Corbicula fluminea
5.1 淡水蜆對砷之生物濃縮
本研究探討不同砷濃度下對淡水蜆造成的生理與化學反應，其馴養與實驗的 藻水條件經量測與分析結果如下：
(1) 水質條件：水溫 = 24.26 ± 1.26 ℃，pH值 = 7.96 ± 0.14，溶氧 = 8.3 ± 0.28 mg L-1，鹽度 = 0.10 及濁度 = 22.88 ± 0.13 NTU。
(2) 離子組成：Ca2+ = 24.8 mg L-1，Mg2+ = 1.0 mg L-1，Na+ = 4.9 mg L-1， K+ = 2.7 mg L-1，H+ = 7.21 mg L-1，NH4+ = 0.26 mg L-1，Cl
-= 7.6 mg L-1，NO2- = 0.047 mg L-1及NO3- = 0.318 mg L-1。 (3) 光照週期：使用定時器控制燈具(PL-36W-7200K)，照明時間模擬 12
小時(10:00 – 22:00)白天及 12 小時(22:00 – 10:00)夜間。
將淡水蜆進行為期14 天暴露試驗(June 10 – 23, 2007)，於每日監測淡水蜆體 內總砷濃度，藉此瞭解蜆隻體內時變砷濃度關係。表5.1 為實驗期間每日蜆隻體 內砷含量化驗結果，可得淡水蜆於砷濃度5 mg L-1下暴露72 小時達到體內砷濃 度累積之最大值12.10 µg g-1 dry wt，而排除實驗初始砷濃度為淡水蜆暴露 168 小 時後之體內砷濃度4.71 µg g-1 dry wt。
本研究利用一階單區塊生物累積模式擬合暴露試驗數據，以得最佳擬合曲 線，並求出此最佳曲線下之生物動力參數，圖5.1 A為吸收階段淡水蜆體內砷濃 度與時間之關係圖。以方程式[4.1]計算受砷緊迫時淡水蜆自發性閉殼反應對砷攝 取之影響程度，並評估淡水蜆暴露於砷中之吸收與排除速率常數，其k0, k1及k2
表5.1 淡水蜆暴露實驗組織含砷量 (Mean ± SD)
Arsenic concentrations in tissues (µg g-1 dry wt) Time (h) Uptake phase Depuration phase
0 0 4.71 ± 1.95
24 6.75 ± 1.22 3.64 ± 0.82 48 11.91 ± 5.27 3.41 ± 1.26 72 12.10 ± 6.65 3.35 ± 1.04 96 6.63 ± 1.24 3.31 ± 0.80 120 6.50 ± 2.86 2.90 ± 0.54 144 8.08 ± 4.61 2.46 ± 0.87 168 4.71 ± 1.95 2.44 ± 0.97
0
值分別為0.263 ± 0.33 d-1, 1.718 ± 6.70 mL g-1 d-1及0.392 ± 1.76 d-1 (表 5.2)。圖 5.1 B則為排除階段淡水蜆體內砷濃度與時間之關係圖，將暴露於砷中7 天後之淡水 蜆置入無砷汙染環境進行排毒試驗，經由方程式[4.2]可推求出無砷汙染下淡水蜆 之k2值為0.102 ± 0.007 d-1 (表 5.2)。根據圖 5.1 實驗結果顯示，利用一階單區塊模 式來描述短期砷暴露試驗，無論是吸收或排除階段，r2值皆大於 0.8，故對本實 驗而言，一階單區塊模式之適用性頗佳，可用來進一步預測淡水蜆隨時變體內砷 累積之情形。
Thorsen 等(2007)指出，雙殼貝類暴露於汙染物初期具有快速累積的能力，
根據圖5.1 A 之實驗結果可得到相同趨勢，淡水蜆於48 小時內便達到很高的砷 累積量，當累積一段時間(72 小時)後，可看到淡水蜆體內砷含量有逐漸下降之趨 勢，其可能原因為淡水蜆組織器官的累積量漸達臨界值，蜆隻開始產生強烈排毒 作用，將體內的砷加速排出體外，使得排除速率大於吸收速率(鄭，2003)。
Wildridge等(1998)與Kadar等(2001)提出淡水蜆自發性閉殼反應為一自我保 護機制，以減少與外界汙染物接觸。本論文中採用一速率常數k0來描述此觀點，
亦可得較佳之擬合，證實淡水蜆之外殼的確具有隔絕汙染物之能力。Walsh等 (1994)研究中也指出，生物可藉由堆積外骨骼之過程，將體內的重金屬轉移至外 殼，以降低重金屬對生物體之毒害。因此淡水蜆殼是否具有累積重金屬之能力，
以及是否能反應出當時環境之汙染狀況，未來仍需更加深入研究。
考慮不同階段排除數率常數之差異，可發現吸收階段之k2值為排除階段的 3.84 倍，其原因可能為當淡水蜆受到砷緊迫下體內調控之結果，使其產生較高的 排毒作用，同時因生物濃縮為考慮吸收與排除之競爭結果，若是以吸收階段之排 除數率常數會較為準確，故本研究採用此階段之k2值進行更進一步評估生物濃
表5.2 淡水蜆暴露實驗之生物動力參數
As-clam system Uptake phase Depuration phase k0 (d-1) a 0.263 ± 0.33 –
k1 (mL g-1 d-1) a 1.718 ± 6.70 –
k2 (d-1) a,b 0.392 ± 1.76 0.102 ± 0.007
BCF(mL g-1) c 4.38 –
t1/2 (d) d 1.78 6.80
r2 0.81 0.85
a吸收階段之吸收速率常數(k1)及排除速率常數(k2)，可由方程式[4.1]求得。
b排除階段之排除速率常數(k2)，可由方程式[4.2]求得。
c平衡時之生物濃縮因子(BCF)，可由BCF= k1/k2求得。
d排除半衰期(t1/2)，可由ln2/k2求得。
縮因子。由式BCF= k1/k2可得知淡水蜆暴露於砷之BCF值為 4.38 mL g-1，比較其 他水域生物對砷之BCF，Tsai與Liao (2006)利用吳郭魚(Tilapia, Oreochromis mossambicus)進行短期砷暴露實驗，其BCF為 2.68 ± 1.12 mL g-1；而Chou等(2006) 研究中亦得知虱目魚(Milkfish, Chanos chanos)對砷之BCF為 1.24 mL g-1，其BCF 分別為淡水蜆的0.61 及 0.28 倍，顯示淡水蜆對水域中的砷有極高之累積能力。