全 文 ：应用生态学报
2002年 1月
第 13卷
第 1期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jan. 2002, 13( 1) : 106~ 108
大气氟污染源附近食桑昆虫中氟的积累和分布*
陈玉银* *
卢升高
(浙江大学蚕蜂科学系, 杭州 310029)

摘要
 对大气 F 污染源附近野桑蚕、桑赤蠖和桑蚕体内的氟化物含量和器官分布进行了研究.结果表
明,污染源附近食桑昆虫体有较高的氟化物含量,且食桑昆虫体的氟化物含量随着离污染源的距离增大而
降低. 野桑蚕、桑赤蠖和桑蚕的氟化物含量与桑叶的氟化物含量有极显著的线性正相关性. 食桑昆虫不同
器官间的氟化物积累量也存在较大差异 ,其消化管是食桑昆虫的主要氟化物积累器官.
关键词
氟化物
食桑昆虫
桑叶
文章编号
1001- 9332( 2002) 01- 0106- 03
中图分类号
X511
文献标识码
A
Fluoride accumulation and distribution in mulberry insects near f luoride pollution sources. CH EN Yuyin and
LU Shenggao ( Depar tment of Ser iculture and Ap iculture, Zhej iang University , H angzhou 310029) .
Chin .
J . A pp l. Ecol . , 2002, 13( 1) : 106~ 108.
Fluoride accumulation and the relative fluor ide loading of different body parts in wild mulberr y silkworm ( Bom

byx mandar ina M . ) , mulber ry geometrid ( Pathonandr ia atr ineata B. ) , and mulberr y silkwo rm ( Bombyx
mor i L . ) near fluor ide pollut ion sources w ere studied. Comparison of the fluoride content of insect bodies and
mulberry leaves show ed that insects collected from po lluted sites had incr eased fluo ride accumulat ion. T he dig es

tive tract of the insect had much higher fluoride content than the other par ts of the body and w as considered to be
the important or gan of fluoride accumulation. There w ere also w ide differ ences in fluoride accumulation between
different insect species w ithin the same polluted site. T he highly significantly correlation betw een fluor ide con

tents of wild mulberry silkworm, mulberr y geometr id, and mulberry silkworm w ith that of the mulber ry leaves
on which they were collected was found.
Key words
F luor ide, Mulberry insects, Mulberr y leaves.
* 美国 Earthw atch基金会资助项目( 94
95
126) .
* * 通讯联系人.
1999- 07- 12收稿, 1999- 11- 15接受.
1
引

言
大气 F 污染对蚕业生产的危害早在 20 世纪 70
年代在日本就有报道[ 8] . 80年代以来,随着我国乡
镇企业的迅速发展, 以砖瓦窑、水泥工业为主以及其
它工业过程排放的氟化物对桑蚕的危害经常发生,
已是困扰我国蚕桑主产区蚕茧生产稳定持续发展的
主要环境生态问题.已知桑树是氟化物超积累的植
物,我国环境学者对氟化物的排放规律、氟化物在桑
叶中的积累规律和大气氟化物控制标准方面进行了
大量研究[ 1, 10, 11] . 作者[ 3, 4]曾报道了桑叶人工添加
氟化物后,桑蚕体内的氟化物积累及动态分布,氟化
物对桑蚕繁殖力的影响等.但是,关于桑蚕生产区氟
化物在生态系统中的迁移、积累,特别是氟化物在食
桑昆虫体内的积累及其分布未见报道. 本文以我国
桑蚕主产区污染源附近几种以桑叶为食物的植食性
昆虫为例,调查了氟化物在食物链中的积累, 试图建
立氟化物在植物
昆虫体系中的积累规律, 以及在 F
污染环境中昆虫的生存适应性变化.
2
材料与方法
2
1
研究地点
研究在浙江省湖州市菱湖区进行,该区具有悠久的养蚕
历史,是我国著名的蚕茧主产区, 也是目前氟化物污染最严
重地区之一,在春夏季常发生桑蚕氟化物中毒. 据调查该地
区的主要污染源是砖瓦窑、水泥厂和化学厂, 全区砖瓦窑年
产砖瓦 5
35
109 块,年排放氟化物 432012kg[ 10] .
2
2
研究方法
2
2
1 采样方法
试验 1: 在该区主要 F 污染源附近采集桑
叶样品及桑树上的野桑蚕( Bombyx mandar ina Moore)和桑
尺蠖( Pathonandr ia atrineata Butler ) , 并在相应的农户蚕室
内采集饲养的桑蚕( Bombyx mor i L . )和养蚕的桑叶.桑叶不
经清洗直接在 80
12h 烘干测定氟化物含量, 5 龄期昆虫样
品在 80
48h 烘干, 供氟化物测定.
试验 2:在菱湖新溪第二砖瓦厂夏季主风向方向不同距
离处采集桑叶样品及桑树上的野桑蚕和桑尺蠖, 以周围 5km
范围内没有污染源的样品作为
非污染区
对照. 桑蚕样品在
农户中采集. 5 龄期桑蚕、野桑蚕和桑尺蠖样品各分成 3 份,
1 份直接烘干,第 2 份供解剖, 用专用桑蚕解剖工具切开蚕
体及消化管,用去离子水反复冲洗消化管, 洗去消化管内容
物后烘干,第 3份解剖分出消化管和剩余组织, 消化管切开
后用去离子水反复冲洗,洗去消化管内容物, 消化管和剩余
组织分别烘干, 烘干条件同上.
2
2
2 分析方法
桑叶和昆虫组织氟化物测定采用酸溶解,
F 离子选择性电极法测定[ 12] .
3
结果与分析
3
1
昆虫体内氟化物积累量与桑叶 F 含量的关系
图 1和 2 是野桑蚕、桑尺蠖和桑蚕中氟化物积
累量与桑叶氟化物含量的相关性. 结果表明, 昆虫体
的氟化物积累量随桑叶氟化物含量增大而增高, 它
们之间存在极显著线性关系,并且虫体中的 F 含量
高于食物中的 F 含量, 表现为昆虫对氟化物的累积
作用. 桑叶 F 含量与大气氟化物浓度的线性相关性
已在许多地区证明[ 2, 11] , F 污染源附近动物组织与
其食物中氟化物含量的相关性研究也有较多的报
道[ 1, 5~ 7, 9] . 因此, 污染源附近昆虫组织的氟化物含
量也可用于监测氟化物污染状况.
图 1
野桑蚕和桑尺蠖的氟化物含量与桑叶氟化物含量的关系
Fig. 1 Relat ionship betw een F content in w ild mulberry silkw orm ( Fw s)
and mulberry geom et rid ( Fml) and F content in mulberry leaves ( x)
( * * P< 0. 01) .

野桑蚕 Wild silkw orm,
桑尺蠖 Mulberry geomet rid.


在样品采集过程中还发现, F 污染源周围的桑
园中, 尽管桑叶F含量很高 , 超过了180mg
kg- 1 ,
但仍能在桑树上找到生长发育良好的野桑蚕和桑尺
图 2
桑蚕幼虫氟化物含量与桑叶氟化物含量的关系
Fig. 2 Relationship betw een F content in mulberry silkw orm ( Fms) and
F content in mulberry leaves( * * P< 0. 01) .
蠖,而桑叶 F 浓度超过 120mg
kg- 1时,桑蚕就严重
中毒死亡, 即使农户饲养耐 F 性最强的桑蚕品种,
在 5龄期桑叶 F 浓度达到 120mg
kg- 1时, 蚕就表
现出严重的 F 中毒症状,颗粒无收. 由此可以推测,
F 污染源附近桑树上的昆虫经过长期的在 F 污染环
境中生存,通过耐 F 性的自然筛选,已逐渐形成耐 F
性强的系统, 由此可见桑蚕的耐 F 性通过培育和筛
选也可望有大幅度的提高, 这对桑蚕耐 F 性品种的
选育具有理论指导作用, 对这些主蚕区蚕业生产保
持稳定持续发展具有重要的现实意义.
3
2
氟化物在昆虫体内的积累和组织分布
前文[ 10]报道了化学厂、砖瓦厂和水泥厂排放的
氟化物在各种植物和水体中的积累, 证明桑树是氟
化物超积累植物, 在同样的条件下桑叶中氟化物的
积累量显著高于其它植物,其氟化物积累量与大气
氟化物浓度、离污染源的距离、方向和桑叶叶龄等有
关.砖瓦厂附近主风向方向不同距离处采集的桑叶、
野桑蚕和桑尺蠖的氟化物分析(表1)表明,在离砖
表 1
污染源附近野桑蚕和桑尺蠖的氟化物( mg
kg- 1,干重)积累和分布(平均值
标准误)
Table 1 Fluoride content ( mg
kg- 1, dry weight) ( mean
standard deviation) and distribution of wild mulberry si lkworm and mulberry geometrid
col lected from different polluted si tes
昆虫类型
Insect type
距离污
染源1) ( m)
桑
叶
Mulberry leaf
昆虫体
Insect body
去消化管内容
物后的昆虫体2)
消化管
Digestive t ract
去消化管
后的昆虫体3)
Fw s A( 100)
B( 300)
C( 500)
D( 1000)
CK
142. 4
16. 1
126. 1
13. 9
99. 7
4. 6
84. 6
10. 3
40. 5
8. 8
243. 5
12. 1
207. 5
15. 3
157. 2
8. 4
147. 5
16. 8
69. 9
3. 6
185. 0
21. 9
141. 3
16. 5
104. 6
8. 7
99. 7
12. 9
42. 6
6. 8
332. 6
16. 2
279. 7
22. 1
273. 2
6. 9
233. 6
12. 4
95. 1
11. 2
104. 6
10. 6
94. 2
8. 9
78. 6
4. 5
72. 0
8. 6
28. 9
5. 2
Fml A( 100)
B( 300)
C( 500)
D( 1000)
CK
142. 4
16. 1
126. 1
13. 9
99. 7
4. 6
84. 6
10. 3
40. 5
8. 8
185. 0
18. 6
158. 7
25. 4
142. 8
17. 5
134. 0
7. 5
42. 6
9. 2
121. 3
14. 2
109. 8
4. 6
93. 1
9. 0
86. 5
19. 1
33. 1
4. 8
248. 9
18. 5
252. 0
14. 2
202. 0
11. 2
181. 1
6. 9
68. 2
3. 1
99. 6
11. 0
86. 4
7. 3
66. 4
8. 2
55. 1
7. 2
18. 0
8. 2
1) Distan ce f rom polluted site, 2) Insect body after removing fluoride from digestive t ract , 3) Insect body after removing digest ive t ract ; Fw s:野桑蚕Wild
mulberry silkworm, Fml:桑尺蠖 Mulberry geomet rid.
1071 期











陈玉银等:大气氟污染源附近食桑昆虫中氟的积累和分布









瓦窑 100m 处的桑叶氟化物含量达 142. 4
16. 1mg

kg- 1, 比对照区高 3. 5倍, 且氟化物的积累量随离
砖瓦窑的距离增大而降低. 野桑蚕和桑尺蠖中氟化
物的积累量也呈现类似的规律, 且昆虫体的氟化物
积累量高于桑叶, 离砖瓦窑 100m 处野桑蚕氟化物
含量达 243. 5
12. 1mg
kg - 1, 桑尺蠖达 185. 0

18. 6mg
kg- 1,由此可见氟化物在食物链中的积累.
不同昆虫种类和昆虫的不同组织对氟化物的积
累量也存在差异,在以桑叶作为唯一食物的昆虫中
野桑蚕对氟化物的积累明显高于桑尺蠖. 有研
究[ 1, 6, 9]报道了污染源附近不同的脊椎动物和无脊
椎动物对氟化物的积累存在差异,并把这种差异归
因于动物在食物链中的位置以及食性的不同. 本试
样中相同食物及环境下不同种类昆虫的 F 积累量
差异机制还有待于进一步研究, 推测是否与昆虫的
耐F 能力有关. 本试验数据(表 1 和图 3)还表明昆
虫体内不同组织的氟化物积累量也有极显著差异,
以幼虫消化管对氟化物积累最高,有极显著的累积
作用. 幼虫整个虫体的 F 含量显著高于食物, 但只
要用去离子水洗去消化管中食物后其 F 含量就明
显降低, 但仍高于食物的F含量 .而在去除消化管
图 3
桑蚕幼虫不同组织氟化物含量及分布
Fig. 3 F content and dist ribut ion in dif ferent t issues of mulberry silk

w orm larval.


桑叶 Leaves,

幼虫整体 Larval body,

消化管 Digest ive
t ract ,

体壁 Integument,

蚕粪 Feces; A
4龄第 3天 3rd day of
4th instar, B
5龄第 3天 3rd day of 5th instar, C
5龄第 5 天 5th day
of 5th instar.
后, 幼虫剩余部分则F含量大幅度下降. 因此认为
消化管是昆虫 F 富集的器官, 这与大型野生动物中
氟化物在不同组织分布的规律有所不同[ 6] .


从图 3还可以看到, 桑蚕幼虫 F 含量也是高于
食物 F 含量, 各组织中 F 分布极不均匀, 主要集中
在消化管中,这与食桑昆虫野桑蚕和桑尺蠖相似.但
是,有个显著的不同点是, 其消化管 F 含量特别高
而体壁 F 含量极显著地低于食物 F 含量. 从表 1可
以总结出消化管 F 含量与食物 F 含量比值, 野桑蚕
在 2. 3~ 2. 8倍之间,桑尺蠖在 1. 7~ 2. 3之间, 而图
3表明桑蚕消化管 F 含量与食物 F 含量比值则在
3. 1~ 4. 2 倍左右. 这可能是为何桑蚕对 F 更为敏
感,耐 F 性很弱的原因之一.
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nese)
作者简介
陈玉银, 女, 1962 年生, 博士, 副教授, 主要从事
桑蚕氟化物中毒机理和防治研究, 发表论文 30 多篇. E
mail:
lusg@ mail. hz. zj. cn
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学
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