重金属离子通过工业废水和生活污水的排放、非点源污染的迁移扩散、城市雨水冲刷、大气沉降等各种途径进入水环境。许多金属离子对水生生物具有毒性，并且可以通过食物链，威胁人类的身体健康和生命安全。本论文选择Cu、Zn、Pb、Cd作为重金属污染物，利用室内模拟试验，研究重金属在单一污染、复合污染（Cu-Zn；Pb+Cd）以及与EDTA配合（Cu-EDTA；Zn-EDTA）等情况下在鲫鱼体内的富集规律及对鲫鱼肝脏抗氧化防御系统的影响。通过分析不同处理鲫鱼体内多种生理生化指标，以期获得重金属胁迫的早期预警的生物标志物。论文初步探讨了应用水生生物抗氧化防御系统指示太湖水环境质量的可行性。主要研究结果如下： 1．静态暴露于Cu<2+>及Cu-EDTA溶液中40d后，幼龄鲫鱼肝脏抗氧化系统组成成分的变化规律为：低浓度Cu<2+>暴露后，超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽转硫酶（GST）活性、GSH与GSSG的生物合成量以及GSH／GSSG比值都显著增加（P<0.05）；过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）与谷胱甘肽还原酶（GR）等的活性均受到显著抑制。Cu-EDTA配合物暴露40d后，SOD活性、GST活性、GSSG含量、GSH含量及GSH／GSSG比值显著增加（P<0.05）；CAT与GR活性均显著降低，GPx活性同对照组相比无显著差异。对于2种形态低浓度铜的长期暴露，GST与GSH更为敏感，可以考虑作为水环境铜污染的预警指标。尤其是GST，对Cu<2+>和Cu-EDTA暴露反应灵敏，在0.0025mg／L的低浓度暴露即被极显著诱导，能反映Cu污染的早期效应，可用作鱼类受到低剂量铜污染的生物标志物。 2．静态暴露于Zn<2+>及Zn-EDTA溶液中40d后，鲫鱼肝脏Zn积累量随着Zn<2+>与Zn2<2+>-EDTA暴露浓度的升高而逐渐增加。Zn-EDTA配合物处理使Zn在鲫鱼肝脏的富集量减少。Zn<2+>暴露后，SOD、GST、GPx、CAT与GR活性，GSSG与GSH的合成量，总谷胱甘肽含量（tGSH）及GSH／GSSG比值均显著降低（P<0.05），其中GR最敏感，在0.05mg／L（低于渔业水质标准0.1mg／L）的低浓度暴露即被显 著抑制。Zn-EDTA暴露后，SOD、GST、GPx、CAT与GR活性，GSSG、GSH合成量与总谷胱甘肽含量（tGSH）均显著降低（P<0.05），其中GPx对Zn-EDTA配合物暴露的反应最敏感，在0.05 mg/L（低于渔业水质标准0.1mg/L）时就受到显著抑制。Zn<’2+>和Zn-EDTA配合物暴露对鲫鱼肝脏SOD活性抑制率均在20％左右，且2种形态锌对SOD的影响无显著差异。Zn浓度大于0.50 mg/L时，Zn<’2+>暴露抑制鲫鱼肝脏酶活性和降低谷胱甘肽含量的作用均比Zn-EDTA强，而在Zn浓度小于0.10 mg/L时，Zn-EDTA配合物对鲫鱼抗氧化防御系统的影响大于Zn<’2+>。GR对2种形态锌反应灵敏，可以考虑作为水环境锌污染的预警指标。 3．Cu<’2+>、Zn<’2+>单独及复合污染亚慢性（14d）暴露试验表明，Zn主要富集在鲫鱼鳃中，其次是肝脏和肌肉；Cu主要富集于肝脏中，其次是鳃和肌肉。复合暴露没有改变铜与锌在鲫鱼不同组织中的富集规律。Zn、Cu复合暴露对Zn在鲫鱼体内富集的影响较小，而显著抑制了Cu在鲫鱼组织中的富集。鲫鱼肝脏GR活性对Cu<’2+>与Zn<’2+>暴露最敏感，分别在0.005 mg/L Cu<’2+>与0.02mg/L Zn<’2+>时就受到了显著诱导，并且与暴露浓度之间有很好的剂量-效应关系。在最低浓度复合暴露时，SOD、GPx、GR与GST活性以及GSH合成量均显著增加，其中最敏感的生物标志物是GSH。 4．Pb<’2+>与Cd<’2+>复合暴露在鲫鱼吸收Cd、Pb的过程中表现为明显的拮抗作用。Cd<’2+>暴露40d后，GSH含量与GR、GPx活性均显著升高，GSSG含量显著减小；GPx对Cd<’2+>暴露非常敏感，在0.001mg/L Cd<’2+>暴露时即被极显著诱导。Pb<’2+>慢性暴露后，GR、GPx活性被显著诱导，GSH与GSSG含量显著降低，其中GR最为敏感，且与暴露浓度之间存在良好的剂量－效应关系。Pb<’2+>、Cd<’2+>复合暴露使鲫鱼肝脏GSH含量及GR、GPx活性均显著增加，GSSG含量显著减少；其中GSSG最敏感，在0.001mg/L暴露时即有显著减少。 5．放养在太湖不同位点水体－沉积物界面上的大型底栖水生动物－铜锈环棱螺，随放养时间的延长，螺蛳个体内脏团CAT活性反应敏感，且表现为持续降低的变化趋势；SOD活性在生长初期（35d）显著升高，90d时与初始水平无显著差异；GST活性表现为先被诱导后被抑制的趋势。螺蛳内脏团抗氧化防御系统酶的活性在一定程度上能反映水体的重金属污染程度。由于自然水域污染的复杂性，抗氧化酶系统还受到有机污染物以及溶解氧等多种因素的影响，但可以将CAT、SOD、 GST三个指标结合起来，作为预警水体污染早期生物标记物。