文摘

目前的工作目标是评估行业季节性金属污染以及更大的开罗的尼罗河,埃及,使用野生尼罗罗非鱼,Oreochromis niloticus生物学指标和为人类消费者进行风险评估。大开罗是最大的密集的地区沿着尼罗河的全过程与广泛的人为活动。金属污染对鱼的身体指数的影响进行了研究使用条件因素(CF)和缩放质量指数(重度)。金属污染指数(MPI)表明,鱼总金属负载在机关遵循以下顺序:肾脏>肝脏>鳃>肌肉使一个更好的主意对金属靶器官的积累。金属浓度在鱼类肌肉(可食用组织)显示以下安排:铁>锌>铜>锰>铅> Cd。金属的生物富集因子(BAF)鱼肌肉显示以下安排:锌> >铜> > Cd和铅。危险指数(HI)作为人类健康风险的指标鱼消费显示不良健康效应是在大多数情况下不会发生。然而,金属的累积风险的影响给出了一个令人担忧的迹象特别在鱼的消费量率高。

1。介绍

在埃及开罗是最大的市区和非洲,在伊斯兰世界第三大城区在雅加达和卡拉奇,和世界上最大的16市区总人口约1800万人(根据2006年的人口普查1]。起义提高现代工业和农业,旅游,这个地区和城市化活动可能被视为污染对水环境的主要来源及其共存的生态系统。

水生环境构成的主要部分的环境和资源感兴趣的区域。因此,其安全直接关系到人类的健康。污染、生物多样性的丧失和栖息地的破坏可能是水生生态系统的主要环境威胁。此外,水生生态系统所引发的过度污染严重的环境和全球健康问题2,3]。污染物可以诱发各种鱼类的生物学反应,从而影响生物的生化population-community水平(4,5),和对野生动物造成各种危害6]。各种有毒污染物中,微量金属代表一个有害的元素由于他们强烈影响水生生态系统的稳定,毒性持久性和积累的趋势(7]。中微量金属,一些潜在的有毒(Cd,铅,汞),其他人可能是至关重要的(Ni、V和Co),和许多至关重要(铜、锌、铁、锰)(8]。甚至基本金属会产生毒性作用,当金属摄入过度升高(9]。

鱼被广泛用于水环境质量评价和适合作为环境污染的10,11]。所以,现场研究污染物的早期副作用,直接测量生物在自然环境中,代表的一个主要目标区域在环境生物监测项目(12]。内陆渔业产量包括尼罗河埃及鱼生产的主要部分,埃及是排名第七的排名前十的国家在内陆鱼生产(13]。尼罗罗非鱼,Oreochromis niloticus,是埃及最重要的经济鱼类之一,是消费者选择的物种与无可挑剔的市场需求14]。

本研究旨在提供可比数据的季节性在水中的金属丰度和组织的野外o . niloticus收集从四个站点覆盖整个大开罗的尼罗河领域和人类健康风险评估可能的ecotoxicological鱼消费。所选的网站被认为是理想的评估有关金属污染,人为活动的影响,下游尼罗河。

2。材料和方法

2.1。研究区域

地表水和野生雄性尼罗罗非鱼(o . niloticus2013 - 2014年期间)样本收集季节性的帮助下当地渔民从以下网站(图1)。

站点1(吉萨)。它位于上游在本地居住的岛叫拜因El-Bahreen岛。大多数人有当地渔民和农民与农业和家庭活动,未经处理的废弃物直接排放到尼罗河。它位于全球定位系统(GPS)的坐标29°59 9.20′′′N和31°13′16.19′′E。

网站2 (Manyal)。它位于北部约2公里的上游网站1与正常国内和旅游活动。它坐落在30°的GPS坐标0 54.56′′′N和31°13′17.62′′E。

网站3(印巴巴)。它位于北部约18公里的下游站点1和主要主导与西方工业活动电站附近的开罗。它位于GPS坐标30°8′41.13′′N和31°9′41.98′′E。

网站4(怎么样)。它位于北部约24公里的下游站点1。与农业活动为主,位于靠近El-Rahawy排水运河下水道直接到尼罗河。它位于GPS坐标54.98 30°10′′′N和31°7′8.24′′E。

所选网站24公里的路程沿着尼罗河。水和鱼样本收集的500米²在每个站点的报道GPS坐标。

2.2。水取样

八水样本的取样器从每个季节。重复的水样本取自研究网站的四个地方在每个上午10点至12点30厘米低于水面的深度和存储在4°C清洁取样1000毫升玻璃瓶根据博伊德(15]。

2.3。鱼抽样

64只成年雄性的总数o . niloticus鱼鱼的市场规模(16 /网站)收集季节性的学习网站。鱼在冰箱(0 - 4°C)的实验室。每个鱼的体重和全身长度测量;然后鱼解剖获得肌肉,肝脏,肾脏,吉尔样本。立即组织样本处理金属分析抽样的同一天。性分化进行了视觉在解剖和雌鱼被淘汰,因为他们表现出更大的个人和季节性波动length-weight比男性的关系。

2.4。鱼的身体状况指数

条件因子(CF)计算根据Schreck和鹤嘴锄16] 缩放质量指数(SMI)计算根据Peig和绿色(17] 在哪里和重量(g)和长度(厘米)的每个标本,分别是一个合适的长度值的标准化(算术平均值的数据集被用来分析),标度指数,即标准化的斜率主轴(SMA)回归(也称为减少主轴或RMA) mass-length的关系。

2.5。水和鱼组织中金属含量

金属浓度(铜、锌、锰、镉、铅、铁)测定水和鱼组织(肌肉、肝脏、肾脏和吉尔)使用火焰原子吸收分光光度计(热科学3300年冰,英国)提供双光束和氘背景校正器根据APHA [18]。所有金属浓度在鱼组织报道,在毫克/公斤干重,因为干重,而不是湿重比较提供了一个更稳定的基础(19]。

组织样本在105°C干12小时,然后在550°C的马弗炉燃烧了16个小时。样品被酸消化和去离子水稀释使用摘要过程已知体积的欢笑和科伯提出的(20.]和Hseu [21]。

2.5.1。质量保证和质量控制(QA / QC)程序

QA / QC协议包括分析空格的使用,复制分析,标准的解决方案准备在同一个酸矩阵,和标准参考材料。仪器校准标准准备monoelement认证的基础上,参考解决方案(默克公司)。标准参考材料(苏必利尔湖鱼1946;国家标准与技术研究院(NIST),美国)是用于验证分析,金属平均回收率为所有测量样品百分比从93%到107%不等。

2.6。统计分析

结果表示为±SE。数据受到测试正常和同质性。测试正常是积极和遵循正态分布;也为同质性测试显示同质分布钟形范围内的所有数据。数据统计分析使用方差分析(以及)加上图基的事后测试来确定显著差异显示的不同字母降序排列的情况下,B, C, D使用统计分析系统、SAS 9.1版(22]。

2.7。金属污染指数(MPI)

MPI计算表明整体金属负载在不同鱼类的组织使用以下公式根据Usero et al。23]: 在哪里是金属的平均浓度(毫克/公斤干wt。)检查组织。

2.8。生物富集因子(BAF)

BAF的微量金属在鱼类肌肉计算根据goba et al。24] 在哪里在鱼肌肉意味着金属浓度(毫克/公斤干wt)。然后呢是指金属在水中浓度(毫克/升)。

2.9。人类的风险评估

以下风险评估程序进行根据美国环境保护署(构成)25]。暴露水平造成口服食用微量金属在鱼类食用组织表达通过计算平均日剂量(添加;平均每日摄入特定的化学使用以下方程(一生)25]: 在哪里鱼类肌肉的意思是金属浓度(毫克/公斤干wt。),红外光谱是摄入率(0.0312和0.1424公斤/天为正常和习惯性的鱼消费者,职责),EF是曝光频率(365天/年),ED是曝光时间一生(假定70年),BW是体重正常的成年人(假定为70公斤),并在平均寿命(70年×365天/年)。由于添加计算一个70岁的人,报道方程缩写 风险评估计算风险指数(你好;不良的健康影响的指数从食品中摄入特定的污染物)。嗨表示为增加口腔的比例参考剂量的金属根据以下方程提出的构成(25]: 在口服RfD口服参考剂量的金属(毫克/公斤/天)基于安全上层金属的口服摄入的成年人平均体重70公斤。口服RfD对铜、锌、锰、Cd,和铁是0.04,0.3,0.14,0.001,和0.7毫克/公斤/天,分别是(26),而铅是0.003毫克/公斤/天(27]。嗨值< 1.0表明不利健康的影响不太可能发生。但是,如果某些金属的添加超过其口服RfD因此嗨≥1.0,它可能是不良健康效应预计会发生的。所有金属的累积风险效应计算作为嗨的总和值(28,29日]。

3所示。结果与讨论

评估形态学参数是其中一个最简单的方法来研究水污染对鱼类的影响,因为易于识别和检查相比,与其他类型的生物标记物(30.]。增加样本大小计算年平均为每个站点和季节性的意思是研究网站被证明是有益的对测量参数。并给出一个更好的主意两个身体的年平均总长度和体重显示以下安排:站点3 >站点1 > 4 >站点2。与此同时,这两个参数的季节意味着显示以下安排:夏季>冬季>春季>秋季(表1)。身体状况是一个敏感和可靠的端点在慢性毒性调查。此外,某些身体指标,如条件因素(CF),可以提供潜在的污染影响的信息31日),但不给具体信息在媒体上对有毒物质的反应(32]。条件因素是用于评估健康或健康的鱼,因为它是基于假设给定长度的较重的鱼是最好的条件。季节性变化的类型值的条件因素o . niloticus恰逢Hirpo报道(33]为同一物种Babogaya湖,埃塞俄比亚,在那里他将这种变化归因于季节性波动的环境因素,粮食供应和质量,摄食率、压力,和生殖活动。在水里的有毒物质会影响鱼的身体条件通过直接改变代谢,增加所需要的能量维持体内平衡,也可以间接地影响经济增长通过减少食物可用性(34]。虽然身体指标不是很敏感,可能会影响到其他nonpollutant因素,他们仍然作为初步筛选生物标志物显示暴露及其对鱼的影响(35]。

CF值的任何波动都可能反映鱼类的健康状况以及身体蛋白质和脂质内容(36]。缩放质量指数(SMI)提供了一个新颖的指标的生态系统健康和被证明是一个更好的指标的相对大小能源储备和其它身体成分比传统CF (17,37]。这是证实了目前发现的污染状况的研究网站没有显示显著影响鱼CF但效果很清楚显示显著减少网站的重度2和4。2一般来说,网站显示,年平均最低的CF和重度表示复杂的污染状况以及特定的人为活动的重大影响的这个网站(表1)。自然和人为干扰是关键力量管理水生群落的结构和功能。理解这些因素如何影响生物性能可以帮助识别最脆弱的物种和制定有效的管理策略37]。目前的结果显示小网站变化对鱼类的影响指数和确认季节性的身体条件,包括其他相关非生物和生物因素,这些指标有很大影响。

(未发表的数据)进行了初步调查研究区调查常见金属的水平。这个调查表明,学习网站中最常见的金属是铜、锌、锰、镉、铅和铁。金属污染指数(MPI)是用来表示总金属负载的重要器官o . niloticus。它用于简化数据并提供一个值而不是每个研究的许多器官当测量金属数量超出五(38]。MPI在表给出的结果2。MPI的序列在不同器官遵循以下顺序:肾脏>肝脏>鳃>肌肉使一个更好的主意对金属靶器官的积累o . niloticus鱼尤其是当使用年度和季节性。结果清楚地表明,每个组织都有不同的金属积累的能力。一般来说,MPI在春天季节记录的最高价值研究的重要器官。同时,MPI的最低值记录在冬季鱼肌肉和肝脏样本但肾脏和吉尔的样品记录在夏天季节。金属的不均匀分布在鱼的身体但积累主要在代谢活跃的组织如肾脏、肝脏和吉尔(39]虽然肌肉展示了至少金属积累,主要是由于其低水平的结合蛋白和酶的活动40]。鱼积累金属因摄入受污染的食物和通过呼吸道表面的接触受污染的水(41]。金属分布在不同的水生生物的组织取决于暴露的模式,可以作为污染指标(42]。

表3揭示了金属浓度的肌肉o . niloticus(毫克/公斤干wt。),通常是按照以下顺序排列:铁>锌>铜>锰>铅> Cd。这样的安排反映了这些金属的重要性对鱼的身体功能。有些金属分类基本要素在生化反应的生物和水生植物(如铁、锌和铜)当出现在微量,但当他们出现在高浓度有毒(43]。不同金属的生物富集因子计算给出明确的形象在鱼类肌肉对这些金属的浓度在鱼类肌肉相对浓度的水和鱼肌肉积累这些金属的亲和力相对丰度的水。

显示在表4、金属浓度在鱼类肌肉比他们高出几倍浓度在水中。鱼肌肉中的BAF显示以下安排:锌> >铜> > Cd和铅。有大波动BAF的Cd和Pb至少在鱼肌肉金属堆积。一般来说,BAF的Cd在夏季高于Pb所有网站和这个案子逆转在秋季而在冬季和春季季节丰富网站的依赖。这显然表明自然或人为来源的季节性的影响在水生媒体以及金属丰度的影响点和非点源的污染来源的研究网站。因为许多鱼在河的封闭区域,他们将遭受这样或那样的方式如果这个水生系统被有毒物质污染44]。

生物体内积累的微量金属在水生生物组织已被确认为一种间接测量这些金属丰度和可用性的环境中(45]。出于这个原因,监控鱼组织污染是一个重要的函数作为一个早期预警相关的水污染问题,使我们能够采取适当行动,以保护公众健康和环境(46]。

因为鱼应对巨大的敏感性变化在水生环境中,他们是最象征因素之一在水生环境中金属污染和潜在风险的评估人类消费的47]。因此,重要的是要确定金属浓度可食用组织商业为了评估可能的风险鱼消费(48]。

计算风险指数(HI)是一个集成的风险计算方案,结合鱼类食用的金属层组织和人类消费的这些组织进行风险表征。在风险识别、生物端点数据被用来确定材料可能会对人类健康构成危害。这些数据也可以被用来定义潜在危险的类型。剂量反应评估、数据被用来估计的材料可能产生一定影响。风险评估员可以定量计算剂量反应关系,使其适用于低剂量暴露,经常通过应用数学模型的数据(49]。

鱼类消费信息是至关重要的评估与消费相关的人类健康影响的化学污染的鱼(50]。计算嗨探测到金属,如表示5,不构成不可接受的风险,建议摄入率(正常和习惯性的鱼消费者)除了Pb在站点1和2习惯性鱼消费者在春天的季节。摄入率用于目前的研究都报道了构成(25为广义人口但如果正常摄入率粮农组织提出的0.0435公斤/天(51)专门为成人埃及人曾在当下嗨计算,由此产生的HI值在正常摄入率1.4倍甚至会高于目前的发现。这清楚地表明的重要性将消费税率污染物的风险评估。金属的累积风险影响显示不可接受的风险习惯性的鱼消费者在春季和冬季在网站2以及春季和夏季季节网站1。一般来说,网站1和2是污染最严重的地方,特别是在春季,这表明不规则国内和旅游活动,在这些上游网站有利的天气条件有重大影响水污染而不是常规农业和工业活动,在其他下游网站所有。

4所示。结论

不同的人为活动的影响在金属负载的鱼可食组织在研究期间在所有网站很明显,证明了使用MPI计算和BAF和特别嗨。尽管低人类健康危害预计每个单独的金属,由于消费的鱼可食组织完全包含丰富的数量的不同的金属,这可能导致人类的不良健康影响。也就是说,金属的累积风险的影响给出了一个令人担忧的迹象。目前的研究证实,人类提出了风险评估的应用(剂量和消费因变量)是更可靠的预测对人类的危害消费者而不是常规的使用允许的水平或上食物的摄入水平对人类消费不消费的依赖变量。普通金属鱼消费调查和评估报告建议等水体周围人口密集的地区更大的开罗。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。