洗潔精對水生動物毒害機理的探究及建議

文件編號：1003—7586(2010)04—0042—02

1 課題提出

洗潔精具有高效去油力，泡沫細(xì)膩豐富，清爽護(hù)手，成本低廉的特點。人們幾乎每天都要用洗潔精來清洗水果、蔬菜和餐具。而當(dāng)使用后，洗潔精流入江河湖泊。它對江河中的魚類及動物會產(chǎn)生毒害影響嗎?因此希望通過實驗，對所提出的問題加以證明，初步探究其致害機理，希望能對洗潔精成分配方進(jìn)行改進(jìn)。

2 材料與方法

2.1 實驗儀器

1000mL量筒，10mL量筒，移液管，100mL量杯，玻璃棒，計數(shù)器，吸液球，規(guī)格為長、寬、高分別為20cm、20cm、40cm玻璃容器，規(guī)格為長、寬、高分別為10cm、10cm、20cm的玻璃容器，金魚網(wǎng)，解剖刀，解剖盤，解剖剪，解剖針，耗氧量測試瓶和實驗相關(guān)化學(xué)儀器及藥品。

2.2 洗潔精

市售的雕牌洗潔精，主要成份：直鏈烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烯烴磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基醇酰胺、烷基糖苷、烷基甜菜堿等。

2.3 自來水的去氯處理

先用大型鐵桶裝上自來水，然后用一層紗布和橡皮筋將桶口封住。隨后在一個通風(fēng)、透光的地方放置3d以上，除去自來水中的余氯。

2.4 實驗動物

金魚是一種較為常見的實驗用魚。本實驗采用的金魚是孵化后180d后的清潔級金魚，雌雄不拘。實驗魚必須健康，判斷的標(biāo)準(zhǔn)為體形正常，鱗片完整，各魚鰭舒展無缺陷，體色光亮，行動活潑，反應(yīng)靈敏，食欲好，大小基本一致，外觀上沒有異?，F(xiàn)象。

馴養(yǎng)30d，馴養(yǎng)總數(shù)為150條以上，馴養(yǎng)期間每天投少量不影響水質(zhì)的餌料。當(dāng)其死亡率在10％以下時，才可開始實驗。

2.5 半數(shù)致死濃度的測定

實驗液的配制：這個實驗一共要配制兩次實驗液。第一次配制9個不同的洗潔精濃度梯度，分別編號為1～9，以初步找出大致致死范圍。1～9號缸內(nèi)的實驗液的濃度分別為：10％、1％、0.1％、0.01％、0.001％、0.000 1％、0，00001％、0.000001％、0％。第二次是在上述實驗找出大致致死濃度后，在上述全部致死最低濃度和全部不死的最高濃度之間配制十個等差濃度，分別編號為A～J，再加上0％的空白進(jìn)行對照，編號為K，求出半致死濃度。

放入實驗魚：配制好實驗液之后，把金魚轉(zhuǎn)移到各實驗組的容器中，每個缸內(nèi)五條金魚。30min后，待金魚已經(jīng)完全適應(yīng)其新環(huán)境后，開始計時觀察，并進(jìn)行記錄。

實驗的時間：實驗總時間為48h，其中前12h作連續(xù)性的觀察，后36h內(nèi)隨時進(jìn)行觀察，記錄下每組實驗魚死亡的時間。

金魚死亡的判斷：金魚停止了呼吸運動，用小鑷子或玻璃棒夾魚的尾柄部(魚體接近尾魚鰭的部分)在5min內(nèi)沒有產(chǎn)生刺激反應(yīng)則可斷為死亡。第二次的實驗數(shù)據(jù)用以下公式計算出半數(shù)致死濃度：半數(shù)致死濃度=(全部致死的最低濃度+全部存活的最高濃度)／2。

2.6 實驗魚生理指標(biāo)的測定(以空白組與半數(shù)致死濃度組對比)

2.6.1 實驗液的配制

按照計算出的半數(shù)致死濃度重新配制實驗液。

2.6.2 放入實驗魚

把實驗魚分別放入清水(對照組)和半數(shù)致死濃度的(實驗組)①、②號實驗容器里面，每個缸內(nèi)放五條金魚，實驗時間為48h。

2.6.3觀察記錄

每4h觀察一次，內(nèi)容有呼吸頻率、體表和運動情況和對刺激(用玻棒敲擊魚缸)的反應(yīng)。

2.7 解剖

對上述各級實驗后的魚進(jìn)行解剖，觀察的項目有內(nèi)臟的顏色、體表、眼球、鰓絲等的變化。

2.8 實驗魚耗氧量測定

將對照組、半數(shù)致死濃度組放入廣口瓶中，30min后，加上橡皮塞(瓶內(nèi)不留空氣)，將其和未放魚的空白瓶(清水瓶和半數(shù)致死濃度洗潔精瓶)，30℃恒溫放置1h；分別利用定碘法將以上瓶中水的含氧量測出，再利用兩個空白瓶的含氧量，分別求出兩組實驗魚的耗氧量，公式如下：實驗魚耗氧量=(空白瓶水含氧量一實驗瓶水含氧量)／魚的重量x放置時間。

3 結(jié)果

該實驗的記錄結(jié)果如表1。

3.1 呼吸頻率的觀察

從表中可見，兩組魚的呼吸頻率差異明顯。

3.2 生理、行為改變的觀察

在該實驗中1號缸內(nèi)的金魚未發(fā)生生理行為的變化，2號缸內(nèi)的魚卻有很明顯的改變。大致歸納如下：剛放入實驗魚時，兩組魚呼吸頻率均正常，平均45次／min，反應(yīng)敏捷，遇到刺激金魚會馬上散開或四處亂竄；游動的速度和體色都無異常。隨后20h中實驗組的金魚出現(xiàn)浮頭現(xiàn)象，并且魚肚微有腫脹。這時金魚的呼吸次數(shù)有大幅度的上升，變?yōu)榱?0次／min。再過8h后金魚又有了一次轉(zhuǎn)折性的變化，呼吸次數(shù)由多變?yōu)樯伲钌贂r可達(dá)30次／min，反應(yīng)的程度也有明顯的降低，遇到一般刺激金魚無反應(yīng)，非要用玻棒碰其體表才會有微弱反應(yīng)，在12h后，金魚的體表表皮有脫落的現(xiàn)象，體色也慢慢變淺，此時反應(yīng)變得極其遲鈍，用玻棒擊打也只是隨著玻棒向一邊倒，呼吸次數(shù)變?yōu)?4次／min；全身的顏色已明顯變淺。

3.3 解剖特征的觀察

實驗解剖發(fā)現(xiàn)，金魚的內(nèi)臟器官在顏色、形狀上都沒有大的變化，兩組對比效果不明顯。但是觀察兩組實驗魚各自的鰓絲時，發(fā)現(xiàn)正常金魚的鰓絲都是成放射網(wǎng)狀散開，顏色鮮紅；而實驗組金魚的鰓絲則出現(xiàn)萎縮，顏色也為暗紅。另外魚體表皮眼角膜都有明顯的脫落現(xiàn)象，魚體褪色現(xiàn)象也較為明顯。

3.4 耗氧量的比較

通過上表的比較，可以得知實驗液中金魚的耗氧量比對照組中的低，說明洗潔精能導(dǎo)致金魚代謝機能的下降，引起耗氧量下降。

4 討論

通過實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析，可以初步得出洗潔精的致害機理。洗潔精的主要成分是一類人工合成的表面活性劑，如烷基苯磺酸鈉(R-C₆H₄-SO₃Na)，其去垢機理是通過其分子疏水端親和污垢，親水端溶于水，達(dá)到使污垢分散于水中而被沖洗的目的。根據(jù)相似相溶原理，這種物質(zhì)也會同樣作用于細(xì)胞膜，使膜崩解而細(xì)胞死亡。金魚鰓部的表面細(xì)胞更容易遭受破壞，使得魚的鰓部氣體交換明顯下降。當(dāng)氧氣供應(yīng)不足，鰓絲缺氧變得暗紅，自然耗氧下降。機體在反饋調(diào)節(jié)下，通過呼吸頻率來增加氧的獲得量，浮頭現(xiàn)象以及金魚因吞氣利用腸壁呼吸而引起的腹脹現(xiàn)象也伴隨發(fā)生。當(dāng)這一反饋調(diào)節(jié)失效時，缺氧將最終導(dǎo)致機能代謝的下降，進(jìn)而表現(xiàn)為呼吸頻率的下降、反應(yīng)遲鈍等不正?，F(xiàn)象。因此，魚的呼吸頻率呈現(xiàn)出先增后減。

至于實驗魚有表皮角膜脫落和體表及眼球褪色現(xiàn)象，原因可能是：①洗潔精中的表面活性劑及氯化物(用于氧化殺菌)的作用，而在自然水域中，因為沒有如此高的濃度及長時間作用，因而表現(xiàn)不明顯；②洗潔精內(nèi)還含有多量的磷酸鹽長期富集，可使水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，破壞水域生態(tài)系統(tǒng)的原有平衡。加之，洗潔精產(chǎn)生的泡沫覆蓋在水體表面，會降低其復(fù)氧速度和程度，這一點在靜水水體中表現(xiàn)得尤為突出。

5 建議

希望：①生產(chǎn)廠家能將相關(guān)成分進(jìn)行改進(jìn)，除去有害成分，降低毒性；②提倡利用無污染的清洗物品如肥皂，就是一種無污染、無害、環(huán)保的洗滌劑，因為它存在于植物或動物的脂肪之內(nèi)，易于生物降解；③可考慮利用酶作為去污劑，降解污垢中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。