【摘 要】
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矿产资源对人类生产活动和生活不可或缺,然而由于开采技术有限、尾矿处理不当,许多矿区都受到了严重的重金属污染,对工作人员和附近居民健康产生了威胁。目前进行矿区环境安全性评估时,大多数基于化学分析,未结合生物毒性测试。广东省大宝山矿是中国南方最大的多金属硫化矿床,采矿所产生的酸性矿山废水携带大量有毒溶解态重金属离子,并被释放到环境中,目前迫切需要对这一污染区域的生态风险进行详细的调查。本研究以大宝山矿
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矿产资源对人类生产活动和生活不可或缺,然而由于开采技术有限、尾矿处理不当,许多矿区都受到了严重的重金属污染,对工作人员和附近居民健康产生了威胁。目前进行矿区环境安全性评估时,大多数基于化学分析,未结合生物毒性测试。广东省大宝山矿是中国南方最大的多金属硫化矿床,采矿所产生的酸性矿山废水携带大量有毒溶解态重金属离子,并被释放到环境中,目前迫切需要对这一污染区域的生态风险进行详细的调查。本研究以大宝山矿为例,沿废水和矾洞水流向选择了8个具有代表性的采样点,对所采集的农田土壤和沉积物及其水溶性浸提液中的重金属浓度进行了测定,采用潜在生态风险指数、健康风险评估、偏最小二乘回归（Partial Least-squares Regression,PLSR）等分析方法,系统地研究了当地重金属生态风险性。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,C.elegans）具有耐受性强、培养方便、与人类基因组同源性高等多种优点,被广泛应用于生态毒理学研究。在本论文中,基于研究区重金属的污染水平,利用线虫生物毒性测试,探究了水溶性浸提液的生物毒性效应,阐明了不同重金属对线虫生物标志物的影响。论文的主要研究结论如下:（1）大宝山矿区各采样点Ni、Cu、As、Pb、Zn的浓度均高于广东省对应的土壤背景值,分别是背景值的1.21～4.04倍、4.65～112.45倍、11.72～194.01倍、3.10～65.33倍、2.46～69.25倍。采样区重金属综合潜在生态风险性总体处于严重污染水平（RI=721.53）。重金属风险性排序依次为As＞Cu＞Pb＞Zn＞Ni＞V＞Cr＞Mn,其中As、Cu、Pb风险等级分别为极严重污染、严重污染和中度污染。此外,凉桥村农田土壤中As对成年人引起的致癌风险大于1,而Pb对儿童引起的非致癌风险大于10-4。（2）经大宝山矿区样品浸提液暴露后,线虫的存活率和体长受到了不同程度的抑制,与对照组相比,尾矿废水河道沉积物（E3）及其下游沉积物（E4）的浸提液作用效果最为明显:E3（×1000）和E4（×50）组的生存率低于50.00%（p＜0.01）,E3（×1000）组的体长缩短了约10.00%（p＜0.01）。抗氧化酶的活性（SOD、CAT）和抗氧化相关基因的表达量（sod-3、gst-4）显著增加（p＜0.05或p＜0.01）;同时显著促进与重金属硫蛋白（mtl-1、mtl-2）和促凋亡（egl-1）相关基因的表达（p＜0.05或p＜0.01）。因此氧化损伤和细胞凋亡可能在浸提液致线虫毒性中发挥重要作用。（3）各最优PLSR模型的解释率均高于60.00%。在线虫的生理指标模型中,Pb对生存率、体长都有显著的影响,并且体长还受Cu的影响。在线虫的生化指标模型中,影响SOD活力的主要因素是Ni、As、Pb,影响CAT活力的主要因素是Cr、Cu。在线虫的分子指标模型中,V、As对sod-3的表达有显著影响,Cr、As对gst-4、egl-1的表达有显著的影响,此外,egl-1表达量还受到V的影响,而mtl-2表达则是受到了Pb、Cu的显著影响。
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