摘要,采用质子激发荧光分析方法(PIXE),对采自广西琼州海峡的一头29龄雄性抹香鲸,Physetermacrocephalus,遗骸的下颌齿齿质层作了元素测定。结果表明,测得的10个元素与,a的平均相对含量中,以

　　P、Zn、Sr等3个元素最高,与,a的含量相差不到2个量级,Fe、Mn、K、S的含量中等,与,a相差约3个量级,Ni、

　　V、,u等含量最低,比,a要小约4个量级。在上述元素中,抹香鲸齿质对水中Zn的富集程度最大,达3个量级,P、Mn、Ni、Fe等次之,为2个量级,V、,u等仅有不足百倍的富集程度,而Sr、S、K等则要比在水中小1~4个量级。除了V,抹香鲸齿质对海产动物,干质量,的其他9种元素都没有富集作用。文章还对抹香鲸不同年轮层内元素含量的变化状况与人类牙齿以及渤海江豚骨组织的元素含量作了比较。

　　作者简介,郭弘艺,1980-,,女,上海市人,硕士研究生,专业方向为保护生物学(E)mail(hy)

　　通讯作者,**乔,1964-,,男,浙江慈溪人,教授,博士生导师,主要从事鱼类学和保护生物学方面的研究(E)mail,

　　鲸类是水生哺乳动物的主要类群,也是被人类倾注最大感情的主要水生珍稀动物之一。因此,人们很早就对鲸类的生物学、生态学、行为学、组织学等开展了研究(1)。近年由于种群数量的减少和水环境污染的加剧,又侧重于对鲸类保护生物学的研究(1)2,。水环境的变化,必然会通过食物链等传递影响到生活于水中的鲸类。目前已对小型鲸类,豚类,的重金属水平和在体内的分布特征等作过一些报道,3-7,,但对大型鲸类的重金属水平还缺乏研究。牙齿是代谢相对缓慢的硬组织,可以比较长久地保持其组织成分。因此,分析比较牙齿的元素成分,可以较好地反映水环境元素组成的改变,但目前还缺乏对鲸类牙齿元素含量的分析报道。抹香鲸是齿鲸亚目中体型最大的物种,分布于两半球的大洋,又有每年在两极和赤道附近洄游的习性,可能是指示大洋环境元素变化的良好标志生物。我们在对2001年5月17日搁浅死亡的成年抹香鲸作了年龄鉴定后(8),又对其下颌齿齿质层的元素作了测定,旨在为探索抹香鲸与环境的变化关系作些资料积累。

　　在收集到的11颗抹香鲸下颌齿中,选取在下颌中部取下的一颗大小中等、齿冠保存完整、表面磨损较小的齿作为分析材料。将齿根腐肉已剔除、洗净并保存于密封聚乙烯塑料袋中约2年的齿,用自制的器械将齿沿着纵向锯成厚约1~5mm的薄片。选取通过齿中心部位的1个薄片,先用600目的金砂纸磨薄至约200!m厚的薄片,后用2000目的金砂纸精磨和抛光至约150!m厚的半透明薄片。将表面漂浮颗粒吹去后,密封保存于聚乙烯塑料袋中备用。牙齿磨片的打磨在洁净的环境中进行,人员戴上口罩和一次性聚乙烯塑料手套。

　　元素的分析采用质子激发荧光分析方法,Proton InduCed X,Ray Emission,简称PIXE,。实验在复旦大学的NE(9SDH)2串列加速器上进行。该加速器的端电压为0.3~3.0 MV,加速后的粒子经磁分析器可以进入五根不同的管道,我们采用的是南30度管道。 由加速器产生的质子束在通用PIXE靶室轰击靶样品,利用Si(Li)探测器测得发出的X射线的能量和强度来决定元素的性质和含量。该仪器的相对灵敏度为PPm~PPb量级,对X射线产额的计算精度,即可信度,约为2%~5%,质子束的轰击范围为直径1 mm的圆点。测量了0龄,出生前胚胎期,、1龄,出生时,、10龄、15龄、20龄、25龄的齿质层元素含量,每一年龄在生长层的透光带,transluCent zone,和遮光带,opaque zone,上分别测量一点。

　　由于没有标准物质,各元素的绝对含量无法测定,这里用各元素对牙的基本组成元素,a的相对含量表示。测量得到的不同年龄层内的10个元素与同一年龄层内的,a含量比值列于表1。可见,P、Zn、Sr等3个元素的相对含量最高,与,a的含量相差不到2个量级,Fe、Mn、K、S的含量中等,与,a含量相差约3个量级,而Ni、V、,u等3个元素的含量最低,比,a的含量要小约4个量级。这与海水的化学成分组成,即S、,a、K、Sr等为常量元素,P为微量元素,Mn、Ni、V、Fe、,u、Zn等为痕量元素的分布格局明显不同(9) 。

　　不同年轮层内各元素与Ca的比值变化趋势列于图1~3。 由此可见,Zn、Sr、S等3个元素在不同年轮层内的含量变化不大,Fe、Ni、Mn等在出生后含量最高,以后有逐渐下降的趋势,P和K在不同年轮层内的波动很大,且K在15龄时没有检测到,V和Cu在各年轮层内的含量变化不大,但有逐渐下降的趋势,且均在20龄时没有检测到。非常有限的数据显示,这几个元素大多在15龄左右时有一个比较急剧的变化,这是否预示着环境或生理状况的改变如性成熟。

　　齿质内各元素与Ca的平均比值与海水中各元素的相应含量比较见表2。可见,Zn在抹香鲸齿质内的富集程度最大,达3个数量级,P、Mn、Ni 、Fe等其次,为2个数量级,V、Cu元素较小,仅有不足百倍的富集程度,Sr、S、K等则要比在水中小1~4个数量级,没有富集作用。

　　齿质内各元素与Ca的平均人生就是博官方平台比值与海洋动物中的平均含量比较见表3。 由此可见,抹香鲸齿质与海产动物干质量相比,除了V有约5倍的富集效应,对其他9种元素都没有富集作用。

　　*依据文献(9)列出的海水元素含量的中值之比3期 郭弘艺等, 巨型抹香鲸齿质层元素分析

　　将抹香鲸齿质层内的元素与我国合肥地区青年人,20~30岁,牙齿内的元素含量比较,表4,,除了Zn和Sr的含量较大,Ni的含量几乎一致外,其他元素的含量均比人类牙齿内的含量要小,特别是Fe和P含量要小几十倍。

　　将抹香鲸齿质层内的元素与渤海江豚骨组织内元素的相应含量比较,表5,,齿质层内的元素含量均比江豚骨组织内元素的含量大。其中,V、Mn、Ni的含量要大几十倍,而Cu、Zn、Sr的含量要大几倍,仅Fe的人生就是博官方平台含量差异不大。

　　(1)采用质子激发荧光分析方法(PIXE),测得的10个元素与C a的平均相对含量中,以P、Zn、Sr等3个元素最高,与Ca的含量相差不到2个量级,Fe、Mn、K、S的含量中等,与Ca相差约3个量级,Ni、V、Cu 等含量最低,比Ca要小约4个量级。

　　(2)Zn、Sr、S等3个元素在不同年轮层内的含量变化不大,Fe、Ni、Mn等在出生后含量最高,以后有逐渐下降的趋势,P和K在不同年轮层内的波动很大,且K在15龄时没有检测到,V和Cu在各年轮层内的含量变化不大,但有逐渐下降的趋势,且均在20龄时没有检测到。这几个元素大多在15龄左右时有一个比较急剧的变化,可能预示着环境或生理状况的改变如性成熟等所致。

　　(3)抹香鲸齿质对水中Zn的富集程度最大,达3个量级,P、Mn、Ni、Fe等其次,为2个量级,V、Cu等仅有不足百倍的富集程度,而Sr、S、K等则比水中要小1~4个量级。除了V,抹香鲸齿质对海产动物,干质量,的9种元素都没有富集作用。

　　(4)由于缺乏大型鲸类牙齿的元素分析材料,难于确定该抹香鲸齿元素含量的确切特点。与我国合4 上海水产大学学报 15卷

　　肥地区青年人齿的元素含量比较,除了Zn和Sr的含量较大,Ni的含量相近外,该抹香鲸齿质层其他元素的含量均较小。而与渤海江豚骨组织元素的含量比较,该抹香鲸齿质层内相应元素的相对含量均要大一些。

　　(4) 廖 琳,胡晓荣,李 晖 海豚肝脏中元素含量的测定及铜和镉形态的初步分析(J) 光谱实验室( 2002) 19(5), 691-693(5) 邓超冰,廉雪琼 北海海域中华白海豚体内重金属含量(J)海洋环境科学(2003) 22(2),53-55

　　(10) 杨晓峰,吴玉珍,杨晓勇,等合肥地区不同年龄段现代人类牙齿稀土及微量元素组成特征研究(J) 稀土( 2000) 21(5),23-24