基于食物网和环境因子的三峡水库支流鱼汞积累控制机制研究

In this study, mercury content of fishes from different regions of Xiangxi River, a major tributary of Three Gorge Reservoir (TGR), will be measured to reveal the difference of mercury bio-accumulation between these fishes. Impact to accumulation of mercury in fishes by the change of habit, food source and food web structure which are the result of the impoundment process in tributary of TGR will be studied by the stable isotope (δC13 andδN15) technique. Then the differences of mercury content and species in various food sources and the environmental factors which could influence the behavior of mercury in the reservoir will be analyzed to seek the internal mechanism of the impact to accumulation of mercury in fishes by the impoundment process. Finally scientific explanations to the current situation of mercury accumulation in fishes from the tributary of TGR will be presented, and early warning of mercury enrichment in some fishes will be provided to protect the nearby residents from the health risk of mercury uptake. Meanwhile, the new ideas of mercury bio-accumulation to TGR will be provided by the research in the tributary.

本研究拟以三峡库区支流香溪河河流区、过渡区、水库区的鱼类样品和鱼类生活密切相关的环境样品为研究对象，通过测定鱼体内汞含量，揭示香溪河不同区域鱼体内汞积累情况的差异。以稳定同位素（δC13和δN15）技术为手段，在支流尺度上，研究三峡水库成库过程通过鱼类生活习性、食物来源及食物网结构的改变对鱼体内汞积累产生的影响，并通过分析鱼类食物来源中汞的含量形态在支流不同区域的时空差异和对水库中汞的环境行为产生影响的环境因素，探寻三峡水库成库过程对库区支流鱼体内汞积累影响的内在机制。最终通过研究结果，对库区支流内鱼体内汞积累的现状提出科学的解释，并对可能出现的某些鱼类对汞的富集提出预警，避免周边居民因摄入有关鱼类而产生的健康风险。同时通过对支流香溪河的研究，为整个三峡库区内汞的生物积累研究提供新的思路。

汞是一种重要的重金属污染物。水库一直被认为是汞的热点区域，而三峡库区也邻近我国汞的热点区域。鱼类容易在体内富集环境中的汞元素，之前的研究还发现水库对鱼体内的汞积累具有活化效应。本研究拟以三峡库区支流香溪河的鱼类样品和鱼类生活密切相关的环境样品为研究对象，揭示香溪河不同区域鱼体内汞积累情况的差异。在支流尺度上，研究三峡水库蓄水过程对鱼体内汞积累产生的影响，探寻三峡水库蓄水过程对库区支流鱼体内汞积累影响的内在机制。最终通过研究结果，对可能出现的某些鱼类对汞的富集提出预警。同时通过对支流香溪河的研究，为整个三峡库区内汞的生物积累研究提供新的思路。本研究在实际研究过程中，具体执行了以下研究内容：1.三峡库区典型支流香溪河不同区域的划分；2.三峡库区典型支流香溪河不同区域的鱼汞积累研究和稳定同位素分析；3.三峡库区典型支流香溪河不同区域的汞污染状况研究；4.水库活动对香溪河沉积物和消落带中汞形态分布影响的模拟研究。具体结果包括：1.通过沉积物粒径组成和水体营养盐的关系，将库区支流划分成了3个不同区域；2.库区支流鱼类体内的汞元素积累基本处于安全的水平，积累浓度主要与鱼类所在的营养级和食性有关，但稳定同位素分析的结果表明食物来源也会影响部分鱼类的汞积累，不同区域的鱼汞积累没有明显差异。3.香溪河水体汞浓度总体较低，沉积物汞的水平相较于水体更高，同时部分区域甲基汞浓度较高，底层生活的鱼类汞暴露风险更高。4.水库的淹水过程会改变沉积物中的汞形态组成，影响沉积物中汞的生物可利用性，增加底层生物的汞暴露风险。综合来说，本研究从沉积物和营养盐变化的角度划分了水库典型支流库区不同区域，探索了不同区域的鱼体内汞含量的积累特征及潜在影响因素。揭示了沉积物汞可能是影响三峡库区部分鱼类高汞积累的原因，同时通过模拟研究阐释了水库活动对沉积物汞形态的影响。本研究对于揭示水库成库后汞的生态风险变化有着重要的科学意义。