全 文 ：第 5卷 第 4 期
19 8 3年 7月
海 洋 学
A T CAO CAO O G N L EI A C
报
SI NI CA
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.
5
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4
J u l y
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1 9 8 3
铜和 pH 对网纹藤壶幼虫附着的影响
梁 志 庞景梁 孙恢礼
(中国科学院南海海洋研究所 )
为了评价防污涂料的毒性和了解水质的污染情况 , 一些作者已研究了汞 、 铜 、 锌 、 镐等
重金属对苔醉虫 、 双壳类动物 、 石灰虫等污损生物的幼虫和成体以及其它一些无脊椎动物幼
虫的毒性 t` 一 “〕 . 但是 , 对一种常见的海洋污损生物藤壶幼虫的毒性 却 研 究 得 不 多 . 藤壶是
南海最主要的污损生物之一 , 并且是一些海区污损生物的优势种 . 因此 , 研究重金属尤其是
铜对藤壶幼虫的作用是具有重要意义的 . 这方面的研究不仅使我们能够评价防污涂料的性能
和海区的污染情况 ,而且是我们研究污损生物对金属的腐蚀作用的基础 ,在研究铜对藤壶幼虫
作用的同时 , 我们还注意到海水介质的 p H 的变化对藤壶幼虫的影响 . 因为在一些海域和防
污体系中 , 由于环境因素和防污手段的影响 , 材料 /海水界面的 p H常发生不同程度的变化 .
本文研究了铜和 p H 值不同的海水对室内培养的网纹藤壶 ( B al an us : et i cu l at us U it -
n o m i) 幼虫的作用 , 以及这种作用与铜离子和 p H间的相互关系 .
一 、 材料和方法
(一 ) 网纹藤壶幼虫的培养
网纹藤壶幼虫的培养 , 按我们通常采用的方法进行 “ ’ . 把从海上采集到的无节幼虫带回
实验室 , 以亚心形扁藻尸 l at , 。 on as : ub co r d ` f 。 : 。 :’s 为饵料 , 在30 ℃恒温条件下进行培养 .
无节幼虫经六期变态即可得到本实验所要求的可进入附着阶段的金星幼虫 .
(二 ) 铜离子试验液的配制
将 c u 1C 2 · ZH Z O ( A · R ) 溶解于蒸馏水中配制成浓度为 1 毫克C u 十 + /毫升的储备液 . 使用
时 , 取一定量储备液 , 用蒸馏水稀释成浓度为 10 微克 C砂 /毫升的使用液 , 然后用经滤纸过 滤
的新鲜夭然海水稀释成离子浓度分别为O· 02 、 0 . 05 、 0 . 10 、 0 . 15 和O · 2 5 p p m 的试验液 . 试验
液用稀的H CI 和 N a O H调节 p H 至待定的数值 . 使用液和试验液每次试验都必须新配制 .
(三 ) 试验方法
取上述配制好的试验液 30 毫升分别倒入玻璃培养皿中 , 然后用吸管吸取约 30 个活泼健壮
本文 19 8 1年 6 月 17 日收到 , 修改稿 1 9 82年 2 月 21 日收到 .
4期 梁 志等 :铜和 p H对网纹藤壶幼虫附着的影响
的幼虫放入培养皿 . 培养皿置于恒温培养箱内 . 2 7小时后 , 在立体显微镜下观察培养皿 中已
附着的 、 死亡的和还在游泳的金星幼虫的数目 .
每一浓度试验液设有三个平行试验 . 与此同时 , 用 p H 值相同的经过滤的新鲜天然海水
作为空白对照 .
二 、 结 果
声 试验结果列于表 1 . 表中的 p 值是试验观察到的不附着的幼虫的百分数 , 广 值是用公式
夕* 二 (夕 一 e ) / ( 1 0 0 一 。 )
校正后的不附着幼虫的百分数 . 式中 c 是对照组不附着幼虫的百分数 , 即自然反应率 .
从表 1 所列的结果可以看到铜和 p H 对藤壶幼虫的附着的影响 情况 .
1
.
p H相同 , 当铜离子的浓度增加时 , 铜对幼虫的毒 性 随 着 铜 浓度的增高而增加 . 以
p H为 8 . 1 0为例 , 当铜离子浓度由 O . 0 2 P p m 增加到 o . 2 5 p p m 时 , 不附着幼虫的百分数由10 %
增加至86 % . 在其它 p H值也可清楚地观察到这种变化 . 特别是在较高的 p H 值 , 这种变化尤
其明显 .
表 1 铜离子和 p H 对藤壶幼虫作用的 P 与 P . 值 ( % )
{川石班扛六 p H。 } : . ` 。 { 。 . 8。 { 。 . 。。p , } p 】 p , l p 】 p ’ } p l p ’轰…{一甘城…洲1…、 {
2
. 铜离子浓度相同时 , 藤壶幼虫的附着能力随着 p H的增加而 增 加 . p H 值越低 , 不附
着的藤壶幼虫数 目也越 多 . 以 0 . 1 5p p m 为例 , 当 p H值由8 . 80 降至 6 . 0 时 , 不附着的幼虫的百
分数则由6 1%增加至 91 % . 铜离子的浓度越低 , p H的影响越明显 .
3
. 我们把纯粹由于铜的作用在 72 小时内使 50 % 的藤壶幼虫不能附着所需铜离子的最低
浓度定为有效浓度 , 并记作 E C S。 . 显然 , 对于不同的 p H值 , E C S 。 是不同的 . 根据所列的试
验结果 , 我们估算了各 p H值所对应的 E C S。并列于表 2 . 从表 2 可以看到有效浓度 E C S 。随 p H
值的降低而减小 . 当P H为 8 . 10 时 , E C S。 大约为 o . l l p p m . 考虑到 自然反应率 , 在这个浓度
表 2 不同 p H 值所对应的有效浓度 E C 。 。 (7 2小时 )
一一兰一一阵二竺一卜兰兰一卜上生一阵二生一 {一一竺竺-阵、竺生一
E C
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( p p m )
姆 评 字 推 5卷
~ 一 ~— 一 一— — 一 ~一一一一 ~一—— 一 一— ~— .一 ~ 一 .— — - ~- - - ~ -— ~ — ~ - .一— 一一一— 一 .下 , 大部分藤壶幼虫将失去附着能力 . 当 p H为 6 . 0 时 , E C S。已降至 0 . 0 2 p p m以下 .
4
. 从实验结果可以看到 , 海水中铜离子的浓度和海 水 介质 的 p H 值都影响着藤壶幼虫
的附着能力 . 铜离子浓度越大 , p H 值 越 低时 , 不附着幼虫的教 目也越多 . 相反 , 铜离子浓
度越小 , p H 值 越 高时 , 不附着幼虫的数 目也越小 . 我们设想 , 不附着的藤壶幼虫的百分数
与铜离子浓度和 p H值之间的关系适用下面的二元回归方程式 .
y = a + b叭 + c孔 .
式中 , 刀 代表 p * 值 , 二 1代表 p H值 , 二 : 代表铜离子浓度 . 利用表 1 所列的实验值进行回归分
析 , 得到 。 二 134 , b = 一 13 . 8 , c = 2 63 . 这样我们得到根据海水中铜离子浓度 (以 P m 表示 )
和海水介质的 P H值计算不附着藤壶幼虫百分数的二元方程式 .
夕* = 1 3 4 一 1 3 . s v H + 2 6 3 C u .
所导出的该回归方程的全相关系数 R 二 0 . 95 , 可见方程比较理想 .
三 、 讨 论
铜对许多海洋污损生物和无脊推动物幼虫都具有急剧的毒性 , 但是它对不同幼虫的作用
是不同的 , M il e r 〔“ 1研究了铜对苔鲜虫B . ne , ￡ t i an 的作用后认为 , 铜的作用在于排斥或是杀
死幼虫 , 也可能是抑制幼虫的生长和变态 . W is e l y 〔“ 〕 则 认 为铜对藤壶幼虫的作用主要使其
在变态中死亡 . 我们在实验中观察到 , 由于铜的作用 , 大多数幼虫不再变态和附着 , 有些继
续变态但不附着 , 对于已附着的幼虫也观察到有些在变态中死亡的现象 .
根据不同的研究目的和对于不同生物的幼虫 , 用于评价铜 的 影 响 所使用的标准是不同
的 . 本实验采用在 7 2小时内使 50 %的藤壶幼虫不附着所需的铜离子浓 度 E C 。 。 来 估算铜的毒
性 . 在正常的情况下 ,经变态成的藤壶金星幼虫在大约 1 5小时内即可附着在物体表面 . 然而 ,
由于金星幼虫的发育和健康状况不一 , 因此应给予较长时间让其充分附着 . 另外 , 我们的目
的在于评价幼虫的附着能力而不完全在于它的死亡率 , 因此实验 中仅考虑附着的幼虫在全部
幼虫中所占的百分数 . 显然 , 此时在不附着的幼虫中包括死亡的和虽然还活着但已失去 了附
着能力的幼虫 .
铜以多种化学形态存在于海水中 . 由于天然海水组成 的 复 杂 性 , 在海水中的铜不仅以
离子的形式存在 , 而且铜离子还与无机或有机配合体 形 成 络 (鳌 ) 合 物 . 根 据 iZ r in 。 和
Y a m a m o t o 〔, , 的计算 , 铜在海水中的主要存 在 形 态 是 C u ( O H ) 2 、 C u , + 和 C u C O 。 等 . 他 们
指出 , 随着 p H的降低 , 海水中的 C u( O H ) 2的含量也随之降低 , 但 C u Z十和 C u C O : 的 含 量 迅
速提高 . 据计算 , 在 p H = 8 . 1时 , C u ( O H ) 2的含量占9 0% , C u “ 十和 C u C O : 及其它形态的总量
仅占4 % , 但 p H降至 7 . 0时 , C u Z十和 C u C O 。 的含量已超过了 C u( O H ) 2 . 本文的实验结果是 ,
加入铜试液的浓度对藤壶幼虫的毒性随 p H 的降低而升高 . 由此可以推断 , 对藤壶幼虫起作
用的化学形态主要是 C u Z + 和 C u C O : . C u( O H ) : 的影响是不大的 . 这个推论有待用实验进一
步验证 .
在研究重金属对生物幼虫作用的同时 , 必须考虑的另一个重要因素是海水的 p H值 . p H
4 期 梁 志等 : 铜和 p H 对网纹藤壶幼虫附着的影响
值越低 , 这种影响越显著 . 当 p H低于 6 . 0时 , 大部分幼虫的附着受到抑制 . W i s le y 〔’ l 在研究
铜对双壳类幼虫影响时指出 , 当 p H 在 3 . 2一 4 . 5时 , 不含铜的空白液和含铜的试验液所得到
的结果是几乎相同的 . B e sn o n[ 3〕在研究锌和 p H对苔鲜虫的作用时还发现 , 在一定的 p H 值范
围内 , 锌和 p H 还呈现出颇抗作用 . 我们进行的铜对藤壶幼虫作用的试验中 , 在所试验的浓
度范围内都可以看到不附着幼虫的百分数随 p H的降低而增加 .
本文所导出的用来计算不附着藤壶幼虫百分数的二元方程式为我们估算铜 和 p H 对网纹
`藤壶幼虫的作用提供了方便 . 这样 , 通定测定海水中铜离子浓度和 p H 就可以大致了解藤壶
幼虫受作用的情况 .
参 考 文 献
〔 i 〕 W id e l y , B . & B li e k R . A . P . , 月 u s t . J . M a r . F r e s h切 a才, R e s . , 1 8 ( 1 9 6 7 ) , 6 3一 7 2 .
〔 2 〕 C o n n o r , P . M . , M a r . P o l l “ f , B “ 1 1 . , 3 ( 1 97 2 ) , 1 2 , 10 0一 1 0 2 .
〔 s 〕 B e n s o n , P . H . 及 M o n c r e if f R . W . , P r o c e e d `。 9 o f t h e 峨 r h l 。 * e r o a t f o ” e l C o 。夕 r e : : O 。 M a r f o e oC r -
r o : 10 ” a o d f o o l f 。 9
. ,
E d i t亡 p a r L e C e n t r e d e R e c h e r e h e s e t d , E t u d e s o c e a o o g r a p h i g u e 、 ( F r a n e e ) ,
1 9 7 6一 7 5一 7 7 .
〔 4 〕 庞景梁 、 杨森林 、 严文侠 、 陈兴乾 , 南海海洋科学集刊 , 第一集 , 科学出版社 , 19 8 0 , n g一 12 理.
〔 5 〕 M云l le r , M . A . , B `o l . B “ 1 1 . , 1 , 遵6 , , o , 2 2 2一 40 .
( 6 〕 W i s e ly , B
. ,
A u s t
.
J
.
M
a r
.
F
r e s h山 a t . R e s . , 1 4 ( 19 6 3 ) , i , 遵吐一 5 9 .
〔 7 〕 2 i r r n o , A . & Y a m a m o t o , 5 . , L i爪 ” o l . O c e a ” 。 g r . 1了 ( 19 72 ) , 5 , 6 6 1一 6 7 1 .