衛河水對中國林蛙蝌蚪生長發育的影響

摘要：為評價衛河水的水質狀況，用曝氣3 d以上的自來水將衛河水稀釋成不同體積濃度（70%、50%、30%、10%），處理發育至27～28期的中國林蛙（Rana chensinensis）蝌蚪。結果顯示：70%濃度組的衛河水對蝌蚪具有致死效應；50%濃度組的衛河水對蝌蚪的生長具有明顯抑制作用，可使蝌蚪的全長變短，體重減輕，發育分期亦明顯滯后；10%和30%濃度組的蝌蚪全長和體重的增長率降低，發育分期也有所滯后；所有經衛河水處理的蝌蚪均不能發育至變態。說明衛河水污染嚴重，其毒性物質對中國林蛙蝌蚪的生長發育危害極大，應多措并舉，加快衛河綜合治理。

關鍵詞：衛河水；中國林蛙（Rana chensinensis）；蝌蚪；生長發育；影響

中圖分類號：X835；Q958.116 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）03-0633-03

污染物對生物的生長抑制效應已引起越來越多的重視[1，2]，而環境污染被認為是導致全球性兩棲動物種群數量下降、分布范圍縮小甚至滅絕的主要原因之一[3，4]。蝌蚪為兩棲類生活史中特有的發育階段，因其皮膚具有高滲透性、極易受到水域中化學污染物的影響，近年來多被用于重金屬離子、抗氧化劑和農藥等對兩棲類生長發育影響的研究[5-7]，而自然水體水質污染對兩棲類生長發育的影響則鮮有報道。

衛河系天然河道，為海河流域的主要支流，是河南省北部地區的生命河、母親河，也是南水北調中線總干渠工程沿線主要河流之一。自20世紀90年代以來，伴隨著衛河流域經濟的快速發展、城市化進程的加快，生活污水和工業廢水大量超標排放，加上地下水的過量開采，使得衛河水的水質處于Ⅴ類重度污染或劣Ⅴ類嚴重污染狀態[8-11]。已有研究顯示，衛河水能明顯抑制兩棲動物胚胎發育，導致胚胎畸形和死亡[12，13]。目前，關于衛河水對兩棲動物蝌蚪生長發育的影響尚未見報道，本試驗用衛河水對中國林蛙（Rana chensinensis）蝌蚪進行處理，研究衛河水對中國林蛙蝌蚪生長發育的影響，以期通過生物監測評價衛河水的水質，判斷衛河水對環境生態和人類健康可能造成的影響，為治理衛河、改善周邊居民的生活環境，同時也為南水北調中線工程建設提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2004年3月和2005年3月將采自河南省濟源市太行山獼猴國家級自然保護區的中國林蛙雌性和雄性待繁殖個體帶回實驗室，讓其自行抱對產卵。待蝌蚪發育至27～28期[14]時，選擇健康無病、大小基本一致（全長約31 mm，體重約0.25 g）的個體進行試驗。衛河水采自河南省新鄉市衛河建設橋旁，雙層紗布過濾待用。

試驗器材：光學顯微鏡、解剖工具、加網罩玻璃缸等。試驗期間水溫控制在（22±1） ℃，自然光照。

1.2 方法

先進行預試驗，根據預試驗結果用曝氣3 d以上的自來水將衛河水稀釋為70%、50%、30%、10%共4個試驗濃度組，對照組用曝氣自來水處理，共5組，每組10只中國林蛙蝌蚪，重復試驗1次。試驗時蝌蚪喂以適量餌料，處理液每天更換，處理至第16天時4個試驗濃度組蝌蚪全部死亡，試驗結束。分別在處理的4、8、12、14、16 d測量蝌蚪的全長和體重，死亡蝌蚪用5%福爾馬林液固定。試驗結束后統計各組蝌蚪所處的發育分期。

1.3 統計分析

試驗結果用平均數±標準差表示，用SPSS統計軟件對蝌蚪全長進行方差分析（Duncan’s法），比較各組間的差異顯著性。

2 結果與分析

中國林蛙蝌蚪在衛河水原水（100%）中不能存活，試驗時用70%的衛河水處理后，蝌蚪在處理的前4 d陸續死亡，故70%濃度組所測數據沒有和其他各組進行比較。

2.1 衛河水對中國林蛙蝌蚪全長的影響

由表1可知，在同一處理濃度下，隨處理時間的延長，對照組蝌蚪和10%濃度組蝌蚪的全長均表現為逐漸增長；30%濃度組蝌蚪的全長在第12天時較第八天時有所下降，隨后緩慢增長；50%濃度組蝌蚪的全長在第八天和第16天時分別較第四天和第14天時表現為增長，但總趨勢是全長逐漸變短。至第16天試驗結束時，隨著處理濃度的加大蝌蚪的全長逐漸減小。

在相同的處理時間下，各濃度組蝌蚪的全長均小于對照組，其中，在各時間段下，10%濃度組蝌蚪的全長與對照組相比差異均不顯著；30%濃度組蝌蚪的全長在第四天和第12天時與對照組相比差異極顯著（P<0.01）；在各時間段下50%濃度組蝌蚪的全長與對照組相比均有極顯著差異（P<0.01）。

2.2 衛河水對中國林蛙蝌蚪體重的影響

由圖1可知，對照組、10%和30%濃度組蝌蚪的體重隨著處理濃度的增加，蝌蚪體重的增長逐漸變緩；50%濃度組蝌蚪的體重則隨著處理時間的延長逐漸降低。

2.3 衛河水對中國林蛙蝌蚪發育分期的影響

由表2可知，試驗結束時對照組60.00%的蝌蚪發育至38期及以后，10%濃度組有35.00%的蝌蚪發育至38期及以后，30%濃度組有10.00%的蝌蚪發育至38期，50%濃度組蝌蚪發育至34期全部死亡。隨著處理濃度的增加，蝌蚪發育明顯滯后，所有經衛河水處理的蝌蚪均不能發育至變態。

3 討論

多年的監測結果表明，衛河水中CODMn、DO、TP、重金屬含量超標，主要污染物為還原性物質、氮磷等營養物質、重金屬（如Mn），已出現水華并散發出惡臭氣味[9-11]，不僅對環境造成了極大污染，還影響到地下水的質量。衛河兩岸地下水中硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、氨氮含量均為超Ⅳ類或Ⅴ類水，且酚、六價鉻、鉛、鎘的含量也逐年上升[12]。研究顯示，在安全濃度下鎘對中國林蛙蝌蚪的發育影響顯著，隨著處理濃度的升高，蝌蚪的平均體重和全長的增長率降低，完全變態所需時間延長[15]。同樣，六價鉻在安全濃度下，隨著處理濃度的升高，中國林蛙蝌蚪的平均尾長、全長和體重的日增長值逐漸降低，成蛙率和存活率也明顯減少，并導致蝌蚪四肢和內臟的畸形[5]。抗氧化劑壬基酚（NP）可以通過干擾內分泌活動影響兩棲類幼體的生長發育，使蝌蚪變態時間滯后，降低蝌蚪變態后幼蛙的質量[6，7]。而低濃度化學農藥敵敵畏（DDVP）可顯著降低蝌蚪體長的日增長率[16]。調查發現，衛河水成分復雜，不僅有含垃圾、洗滌劑、病原微生物等的生活污水，還有含重金屬離子的工業污水排入河中，因此，衛河水對中國林蛙蝌蚪生長的抑制效應是各種成分協同作用或拮抗作用的結果。中國林蛙蝌蚪在衛河水原水中不能存活，50%及其以下濃度的衛河水可使蝌蚪的全長變短、體重減輕、發育滯后，即使在10%濃度的衛河水中蝌蚪也不能發育至變態，說明衛河水污染嚴重，其含有的毒性物質對兩棲動物幼體的生長發育危害極大。

生物體在應激狀態下可利用自身的調節機制在一定范圍內適應環境變化。中國林蛙蝌蚪暴露在10%、30%濃度的衛河水中，在整個處理過程中表現為全長和體重緩慢增長，表明蝌蚪利用自身的免疫防御系統能消除有害物質的影響；而暴露在50%濃度衛河水中的蝌蚪，其全長和體重都明顯下降。這與重金屬離子、抗氧化劑和農藥對中國林蛙蝌蚪生長發育的毒性效應相似[5，6，15，16]。面對日益惡化的生態環境和全球范圍內兩棲動物的急劇減少，保護生態環境刻不容緩。

衛河水污染嚴重，其中所含有的毒性物質對諸如中國林蛙蝌蚪等兩棲動物幼體的生長發育危害極大。衛河水污染及周圍生態環境質量的下降應引起有關部門的高度重視，多措并舉，加強水體污染防治、水利工程建設和水質監測，有效治理污染源。同時應對水資源系統進行合理運行、科學調度和有效管理，保證南水北調中線工程實現規劃目標。

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