ,因此 ,湿地污染
物的研究具有重要的环境预警意义[8 ,17 ,28 ] .
重金属是湿地生态系统的重要污染物 ,大量研
究表明 ,它们在水生生物体内有较高的富集水平 ,并
具有重要的毒理学效应[2 ,12 ,15 ,20 ]和严重的生态危
害. 近年来 ,湿地生态系统食物链中重金属富集的研
究受到普遍关注 ,因而生物监测也成为环境预警的
有效途径[5 ,7 ,17 ,24 ,29 ] . 人们用食物链上不同营养级
的许多生物作为指示生物 ,对湿地生态系统进行监
应 用 生 态 学 报 2005 年 10 月 第 16 卷 第 10 期
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2005 ,16 (10)∶1932~1937
测和评估[21 ,24 ,27~29 ] ,由于顶级捕食动物体内的重
金属水平可以揭示这些污染物在生态系统中转移的
过程[30 ,33 ] ,因此对处于较高营养级的顶级捕食者体
内重金属富集特征研究日益受到重视. 鹳形目水鸟
是湿地生态系统中的顶级捕食者 ,因此 ,国内外许多
学者将其作为环境的指示生物 ,用于环境污染物的
生物监测[3 ,5 ,7 ,8 ,14 ,17 ,19 ,24 ,33 ] .
重金属污染物在水鸟组织和器官系统中的富集
不均匀 ,通常在鸟类羽毛、卵中富集的浓度较高 ,重
金属在羽毛中高富集水平被认为是水鸟的一种排毒
机制[7 ] ,因而羽毛和卵常常作为环境中重金属污染
物的检测对象[1 ,3 ,5 ,9 ,11 ,13 ,14 ,21 ] . 以鹭卵作为指示物
的研究表明 ,鹭卵具有很好的指示作用[5 ] . 然而 ,在
选择鹭卵进行污染评价时 ,往往要收集鸟卵 ,因而不
可避免地对鸟类的繁殖造成影响.
本文选择合肥地区夜鹭 ( N ycticorax nyctico2
rax) 、小白鹭 ( Egretta garzetta) 、池鹭 ( A rdeola bac2
chus) 和牛背鹭 ( B ubulcus bacchus) 作为湿地污染物
的指示生物 ,并检测 Cr、Cd、Pb 等湿地生态系统常
见重金属污染物在 4 种鹭卵不同部分的残留水平 ,
探讨用卵壳检测评价重金属污染状况的新途径.
2 材料与方法
211 样品采集
样品采集于合肥市郊和郊县 ,1 号采样点位于大蜀山的
蜀山森林公园 ,海拔 284 m ,位于合肥市西郊 ,距市中心约 10
km ,周围西南侧为农田环抱. 2 号采样点位于肥西县圆通山 ,
海拔 219 m ,位于合肥市西南约 30 km ,西靠磨墩水库 ,山腰
和山脚下是农田以及居民点. 农田作物秋冬季以小麦和油菜
为主 ,春夏季以水稻为主. 3 号采样点位于肥东太子山 ,距市
中心约 50 km ,海拔 200 m. 2004 年 4 月初至 5 月底 ,在 3 个
采样点通过野外调查 ,对巢树进行标记 ,随机选择池鹭、小白
鹭、夜鹭和牛背鹭 4 种鹭巢 5 个以上 (3 号采样点仅采集了
池鹭卵样本) ,并从每巢中随机挑选 1 枚卵作为样品 ,同时又
收集机场鸟害防治枪击致死的小白鹭、夜鹭、池鹭 ,解剖分离
出未受枪伤的心脏、肝脏、骨骼、肌肉等组织器官样品. 所有
样品在处理前均置于冰箱内冷藏.
212 样品前处理
用蒸馏水、去离子水清洗卵样 ,将每只卵内容物和卵壳
分别置于洁净的玻璃培养皿中 ,并将每只卵内容物用玻璃棒
搅匀 ,然后均放入恒温烘箱内在 105 ±5 ℃下烘至恒重 ,取出
后在研钵中研磨至粉末状 ,称量后存放于聚乙烯瓶中并置于
干燥器中待测.
对于组织样品 ,分别用一次水、去离子水清洗干净 ,然后
均放入恒温烘箱内在 105 ±5 ℃下烘至恒重 ,取出后在研钵
中研磨至粉末状 ,称量后存放于聚乙烯瓶中并置于干燥器中
待测.
213 样品的消化
样品在测定分析前采用湿法消化 ,称取卵壳、卵内容物
和组织样品 015~110 g 置于洁净烧杯中 ,每个烧杯中加入
16 ml 浓 HNO3 (优级纯) 、6 ml HClO4 (优级纯) 进行消化 ,消
化完毕后 ,用 25 ml 容量瓶定容待测.
214 样品测定
样品中 Cd、Pb、Cr 等重金属测定采用原子吸收法 ,其中
Cd 、Pb 测定使用 TAS2986 原子吸收光谱仪 ,壳中 Cd、Pb 测
定采用火焰法. 内容物及组织中 Cd、Pb 测定采用石墨炉法.
Cr 测定使用美国 L EEMAN 公司 PLASMA2SPEC ICP2ACS
原子吸收光谱仪.
215 数据处理
数据用 SPSS810 软件进行处理 ,通过 t2检验和单因素
方差分析 (ANOVA) ,确定样品种内和种间重金属残留水平
的差异.
3 结果与分析
311 重金属残留量的种内差异
31111 夜鹭卵中重金属残留量 大蜀山、圆通山两
地卵壳样品中 ,Cd、Pb、Cr 3 种重金属都被检出 (表
1) . 卵壳中 Cr 残留量最高 ,在两地样品中分别为
11103 和 19189μg·g - 1 ,Pb 次之 ,为 11124 和 11113
μg·g - 1 ,Cd 残留量较低 ,为 6133 和 6161μg·g - 1 . 两
个地点之间重金属残留量除 Cr 差异显著 ( t =
- 31802 , df = 4 , P = 01019) ,Cd 和 Pb 差异不显著
(Cd : t = - 11524 , df = 4 , P = 01202 ; Pb : t = 1171 ,
df = 4 , P = 01872) .
大蜀山和圆通山夜鹭卵内容物中 ,除大蜀山没
有检测到 Cr 以外 ,其它两种重金属均被检出. 两地
样品中 Pb 残留量分别为 2112 和 2147μg·g - 1 ,Cd
残留量为 0112 和 0121μg·g - 1 ,圆通山样品 Cr 浓度
为 7111μg·g - 1 . 因此 ,3 种重金属中 ,大蜀山 Pb 残
留量最高 ,而 Cr 则最低. 大蜀山和圆通山夜鹭卵内
容物中 Pb 和 Cd 残留量在两地之间差异不显著
( Pb : t = 01605 , df = 4 , P = 01578 ;Cd : t = - 21661 ,
df = 4 , P = 01056) ,Cr 差异显著 ( t = 31040 , df = 4 ,
P = 01038) .
将卵壳和卵内容物中 3 种重金属残留量相比
较 ,可以看出 ,卵壳中重金属残留量都显著地高于卵
内容物 (大蜀山 Pb : t = - 171446 , df = 4 , P =
01000 ;大蜀山 Cd : t = - 471218 , df = 4 , P = 01000 ;
圆通山 Pb : t = - 131939 , df = 4 , P = 01000 ;圆通山
Cd : t = - 1201809 , df = 4 , P = 01000 ;圆通山 Cr : t
= - 51532 , df = 4 , P = 01005) .
339110 期 周立志等 :三种重金属元素在鹭卵中富集特征的初步研究
表 1 夜鹭卵及卵壳中重金属的残留量
Table 1 Residues of heavy metals in eggs and eggshells of Nycticorax nycticorax(μg·g - 1DW)
样品
Sample
项目
Item
Cd
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Pb
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Cr
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
卵壳 残留量 Residue ( X ±SD) 6133 ±0113 6161 ±0132 11124 ±0147 11113 ±1107 11103 ±1121 19189 ±5123
Eggshell 残留量范围 Residue range 6117~6150 6108~6191 10186~11198 9184~12121 9106~11190 14101~26186
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 100 100
内容物 残留量 Residue ( X ±SD) 0112 ±0103 0121 ±0101 2112 ±0189 2147 ±0166 nd 7111 ±3192
Egg content 残留量范围 Residue range 0111~0115 0114~0127 1126~3139 1185~3142 nd 4102~12183
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 0 100
nd :未检出 No detected. 下同 The same below.
表 2 小白鹭卵及卵壳中重金属的残留量
Table 2 Residues of heavy metals in eggs and eggshells of Egretta garzetta(μg·g - 1DW)
样品
Sample
项目
Item
Cd
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Pb
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Cr
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
卵壳 残留量 Residue ( X ±SD) 6133 ±0114 6178 ±0118 12115 ±0141 13111 ±1114 11153 ±3176 28160 ±6178
Eggshell 残留量范围 Residue range 6119~6152 6160~7105 11175~12174 11160~14131 6197~16118 21100~36147
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 100 100
内容物 残留量 Residue ( X ±SD) 0111 ±0105 0118 ±0103 1171 ±0146 1184 ±0135 nd 5128 ±0156
Egg content 残留量范围 Residue range 0104~0116 0115~0122 1124~2132 1144~2133 nd 4197~6112
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 0 100
31112 小白鹭卵中重金属残留量 在两地卵壳样品
中 ,3 种重金属均被检出 (表 2) ,圆通山卵壳中 3 种重
金属残留量平均值均高于大蜀山. 圆通山 Cr 残留量
最高 ,平均为 28160μg·g - 1 ,Pb 残留量平均为 13111
μg·g - 1 ,Cd 残留量为 6178μg·g - 1 .两地点 Cr 和 Cd 的
残留量差异极显著 ( Cr : t = - 71286 , df = 4 , P =
01002 ;Cd : t = - 61515 , df = 4 , P = 0103) ,Pb 残留量
差异不显著 ( t = - 11636 , df = 4 , P = 01177) .
在大蜀山和圆通山卵内容物的样品中 ,Cd、Pb
两种重金属均被检出 ,Cd 的残留量较低 ,两地最大
值均不超过 0122 μg·g - 1 ,残留量差异显著 ( t =
- 21785 , df = 4 , P = 0105) ; Pb 残留量较高 ,相应平
均值分别为 1171 和 1184μg·g - 1 ,两地残留量差异
不显著 ( t = - 01605 , df = 4 , P = 01578) ;而 Cr 只在
圆通山被检出 , 且 Cr 残留量较高 , 其平均值为
51284μg·g - 1 .
小白鹭卵壳中 3 种重金属残留量除圆通山外 ,
均显著高于内容物 (大蜀山 : Pb : t = 281250 , df = 4 ,
P = 01000 ;Cd : t = 1281159 , df = 4 , P = 01000 ;Cr : t
= 51834 , df = 4 , P = 01004 ; 圆通山 : Pb : t =
171338 , df = 4 , P = 01000 ;Cd : t = 791814 , df = 4 , P
= 01000 ;Cr : t = 31839 , df = 4 , P = 01018) .
31113 池鹭卵中重金属残留量 3 种重金属在大蜀
山、圆通山和太子山卵壳中都被检出 (表 3) ,Cr 在卵
壳中的残留量相当高 , 3 个地点平均值分别高达
25126、25192 和 28175 μg·g - 1 ; Cd 在大蜀山最低 ,
为 6178μg·g - 1 . 圆通山、大蜀山和太子山 3 个地点
之间样品中 Cd 差异显著 ( F = 41111 , df A = 2 , df E
= 12 , P = 01044) ,Cr 差异不显著 ( F = 01287 , df A =
2 , df E = 12 , P = 01756) , Pb 差异亦不显著 ( F =
31615 , df A = 2 , df E = 12 , P = 01059) .
卵内容物中 Cd、Pb 在 3 个地点也均被检出 ,Cr
在大蜀山没有被检出. 3 种重金属中 , Pb 残留量水
平较高 ,Cd 比较低. 3 个地点间 ,Pb 残留量差异不显
著 ( F = 01525 , df A = 2 , df E = 12 , P = 01605) ,Cd 残
留量差异显著 ( F = 41323 , df A = 2 , df E = 12 , P =
01039) ,Cr 差异显著 ( F = 81728 , df A = 2 , df E = 12 ,
P = 01050) .
卵壳中重金属与内容物中的相比较 ,除大蜀山
Cr 外 ,前者极其显著地高于后者 (大蜀山 : Pb : t =
- 101173 , df = 4 , P = 01001 ; Cd : t = 351406 , df =
4 , P = 01000 ;Cr : t = 31229 , df = 4 , P = 01032 ;圆通
山 : Pb : t = - 61884 , df = 4 , P = 01002 ; Cd : t =
981412 , df = 4 , P = 01000 ; Cr : t = 81164 , df = 4 , P
= 01001 ; 肥东 : Pb : t = - 421931 , df = 4 , P =
01000 ;Cd : t = 421767 , df = 4 , P = 01000 ; Cr : t =
111705 , df = 4 , P = 01000) .
31114 牛背鹭卵中重金属残留量 大蜀山、圆通
山两地所有样品中 Cd、Pb、Cr 3 种重金属在牛背鹭
卵壳中均有检出 (表 4) ,且检出率为 100 %. 3 种重
金属在两地牛背鹭卵壳中残留量顺序是 Cr > Pb >
Cd ,分别为1 0 14 2 0和1 6 12 3 3μg·g - 1 , 1 2 11 3 8和
4391 应 用 生 态 学 报 16 卷
表 3 池鹭卵及卵壳中重金属的残留量
Table 3 Residues of heavy metals in eggs and eggshells of Ardeola bacchus(μg·g - 1DW)
样品
Sample
项目
Item
Cd
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
太子山
Taizi
mountain
Pb
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
太子山
Taizi
mountain
Cr
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
太子山
Taizi
mountain
卵壳 残留量 Residue( X ±SD) 6178 ±0142 7127 ±0117 7134 ±0133 17112 ±2192 14101 ±3150 12169 ±0173 25126 ±17102 25192 ±6164 28175 ±3104
Eggshell 残留量范围 Residue range 6129~7122 7110~7148 6191~7168 14168~21148 11122~19146 11132~13142 2162~42192 17182~32178 24169~32149
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
内容物 残留量 Residue( X ±SD) 0113 ±0104 0118 ±0102 0115 ±0102 2140 ±0148 2161 ±0189 2193 ±0178 nd 1147 ±2107 5140 ±1191
Egg content 残留量范围 Residue range 0108~0116 0116~0122 0112~0116 1176~3112 1179~3182 1157~3180 nd 0~4139 2109~7156
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 100 100 0 40 100
表 4 牛背鹭卵及卵壳中重金属的残留量
Table 4 Residues of heavy metals in eggs and eggshells of Bubulcus bacchus (μg·g - 1DW)
样品
Sample
项目
Item
Cd
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Pb
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
Cr
大蜀山
Dashu
mountain
圆通山
Yuantong
mountain
卵壳 残留量 Residue ( X ±SD) 6123 ±0115 6176 ±0123 12114 ±1104 9174 ±0191 10142 ±4197 16123 ±4199
Eggshell 残留量范围 Residue range 6101~6139 6152~7111 11106~13159 8178~10198 4109~16147 9175~18169
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 100 100
内容物 残留量 Residue ( X ±SD) 0111 ±0103 0120 ±0101 2104 ±0185 3143 ±1135 nd 0132 ±0157
Egg content 残留量范围 Residue range 0108~0115 0103~0107 1127~3117 1167~5123 nd nd~1128
( n = 5) 检出率 Occurrence rate ( %) 100 100 100 100 0 20
91737μg·g - 1 ,61230 和 61757μg·g - 1 . 两地点 Cd
残留量差异极显著 ( t = - 61214 , df = 4 , P =
01003) ,Pb 残留量差异显著 ( t = 41378 , df = 4 , P =
01012) ,而 Cr 残留量差异不显著 ( t = - 11514 , df
= 4 , P = 01204) .
Cd、Pb 在内容物中检出率为 100 % , Pb 残留量
大于 Cd ,Cr 在大蜀山样品卵内容物中没有被检测
出 ,圆通山样品内容物中 Cr 检出率为 20 %. 3 种重
金属以 Pb 残留量最高 ,其它 2 种相对较低. 检测的
重金属中 ,大蜀山和圆通山卵内容物中 , Pb 残留量
差异显著 ( t = - 31134 , df = 4 , P = 01035) ,Cd 差异
不显著 ( t = - 11509 , df = 4 , P = 01206) .
卵壳和内容物中重金属残留量差异极其显著
(大蜀山 : Pb : t = 401845 , df = 4 , P = 01000 ;Cd : t =
991515 , df = 4 , P = 01000 ; Cr : t = 31691 , df = 4 , P
= 01021 ;圆通山 Pb : t = 111218 , df = 4 , P = 01000 ;
Cd : t = 461999 , df = 4 , P = 01000 ; Cr : t =
- 613942 , df = 4 , P = 01003) .
312 重金属残留量的种间差异
在合肥地区 4 种鹭卵壳中 ,3 种重属残留都被检
出 ,检出率为 100 %.从 4 种鹭卵壳中 3 种重金属的检
出情况看 ,种间差异都极其显著 (Cd : F = 111372 , df A
= 3 , df E = 41 , P = 01000 ; Pb : F = 81537 , df A = 3 , df E
= 41 , P = 01000 ;Cr : F = 61115 , df A = 3 , df E = 41 , P =
01002) ,3 种重金属在卵壳中残留量顺序都为 Cr > Pb
> Cd ;Cr 残留水平的种间波动幅度最大 ,池鹭卵壳最
高 ,牛背鹭最低 ; Pb 的种间波动幅度相对较小 ,Cd 的
种间波动幅度最小 (图 1a) .
图 1 4 种鹭卵壳 (a)和卵内容物 (b)中重金属残留水平
Fig. 1 Residues of heavy metals in eggshells (a) and egg content (b) of
four species of herons.
A :池鹭 A rdeola bacchus ;B :小白鹭 Egretta garzetta ;C :夜鹭 Nyctico2
rax nycticorax ;D :牛背鹭 B ubulcus bacchus .
在合肥地区 4 种鹭卵内容物中 , Pb 和 Cd 检出
率为 100 % ;而 Cr 在四种鹭的样品中 ,检出率都不
超过 50 % ,在牛背鹭卵的内容物样品中没有检出
(表 1) . 从卵内容物中 3 种重金属的检出情况看 ,残
留量的种间差异都不显著 (Cd : F = 01140 , df A = 3 ,
df E = 41 , P = 01936 ; Pb : F = 21743 , df A = 3 , df E =
539110 期 周立志等 :三种重金属元素在鹭卵中富集特征的初步研究
41 , P = 01055 ; Cr : F = 21081 , df A = 3 , df E = 41 , P
= 01118) ,Cr 的残留量种间波动幅度最大 ,池鹭卵
内容物中 ,Cr 含量最高 ,平均值为 4191μg·g - 1 ,牛背
鹭卵内容物中没有检出 ; Pb 的种间波动幅度相对较
小 ,Cd 的种间波动幅度最小. 池鹭、小白鹭和夜鹭卵
内容物中 3 种重金属的残留水平依次为 Cr > Pb >
Cd ,而牛背鹭中则为 Pb > Cd > Cr (图 1b) .
4 讨 论
411 卵壳重金属富集特征
Pb、Cd 和 Cr 在鹭类羽毛中的富集量相当高 ,通
常认为羽毛是富集重金属的主要器官. 羽毛中含有
较高的重金属 ,在鸟类换羽过程中 ,重金属污染物被
排到体外 ,通过羽毛排出污染物被认为是排泄体内
有毒物质的一种途径[7 ] .
合肥地区小白鹭、池鹭和夜鹭骨骼中的 Pb 和
Cd 的残留量最高 ,除小白鹭外 ,Cr 残留量也较高 ,
肌肉中 Cr 残留量最高 ,心脏中的重金属残留量相对
较低 (图2) . 这种将重金属沉积在骨骼中的生物学
图 2 小白鹭 (a) 、夜鹭 (b)和池鹭 (c)组织中的重金属分布
Fig. 2 Residues of heavy metals in tissues of Egretta garzetta (a) , Nyc2
ticorax nycticorax (b) and A rdeola bacchus (c)
适应 ,对于减少其他内脏器官的毒害具有积极意义.
合肥地区鹭卵内容物中重金属残留量都不超过
510μg·g - 1 ,而卵壳中重金属残留量都显著地超过了
卵内容物.小白鹭和池鹭卵壳中 Pb、Cd 高于骨骼中残
留量 ,3 种鹭卵壳中 Cr 接近或超过骨骼中残留量. 由
此可见 ,卵壳也是一种重金属富积的重要场所.
卵壳在幼鸟孵出后被遗弃 ,其中重金属污染物
随之排出. 合肥地区 4 种鹭雌鸟每窝产有 4~7 枚
卵[36 ] ,卵在形成过程中要经过卵巢、输卵管、子宫 ,
卵壳是在卵形成的最后阶段由输卵管和子宫分泌的
石灰质等组成 ,因此卵壳是最后形成的 ,即在产卵期
之前形成. 虽然池鹭、牛背鹭和小白鹭是合肥地区的
夏候鸟 ,夜鹭是留鸟 ,但产卵期间卵壳中重金属污染
物可能主要来自当地湿地. 在孵化过程中 ,幼鸟胚胎
是从卵内容物中吸收营养 ,卵壳在这个阶段起着保
护作用 ,最终随着幼鸟出壳而完成使命. 雌鸟在成卵
过程中将重金属富集于卵壳中 ,从而降低了重金属
污染物对幼鸟的毒害. 另外 ,鹭鸟通过这种方式将大
量重金属排至体外 ,也降低了对成鸟的危害. 合肥地
区 4 种鹭卵壳中富集的重金属污染物都明显高于卵
内容物 ,可以认为这也是一种排毒机制.
412 卵壳对重金属污染的指示作用
通过鹭卵检测的重金属污染情况要比浙江常山
地区[37 ] 、江西鄱阳湖地区和江苏无锡地区严
重[7 ,24 ] ,组织样品检测出的重金属污染情况要比厦
门地区的低一些 ,而比无锡地区高一些 [14 ,24 ] (表
5) . 合肥地区湿地中重金属污染物浓度较高[31 ] ,鹭
卵中这种重金属污染物的分布特征与当地高浓度环
境重金属背景值有关.
表 5 合肥地区与其它地区鹭类指示的重金属水平比较
Table 5 Comparison of the heavy metal concentration in the herons of
Hefei with the other regions
地点
Site
卵 Egg
Cd Pb Cr
肝脏 Liver
Cd Pb Cr
肌肉 Muscle
Cd Pb Cr
合肥地区夜鹭
Nycticorax nycticorax in Hefei 0117 213 3156 0114 2144 711 0114 1186 1816
无锡地区夜鹭 [7 ]
Nycticorax nycticorax in Wuxi - - - 0166 0139 6149 0106 018 618
合肥地区小白鹭
Egretta garzetta in Hefei 0115 1178 2164 0114 1177 2153 0113 1175 38182
太湖地区小白鹭 [24 ]
Egretta garzetta in Tai Lake nd 011 - - - - - - -
鄱阳湖地区小白鹭 [24 ]
Egretta garzetta in Poyang Lake 0 0122 - - - - - - -
厦门地区小白鹭 [14 ]
Egretta garzetta in Xiamen - - - - - - 1135 5121 -
合肥地区卵中重金属系指卵内容物中的重金属水平 The heavy metals in egg content in Hefei region are
compared only.
4 种鹭卵中重金属在卵壳中的富集与在卵内容
物中具有相似的规律 ,即 Cr > Pb > Cd ,鹭卵中高重
金属富集量对于污染监测具有重要意义. 通过羽毛
6391 应 用 生 态 学 报 16 卷
监测污染是一种行之有效的途径[21 ] ,但在取样时必
须爬到难以达到的巢树上 ,而且要在幼雏体上拔羽
毛 ,对雏鸟生长有一定影响. 卵壳在雏鸟孵出后 ,随
即被亲鸟弃至巢外 ,而且卵壳具有种特异性 ,每到繁
殖季节可以在鹭巢地拾取大量孵化后残留下来的卵
壳 ,因此用卵壳作为环境污染的监测物 ,比用羽毛监
测更便利.
参考文献
1 Berg W ,Johnels AG ,Sjostrand B , et al . 1996. Mercury content in
feathers of Swedish birds from the past 100 years. Oikos ,17 :71~
83
2 Bergman A ,Bergstrand A ,Bignert A. 2001. Renal lesions in Baltic
Grey Seals ( Halichoerus grypus) and Ringed Seals ( Phocahispida
bot nica) . A MB IO ,30 (7) :397~409
3 Burger J , Gochfeld M. 1995. Biomonitoring of heavy metals in the
pacific basin using avian feathers. Envi ron Toxicol Chem ,14 :1233
~1239
4 Cui Y(崔 毅) ,Chen B2J (陈碧鹃) ,Song Y2L (宋云利) , et al .
1997. Heavy metals content in seawater and marine organisms at
Jiaozhou Bay. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,8 (6) :650~654
(in Chinese)
5 Custer TW , Hines RK , Melancon MJ , et al . 1997. Contaminant
concentrations and biomarker response in Great Blue Heron eggs
from 10 colonies on the upper Mississippi River , USA. Envi ron
Toxicol Chem ,16 :260~271
6 Ding Y2Z(丁由中) ,Wang X2M (王小明) ,He L2J (何利军) ,et al .
2001. Cu ,Zn ,Cd and Pb concentration in different parts of egg of
A lligator sinensis . Zool Res (动物学研究) , 22 (3) : 253~256 (in
Chinese)
7 Dong Y2H(董元华) , Gong Z2M (龚钟明) , Wang H (王 辉) , et
al . 2002. Residue and distribution of heavy metals in tissues of night
heron chick bred in Yuantouzhu ,Wuxi. Chin J A ppl Ecol (应用生
态学报) ,13 (2) :213~216 (in Chinese)
8 Elliott J E ,Harris ML ,Wilson L K , et al . 2001. Monitoring temporal
and spatial trends in polychlorinated dibenzo2pdioxins ( PCDDs) and
dibenzofurans ( PCDFs) in Eggs of Great Blue Heron ( A rdea hero2
dias) on the coast of British Columbia ,Canada ,1983~1998. A M2
B IO ,30 (7) :416~428
9 Gode AA , de Bruin M. 1984. The use of birds feathers parts as
monitor for mental pollution. Envi ron Pollut (Ser. B) ,8 :281~298
10 Guan D2S (管东生) , Chen Y2J (陈玉娟) , Ruan G2B (阮国标) .
2001. Studies on heavy metal concentrations and the impact of sub2
urb soils of Guangzhou. Acta Sci Nat U niv S unyatseni (中山大学
学报·自然科学版) ,40 (4) :93~96 (in Chinese)
11 Guo D2L (郭东龙) ,Zhou M2S(周梅素) ,Xi Y2Y(席玉英) ,et al .
2001. Preliminary studies on the level and distribution of mercury in
feathers of birds. Acta Zool S in (动物学报) ,47 (s1) :139~143 (in
Chinese)
12 Hoffman DJ ,Heinz GH. 1998. Effects of mercury and selenium on
glutathione metabolism and oxidative stress in mallard ducks. Envi2
ron Toxicol Chem ,17 (2) :161~166
13 Honda K ,Min B Y , Tatsukawa R. 1985. Heavy metal distribution in
organs and tissues of the eastern great white egret ( Egretta alba
modesta) . B ull Envi ron Contam Toxicol ,35 :781~789
14 Zhou X2P(周晓平) ,Chen X2L (陈小麟) , Fang W2Z(方文珍) , et
al . 2004. Heavy metal contents of young and adult Little Egret in
Xiamen. J Xiamen U niv (Nat Sci) (厦门大学学报·自然科学版) ,
43 (3) :412~415 (in Chinese)
15 Huang D2J (黄德军) ,Zhang Y2M (张迎梅) ,Zhao D2Q (赵东芹) ,
et al . 2004. Effect of cadium on the development of tadpoles of the
B uf o raddei . J L anz hou U niv (Nat Sci) (兰州大学学报·自然科
学版) ,40 (2) :81~83 (in Chinese)
16 Jagoe CH ,Arnold2Hill B , Yanochko GM , et al . 1998. Mercury in
alligators ( A lligator mississi ppiensis) in the southeastern United
States. Sci Total Envi ron ,213 :255~262
17 Kushlan JA. 1993. Colonial waterbirds as bioindicators of environ2
mental change. Colonical W aterbi rds ,16 (2) :223~251
18 Liang T(梁 涛) , Wang H (王 浩) , Zhang X2M (张秀梅) , et
al . 2003. Transportation processes and rates of heavy metals in an
artificial rainstorm runoff under different land use types. Chin J
A ppl Ecol (应用生态学报) ,14 (10) :1756~1760 (in Chinese)
19 Nicholson J K. 1981. The comparative distribution of zinc ,cadmium
and mercury in selected tissues of the herring gull ( L arus argenta2
t us) . Com p Biochem Physiol ,68C :91~94
20 Nordberg G ,Jin T ,Bernard A , et al . 2002. Low bone density and
renal dysfunction following environmental cadmium exposure in
China. A MB IO ,31 (6) :478~481
21 Odsjo T , Roos A ,Johnels AG. 2004. The tail feathers of osprey
nestlings ( Pandion haliaet us L . ) as indicators of change in mercury
load in the environment of southern Sweden (1969~1998) :A case
study with a note on the simultaneous intake of selenium. A MB IO ,
33 (3) :117~121
22 Pain DJ ,Meharg A ,Sinclair G , et al . 2003. Levels of cadmium and
zinc in soil and plants following the toxic spill from a pyrite mine ,
Aznalcollar ,Spain. A MB IO ,32 (1) :52~57
23 Rognerud S ,Fjeld E. 2001. Trace element contamination of Norwe2
gian lake sediments. A MB IO ,30 (1) :11~19
24 Ruan L2Z(阮禄章) ,Zhang Y2M (张迎梅) ,Zhao D2Q (赵东芹) ,et
al . 2003. Egretta garzetta as a bioindicator of environmental pollu2
tion in Tai Lake region. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) , 14
(2) :263~268 (in Chinese)
25 Skjelkvale BL ,Andersen T , Eirik Fjeld , et al . 2001. Heavy metal
surveys in Nordic lakes :Concentrations ,geographic patterns and re2
lation to critical limits. A MB IO ,30 (1) :2~10
26 Thomas VM ,Orlova AO. 2001. Soviet and post2soviet environmen2
tal management :Lessons from a case study on lead pollution. A M2
B IO ,30 (2) :104~111
27 Turle R ,Collins B. 1992. Validation of the use of pooled samples for
monitoring of contaminants in wildlife. Chemosphere ,25 :463~469
28 von Storch H , Hangner C. 2004. Controlling lead concentrations in
human blood by regulating the use of lead in gasoline. A MB IO ,33
(3) :110~116
29 Wang W2Q (王文琪) , Zhang P2Q (章佩群) . 1999. Study of envi2
ronmental assessment of the Jiaozhou Bay using bivalves as biomoni2
tor. Oceanol L i mol S in (海洋与湖沼) ,30 (5) :491~499 (in Chi2
nese)
30 Wang W2X (王文雄) , Pan J2F (潘进芬) . 2004. The transfer of
metals in marine food chains :A review. Acta Ecol S in (生态学报) ,
24 (3) :599~604 (in Chinese)
31 Wang Y2H(王永华) ,Liu Z2Y(刘振宇) ,Liu W (刘 伟) , et al .
2003. Distribution and correlation characteristics between pollutants
in sediment in Chaohu Lake ,China. Acta Sci Nat U niv Pekinenis
(北京大学学报·自然科学版) ,39 (4) :501~506 (in Chinese)
32 Yang J2R (杨居荣) , Zha Y (查 燕) . 1999. Existing forms of
heavy metals and the heirtoxicity in foods. Chin J A ppl Ecol (应用
生态学报) ,10 (6) :766~770 (in Chinese)
33 Yin X2B(尹雪斌) ,Sun L2G(孙立广) ,Liu X2D (刘晓东) , et al .
2004. Biomagnification of Hg in antarctic scats. Acta Ecol S in (生
态学报) ,24 (3) :630~634 (in Chinese)
34 Zhang H. 2004. Heavy2metal pollution and arseniasis in Hetao ,Chi2
na. A MB IO ,33 (3) :122~114
35 Zhang QM ,Zhu YC ,Deng RW. 2002. Evaluation of mercury emis2
sions to the atmosphere from coal combustion ,China. A MB IO ,31
(6) :482~484
36 Zhou L2Z(周立志) , Song Y2J (宋榆钧) , Ma Y(马 勇) . 1998.
Breeding ecology of the three herons in Zipeng Mountains. Chin J
Zool (动物学杂志) ,33 (4) :34~38 (in Chinese)
37 Zhu X(朱 曦) , Zou X2P (邹小平) . 2001. Herons of China. Be2
jing :China Forestry Press. 71 (in Chinese)
作者简介 周立志 ,男 ,1963 年生 ,博士 ,教授 ,硕士生导师.
主要从事鸟兽生物地理学与濒危水鸟的生物多样性保护研
究 ,发表论文 36 篇 ,合作出版专 (译)著 2 部. E2mail :zhoulz @
ahu. edu. cn
739110 期 周立志等 :三种重金属元素在鹭卵中富集特征的初步研究