摘要
煤炭作为重要的矿产能源，在经济发展过程中占有重要地位。伴随煤炭开采而产生的固体废物-煤矸石，会对周围环境造成严重污染，特别是来自煤矸石中的重金属元素进入水体后，可影响水生生物的生存和发育。本研究通过为期一年的水池养殖试验，以鲫鱼（Carassiusauratus）和泥鳅（Misgurnusanguillicaudatus）为研究对象，采用单因子水质标识指数（Pi）和ICP-MS、组织学石蜡切片技术，探讨不同水/煤矸石质量比率（300:1－300:7）条件下，煤矸石对鲫鱼和泥鳅肌肉、鳃重金属含量及组织结构的影响，以期为采煤沉陷区湿地生物保护及周边居民的健康提供科学依据。结果表明： （1）煤矸石对上覆水的影响：试验组中上覆水pH值（7.05－7.97）呈弱碱性，氨氮（NH3-N）和硝氮（NO3-N）浓度分别为0.011－0.157mg/L和0.018－0.389mg/L，总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为0.192－1.453mg/L和0.010－0.192mg/L，电导率范围在161.8－374.0μs/cm，CODMn浓度在6.188－9.942mg/L。单因子水质标识指数评价结果表明，上覆水水质整体符合地表水Ⅲ类水质标准，在水产养殖渔业水域的标准范围内。试验持续期间，煤矸石未对上覆水产生营养盐污染；与对照组相比，试验组中上覆水的五种元素浓度分别为Zn＞Cu＞As＞Pb＞Cd，其中Zn、Cu、As、Pb元素浓度随水/煤矸石质量比率和时间的增长不断增大。 （2）煤矸石对鲫鱼和泥鳅组织重金属含量的影响：随着水/煤矸石质量比率由300:1增至300:7时，鲫鱼的肌肉组织中，Cu、Cd、Zn、Pb含量均显著增加（P＜0.05），As含量增加并不显著。泥鳅肌肉组织中Cu、Cd、Zn、Pb、As含量均有显著增加（P＜0.05），两种水生动物的肌肉组织重金属含量变化与上覆水一致，均为Zn＞Cu＞As＞Pb＞Cd；鲫鱼鳃组织中Cu、Zn、Pb含量显著增加（P＜0.05），泥鳅鳃组织中Cu、Zn、Pb、As、Cd的含量显著增加（P＜0.05），重金属在鲫鱼和泥鳅的鳃组织中表现一致，均为Zn＞Cu＞Pb＞As＞Cd，其中Pb、As表现不同于肌肉组织。鲫鱼和泥鳅两种水生动物体内，鳃组织中重金属含量大于肌肉组织，鳃对重金属的富集能力高于肌肉。两种动物的鳃和肌肉中重金属含量均随水/煤矸石质量比的增大而增加。 （3）煤矸石对鲫鱼和泥鳅不同组织结构的影响：水/煤矸石比为300:0的对照组中，鲫鱼和泥鳅的肌肉组织与鳃组织均未发生病变，但300:1—300:7的试验组中两种动物的肌肉组织与鳃组织结构均受到了煤矸石污染的影响，发生了不同程度的组织学病变。鲫鱼肌肉组织中肌肉细胞的完整性降低、细胞核数目减少、分布离散程度加深，结缔组织出现增生；鲫鱼鳃组织中鳃丝间距增大，鳃丝软骨变薄，鳃丝末端鳃小片出现脱落，鳃小片弯曲程度加深、呈无规则排列；在泥鳅的肌肉组织中，肌纤维出现部分断裂的现象，并且排列紊乱、逐渐扭曲，其间隙也逐渐增大，肌内膜下方的肌纤维细胞分布也不均匀；泥鳅鳃组织中，鳃丝弯曲程度较严重，鳃丝间距也逐渐增大，在鳃丝末端同样出现了鳃丝膨大和鳃小片脱落的现象；鲫鱼和泥鳅的肌肉组织、鳃组织结构发生病变程度，均随煤矸石污染、各组织中重金属含量增加而不断加重。 基于以上研究结果，煤矸石中重金属污染对鲫鱼和泥鳅不同组织重金属含量及结构均造成了危害。未来，应进一步研究煤矸石重金属污染对水生生物及其他组织结构的影响，以应对水生动物组织发生病变对环境及人体产生的危害。
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