贵州万山汞矿汞污染生物健康效应
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上
海
交
通 大
学 学 报
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文章编 号 :, ,, , (, , , — , ,, , ,— , , , , ) ,, , —,
贵州万 山汞矿汞污染生物健康 效应
程 金 平 胡卫 萱 马 黎 王 文华 刘 晓 洁 瞿 丽雅 。 , , , , ,
(( 海交通 大学 境科 学与工 程学 院 , 海 , , , ; ( ,上 环 上 , , , , 日本 国立水 俣病 综合 研究 所 , 日本水 俣 ;
, 贵州 省环境 保 护科学研 究 院 , 阳 , , , ) ( 贵 , , ,
摘 要 :为 了探 讨 贵 州万 山汞 矿 汞污 染 生物健 康 效应 , 究 了万 山 ,个 月龄 鸭 子和 万 山粮 食 暴 露 研
, 、,,后 大 鼠脑 、 、 中 ,, , , , 肝 血 ,、 ,,、 , , ,, — ,的 变 化 以及 大鼠 大 脑皮 层 中 , ? 蛋 白表 达( 一
结果表 明 : 鸭血 清 、 和肝 组织 中 ,, , 在 脑 ,—,和 , ,, 活性 与 对照组 相 比均显 著升 高( , , ) ,, ( , ,而 ,, 含 量 没有发 生显 著 变化 ( , , ) 万 山组 大 鼠脑 、 、 中 ,,,、 ,,、 , , , ,, ( , ; 肝 血 , , ,— ,的 变化 除
暴 露 , , 与 对 照 组 相 比脑 组 织 中含 量 显 著 升 高 ( ,,,, ,, , , ) , 他 均 无 显 著 变化 ( (, 外 其 ,,
, , ) 大鼠 大脑皮 层 , ? 蛋 白表 达 显著 增加( 而可 以推 断 , 对 汞 引起 的 氧化 损 伤有 很 强 的 (,; — 从 硒 保 护能 力; 汞对 大 鼠脑 , ? 蛋 白表 达 的诱导 不是或 仅 小部分 由脂质 过 氧化 所介 导( — 关 键词 : 污染粮食 ;氧化 损伤 ; 因表 达 ;健康 效应 ;贵 州 汞 基
中图分类 号 : , ; , ( , , , , , , , ,, , ; , 文献 标识 码 : ,
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收 稿 日期 :, ,,— , , ,— ,,
基 金 项 目 : 国 科学 院知 识 创 新 工 程 重 要 方 向 项 目( , ,, , , ; 家 自然 科学 基 金 资 助 项 目 (, , , , 中 ,, , 一 ,一, ) 国 ,,,,) 作 者 简 介 : 金 平 ( ,, )男 , 西 九 江 人 , 教授 , 士 , 要 研 究 方 向 为 环境 化 学 与 生 态 毒 理 学 (电话 ( ,) , ,, , ,, 程 ,, 一 , 江 副 博 主 ,,( : ,— ,, , ,
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上 海 交
通 大 学 学
报
第,卷 ,
贵州万 山汞矿 是 国内最 大 的汞 和汞 系列产 品 的 生 产基 地之 一 , 于 , 建 ,世 纪 中期( 汞矿 从 明朝 采 该 矿 冶 炼 至 今 ,在 , , , , , , , , ,年 产 汞量 平 均 为 , , , ,, 当时 冶炼炉 尾 气 中汞浓 度 为 , , , , , ,, , ,, ,,, ,。 生 活 居 住 区 空 气 中, 汞 量 最 高 ,平 均 值 为 , , 含 , ( , ,。土壤 中含 汞 的最 高 浓 度 可 达 , , , , ,, , , , ( ,, , 冶 炼 车间外 排水 中含 汞最高 浓度 为 , ( ,,, , 】 , , , , ( , ,, , ,年 初 , 汞 矿 破 产 、 组 , 产 结 构 进 一 步 调 该 重 生
, , ;, ? 蛋 白表 达 ( 一 ,
; ,? 蛋 白表达 采用 免 疫 组织 化学 方 法检 测 , —
; ? 多 克隆 抗 体 、 色试 剂 盒 均购 于 美 国 , , , — 染 , ,
, , 公 司( ,, , , 统计 分析 (
数 据 统 计 采 用 , 验 , 组 数 据 均 取 ? ( 检 各
为 平均值 , 为
标准
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方差 ) (
整, 但长 期 的汞 开 采及 冶 炼对 周 围生 态 环境 造 成 的
影响 仍不 能忽视 ( 内外研 究者 , , 国 , 已经对 贵 州汞 污 ,
, 结 果 与分 析
, , 鸭子脑 、 总汞 含 量 ( 肝
染 状 况进行 了调 查 , 中 日本 、 典 等 国的学 者多 次 其 瑞
访贵 , 欲将 此地 作为 汞污染 危 害 的研 究现 场( 基于 文
鸭子 脑 、 总 汞含 量 如 表 ,所 示 , 中 , 肝 其 ,表 示
与 对 照组相 比汞 含量 有极 显著 差 异 ( ,,, , ) ( ,(
表 , 鸭 脑 和 肝 中汞 的积 累
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献 , ,, 本文研 究 环境 汞污染 对万 山实 地鸭 子氧 化 ,, , 损 伤 的影 响 , 应 用 万 山实 地 环境 粮 食 对 大 鼠进 行 并
暴 露 , 讨汞 污染 大米 神经毒 性 ( 探
, , , , ,
, 材 料 与 方 法
, , 动物暴 露及 取样 (
, , , 实地 鸭 子 采集 贵 州 万 山矿 山 ,个 月龄 放 ((
养 的鸭 ,只 , 中 雌鸭 ,只 , 鸭 ,只( 贵 州省 环 其 雄 在
境 保 护科 学研 究 院 取样 , 出脑 组织 迅 速 投 人装 有 取
由表 , 见 , 山组 鸭 的脑 汞含 量 和 肝 汞含 量 可 万
均极 显著 地高 于对 照组 ( 中, 汞含 量是 对照组 的 其 脑 ,( , ,倍 , 汞 含 量 是 对 照 组 的 , , ,倍 , 表 明万 肝 ,( 这
山实 地 鸭的脑 和肝 中汞 已达 到很 高量 的蓄 积(
, , 鸭子氧 化损伤 的 变化 (
液氮 的罐 中空运 至 上海 , 证 从 脑 组织 取 出到 神经 保
递 质 和氧化损 伤指 标检 测完 毕在 , ,,内完成 ( , , , 空 白鸭 子 从 上 海 市 农 贸 市 场 购 买 , 证 ( ( 保 , ,,内完成 宰杀 、 样和检 测( 取 , , , 实验 大鼠 (( 实验 动 物选 用 , ,, ,, ,,, ,, , , , ,
鸭子 各部 位 ,, 含 量 、 ,,活 性 、 ,—,活 , , ,, , 性 的 变化 如 表 ,所 示(其 中 ,表 示与 对 照 相 比, 有
显著差异( ,, , , ) 由表 ,可见 , , 含 量 在 血 ( ,( ,, 清 、 和肝 组织 中均没 有发 生 显著 变 化 ( , , ) 脑 ,, ( , ; ,, , ,— ,活 性 在 血 清 、 和肝 组织 中均 极 显 著 地 升 脑 高 ( , , ) , 活 性 在 血 清 、 和 肝 组 织 中均 ,, ( , ;, , 脑 显著 上 升 ( ,,, , ) (, (
, , 大 鼠总 汞和 甲基 汞含 量 (
(,)健康大 鼠 , 重 (, ?, , 购 于 中科 院上 海 , 体 ,, ) ,
实验 动物 中心( 鼠分为 , 大 ,和 , ,,暴露 两 大组 , 每
组 又 分为对 照和万 山 ,组 , 每组 ,只( 照组 喂以上 对
海 市 场 购 买 当年 产 大 米 , 含 量 为 , , ,, , ; 汞 ( , , , 万 , 山组 喂 以贵 州万 山矿 区实 验 田中产 的大米 , 汞含 量 为 , , ,, , ( 鼠分别 于喂养 , (, ,, 大 ,和 , ,,后 处死 (
, , 总 汞 和 甲基 汞 测 量 (
万 山粮食 暴 露 , ,和 , ,,大 鼠各器 官 总 汞 ( ,— ,, 、 ) 甲基 汞 ( ,, 含量 如表 , 示( ,, ) 所 由表 ,可 见 ,
鸭子 总 汞 检 测 在上 海 由 ,,, , ,,, , , , 一 ,,,, ;
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粮 食暴 露 后汞 在 各 组 织 中高 度 蓄 积 , 论 是 总汞 还 无 是 甲基 汞 浓 度 高低 次 序 均 为 : 肾, 肝, 脑 ( 于 脑 对 和肝 来讲 甲基 汞与 总汞 比值 均
大 于 , , , 中暴 露 (, 其
, ,,后 脑 中 甲基 汞 竟 占总汞 的 , , , 各组 织 总 汞 ( ,( 和 甲基 汞含量 , 露 , 暴 ,,均显 著 高于暴 露 , ( ,,
, , 大 鼠 氧化 损伤 的变化 (
完成 , 总汞含 量湿 重时 检测( 鼠总汞 和 甲基 汞测量 大 在 日本 国立水 俣病 研究 所完成 , 总汞采 用,, , , ,,,, ; ,,; , ,,, , , ,, ,,, ,,,,, , ,,一, , ,检 测 , 甲基 汞 采 用 ,, , , 检测 , 织被 冷冻 干燥 后 检测 总 汞 和 甲 —, 组
基汞(
, , 氧化 损伤指 标测 定 (
万 山实 地 粮食 暴 露 , ,和 , , ,大 鼠各 部 位 ,,,、 ,,、 ,— ,变 化 如 表 ,所 示( 见 , 山 , ,, , 可 万 组 大 鼠脑 、 、 中 ,,,、 ,,、 ,—,的变 化 除 肝 血 , ,, , 暴露 , , 与 对照 组相 比脑 组织 中含 量显著 升 ,,,,
,, 含 量测 定采 用硫 代 巴 比妥 酸 ( ,) , ,, 比色
法 ; ,,活 性 的测 定 采 用 改 良 ,, ,, ,法 ; ,— , , ,, ,,
, ,活力 测 定 采用 改 良 , ,,,( , ’ 硫 代 双 ,一 , ,一 二 ,硝
基 苯 甲酸 ) 比色法 (
高 ( ,, ) , ,, ( , 外 其他 均元 显 著变 化 ( ,,, , ) (,(
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第,期 ,
程金 平 , : 州万 山汞矿 汞污 染生物健 康 效应 等 贵
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组 别
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, , 大 鼠大脑 皮层 ;( ( 一 ? 蛋 白表达 ,
每 只大 鼠 , ? 染 色各取 ,片切片 , 一 每片 观察
,个 视野 ( 有 切 片放 大 , , , 所 , 倍 视场 面 积 为 , , , ( ,
万 山大米 暴露 , ,和 , ,,与 对 照组 相 比大 鼠大 脑 皮 层 , ? 蛋 白表 达 均 具 有 显 著 性 差 异 ( 一 ,, , , ) 万 山大 米暴 露 , (,; ,,比暴露 , ,,大 鼠大脑 皮 层 , ? 表 达略 高 , 两者 之 间没有 显著 性差 异( 一 但
,, 在 图像 分 析 系 统 下 , 定 各 组 大 脑 皮 层 ; , 测 一 ? 表达 阳性 细胞个 数 , 结果 如 图 , 所示 (
, ,
, 讨 论
万 山 鸭 子 长期 暴 露 汞 污 染 实 地 环 境 , , 含 ,, 量 未发 生显 著 变化 , 表 明汞 对 鸭并 未 造 成 氧化 损 这
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鲁
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伤( 鸭体 内无 论 是脑 还 是 肝 都 蓄积 了很 高量 的汞 而
( 汞含 量 是对 照 组 的 , ( 脑 , ,倍 , 汞 含 量 是对 照组 肝
掣 , ,
旺
, ,
的 , , , ) 也就 是 说 , 然存 在 着 一 种保 护机 制 ,( 倍 , 必
抵抗 着 汞 的氧 化损 伤 , 种 机 制有 可 能 就 是硒 的拮 这
对 照 组 别 万 山
,
抗作 用( 山矿 区为 硒汞共 生 矿 , 水体 、 万 其 鱼体 、 物 食
中 蓄积 了大 量 的硒 , 在 取食 的过 程 中在 吸收 进 汞 鸭 的 同时 也就 吸 收进 大 量 的硒 ( 鸭 肝 的含硒 量 进 行 对
图 , 大 鼠大 脑 皮 层 ,, — ? 蛋 白表 达 ,
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测定 发 现 , 其含 硒 量竟 平 均 高 达 , , , ( 肝 中 ( 鸭
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通 大 学 学
的 过程 (
报
第, 卷 ,
, 与 ,,的摩尔 比为 , , , 与 , ,, ?认 为 的 , ( ,: , ,, 等 , , ,和 ,,达 最佳 拮 抗效 应 时 的 比值 ,: ,相 比还 有
一
定 的差距 ( ,, 等 认 为 , , ,, 硒对 汞 的拮 抗 作 用 可 能
参 考 文献 :
, , 瞿 丽 雅 (贵 州 汞 污 染 防 治 研 究 , , , , (贵 州 : 州 人 民出 贵
版 社 ,, , ,, (
与 硒 参 与 的 某 种 化 学 过 程 有 关 , 终 生 成 惰 性 的 最 ,, ,结 合 物排 出 体 外 , 详 细 的机 制 有 待 于 进 一 , 其
步 的 研 究( ,,,等? 就 ,, , 脑 、 和 肾 中 ,, ,, , , 对 肝
, ,—,活性 、 ,,活性 和 ,, 含量 的影 响进行 研 , , , ,
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究 表 明 , 些 指标 的升 高增 加 了机体 对 氧 化 损伤 的 这 抵 抗 力 , 而 使 机 体 免 受 损 害 ( 本 实 验 的 结 果 来 从 从
看 , 于 汞 的 长 期 刺 激 作 用 , 体 , ,— ,活 性 、 由 机 , , , ,
活 性 和 ,, 含 量 经 常 处 于 高 于 正 常 值 的 状 , ,
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, , 丁振 华 , 文 华 , 丽 雅 , (贵 州 汞 污 染 环 境 效 应 及 , 王 瞿 等 其对 生 态 系 统 影 响 ,, , (环 境 科 学 ,,, , () , , , , , ,, , :, —
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态 , 就使 机体对 自由基 的清除 能力 高于 正常 状态 , 这 结果使 机体 的 ,,,保 持在 正 常水平 (
通过 应用 万 山 实地 粮食 对 大 鼠进行 , ,和 , ,, 的 暴 露 发 现 , 山组 大 鼠脑 、 、 中 ,,,、 ,,、 万 肝 血 , , ,—,的变化 除暴 露 , , 与对 照组 相 比脑 , , ,,,,
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,, 程金平 , 文华 , , 王 郑 敏 , (典 型 地 区 汞 污 染 效 应 及 等 其 粮 食 诱 导 大 鼠 ;, ,表 达 ,, 上 海 交 通 大 学 学 报 , —, , ( ,
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组 织 中含 量显 著 升 高 ( , , ) , 他 均 无 显 著 ,, ( , 外 其
变 化 ( , , ) 这 表 明 , 山组 大 鼠在 短 时 间 内对 ,, ( , ( 万 氧 化 损 伤 的抵 抗 能 力很 强 ( 山地 区粮 食 中 ,,和 万 , ,含 量均很 高 , 为 , , ,, , ,,为 , , , , 汞 ( , , , , , ( ,, , , , 该 粮 食 进入 机 体 后 ,,能 够 通 过 一 定 的机 制 对 ,, , 产 生 拮抗 作 用 ( , , ,, ,, , 一 ,,, , , 通过 研 究 , , , ,和 ,, 对 大 鼠脑 、 、 中部分 酶 的活性 和脂质 过 氧化作 用 肝 血 发现 , ,,和 , ,单独作 用 时均对 机 体有显 著损 伤 , 而 当两 者联合 作 用 时 , 就会 部 分甚 至完 全 消 除这 种 损 伤( 大脑 皮 层 ;( 但 一 ? 蛋 白显著 高 于 对 照 组 , 且 , 而 随着 时 间的增 加表 达更 加强烈 (
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国 内外研 究 都表 明 , ,暴 露 可 诱 导 ;( 一 ? 的 ,
表 达 , 实验 也 表 明了 ,,污染 粮 食 暴 露 导 致 了 , 本 一 ( , ? 蛋 白表 达 的增 加( 而对 于 ;( 一 ? 表 达 增 加 的 ,
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机制 , 目前仍 不 明确 , 中氧化 应 激机制 引起 了人 们 其
的关 注 , 因为脂 质 过 氧 化损 伤 是 ,,致 细 胞 毒 性 的 重要 机制 之一 ( 有研 究表 明 , 过 预先 给予锌 诱导 富 通
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含 琉 基 还 原性 化 合 物 金 属 硫 蛋 白 ( ,,) 可 抑 制 镉 ,
致原 癌 基因 的活化 和表 达 ( 然而 ,, 虽然 在 , 金 属硫 蛋 白合 成前 对 细胞 有重 要 保 护作 用 , 预 先 但
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使 细 跑 内 ,, 含 量 降低 时 , 镉 诱 导 ,—, ,的表 , 对 ,
达 却 表现 出拮抗 作 用 ?( , 因此 体 内的过 氧化 状 态 对 ,
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镉致
,, , 诱导 的影 响并 不确 定 ( 实验 中 ,,污 本
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染 粮 食 暴 露 大 鼠脑 、 、 中 ,, , 血 肝 ,、 ,,、 ,—, ,, , 的变 化与对 照 组 相 比均 没 有显 著 性 差 异 , 却 显 著 但 诱导 ;( 一 ? 蛋 白表达 水平 , 也 表 明 ,,所致 脂 质 , 这 过 氧 化损 伤 和诱 导 厂 ? 的表 达 可 能是 两 个 独 立 ( ,
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