淺談重金屬在脊椎動物體內的富集與危害

石宗維　張曉東　盧志宏

摘 要 重金屬富集是一種普遍的自然現象，對動物生長、繁殖具有重要的影響，甚至會導致種群數量下降，物種多樣性下降，因此，要加強對重金屬污染來源的控制，保護生態環境。基于此，從4個方面論述了重金屬在脊椎動物體內的富集及危害。

關鍵詞 重金屬;脊椎動物;富集

中圖分類號：X53 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.05.060

重金屬一般包括鐵、錳、銅、鋅、鎘、鉻、汞、砷等能夠造成生理毒害的金屬元素或非金屬元素[1-2]，會對生物體產生毒害作用，表現為富集與放大的特性[3]。

據《中國脊椎動物紅色名錄》記載，我國很多物種已發生區域滅絕、瀕臨滅絕甚至已經滅絕，受到滅絕威脅的脊椎動物種類占我國脊椎動物的比例高達21.4%，其中兩棲類甚至達到了43.1%，受威脅比例遠遠高于全球的比例[4]。生存環境遭到破壞和污染以及人類的過度捕捉是導致脊椎動物滅絕的主要原因，而環境污染導致滅絕的類型中，以水體污染和土壤污染所占比例較大[5]。

重金屬化合物十分穩定，具有降解難、半衰期長和滯留時間長的特點，對脊椎動物的影響十分嚴重。重金屬隨食物等在脊椎動物體內富集，不易排出，當超過一定的閾值后，就會產生功能性病變，導致疾病。其中，鎘元素會對肝、腎、脾等器官產生危害，且具有致癌作用;鉛元素對神經、免疫和內分泌系統具有危害作用[6]。目前，對于動物生態毒理效應的研究越來越多，研究發現，重金屬會損傷動物體DNA、破壞酶活性，導致動物延緩或停止發育，存活率下降，捕食和防御能力降低，進而導致物種豐富度和種群數量下降[6]。

1 重金屬在兩棲動物體內的富集與危害

我國兩棲類物種繁多，是陸生和水生兩種環境的代表性物種。很多兩棲類動物在變態發育過程中一直生活在水中，水體污染容易影響其正常發育，比如蝌蚪的變態發育對水體的溫度、水質敏感，重金屬污染可能會對蝌蚪的發育、捕食、活動等造成影響。重金屬污染是影響種群數量的重要生態因子。

重金屬離子對兩棲類動物生長、變態發育等的影響是研究重金屬污染機理最基礎、最普遍的途徑。重金屬銅離子會導致蝌蚪死亡率增加，胚胎畸變，變態延緩，體長減小等。極低濃度的鉛污染會致使蝌蚪死亡率提高、發育畸形，蟾蜍胚胎畸變;同時，鉛污染還會延緩蝌蚪發育，延長變態時間，增加蝌蚪被天敵捕獲的概率，導致兩棲類動物種群數量減少。

水生生物在其生長環境中接觸亞致死濃度的化學污染物也會導致生命組織中各種生化、生理和組織學的改變。高濃度的鉛會危害水生生物的肝臟，造成肝臟纖維化，細胞大面積死亡，甚至會導致該種生物肝臟破裂出血。

2 重金屬在魚類體內的富集與危害

重金屬污染可通過兩種途徑影響魚類生長發育，包括直接途徑和間接途經，嚴重時會引起魚類大面積死亡。魚類常被作為指示生物，用來評估重金屬污染程度。重金屬在魚類體內不同組織和器官中的濃度不同，研究指出，魚類鰓和肝臟中重金屬含量較高，肌肉中重金屬含量較低，冬季較夏季含量高。捕食者（或人類）通過捕食（消費）重金屬含量高的魚類，導致自身體內重金屬含量進一步提高，表現為富集現象。近年來，國內外研究了大量魚類重金屬污染現象，其中，松花江魚類重金屬污染達重污染水平，粵北星子河魚類屬于微污染。

3 重金屬在鳥類體內的富集與危害

重金屬會污染破壞野生鳥類的組織和神經系統。重金屬主要通過空氣、廢水、土壤等途徑不斷富集，受污染的環境將重金屬傳遞給植物、昆蟲等，而野生鳥類通過采食無脊椎動物、魚類使重金屬向體內轉移。重金屬在鳥類體內富集，易引起骨骼畸變。因此，鳥類可以作為觀測重金屬污染的指示生物。水鳥體內重金屬含量可以反映水體或食物重金屬污染水平，有研究指出，蒼鷺重金屬污染最大，可以利用其羽毛來監測地區的重金屬污染情況。

4 重金屬在哺乳動物體內的富集與危害

植物體內的重金屬來源于土壤、水體和空氣，動物則在植物的基礎上增加了植物富集的環節。重金屬中，鎘元素可影響哺乳動物的心肌、肝細胞和骨骼肌;鉛元素會導致哺乳動物體重下降、神經中樞系統損傷，使野生動物的免疫能力、競爭能力、生存能力下降，從而種群數量不斷下降。當前，關于多種重金屬元素耦合作用的影響也在逐漸探索的過程中，如鉛對銅和鋅起到了極大的平衡作用，降低了兩者的濃度。

5 結語

綜上所述，重金屬污染是一種人類生產活動造成的現象，是影響甚至破壞生態系統平衡的干擾行為。重金屬元素一般沿著食物鏈在脊椎動物體內富集，經過不斷積累危害脊椎動物的不同器官組織，甚至影響生殖細胞及后代個體和種群數量。因此，在工業和農業生產中，應加強管理與監督，降低重金屬污染，努力建設綠水青山的美好家園。

參考文獻：

[1] 陳懷滿，鄭春榮.中國土壤重金屬污染現狀與防治對策[J].AMBIO-人類環境雜志，1999（2）：130-134.

[2] 余楊.三峽水庫蓄水初期魚類中重金屬污染研究[D].北京：中國水利水電科學研究院，2013.

[3] Weber P，Behr E R， Knorr C D L，et al.Metals in the water，sediment，and tissues of two fish species from different trophic levels in a subtropical Brazilian river[J].Microchemical Journal，2013，106：61-66.

[4] 臧春鑫，蔡蕾，李佳琦，等.《中國生物多樣性紅色名錄》的制定及其對生物多樣性保護的意義[J].生物多樣性.2016，24（5）：610-614.

[5] Stuart S N，Chanson J S，Cox N A，et al.Status and trends of amphibian declines and extinctions worldwide[J].Science.2004，306（5702）：1783-1786.

[6] Chen W W，Zhang X，Huang W J.Neural stem cells in lead toxicity[J].European review for medical and pharmacological sciences，2016，20（24）：5174-5177.

（責任編輯：劉昀）

收稿日期：2020-01-12

基金項目：2017年貴州省科技廳聯合基金項目（黔科合LH字[2017]7325號）。

作者簡介：石宗維（1992—），男，苗族，貴州銅仁人，本科，研究方向為生物多樣性。E-mail： shizongwei306@163.com。