兩種環(huán)境雌激素對(duì)發(fā)頭裸腹溞的急性致毒研究

金顯文，丁建華，張莉莉，吳珊珊

（淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000）

現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了人類社會(huì)物質(zhì)文明的進(jìn)步，然而也帶來(lái)了許多負(fù)面效應(yīng)，尤其是對(duì)人類生存環(huán)境造成的污染.大量的證據(jù)顯示，人類在生產(chǎn)和生活中向環(huán)境釋放的化學(xué)污染物具有雌激素的生物效應(yīng)，具有干擾體內(nèi)正常內(nèi)分泌物質(zhì)的合成、釋放、運(yùn)輸、結(jié)合、代謝等過程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，破壞維持機(jī)體穩(wěn)定性和調(diào)控作用，從而造成它們的生殖、免疫、神經(jīng)等系統(tǒng)的多種病變［1］.環(huán)境激素已成為繼臭氧層、地球氣候變暖之后的第三大環(huán)境問題，被喻為威脅人類存亡的定時(shí)炸彈，已成為各國(guó)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)之一［2］.雙酚A和鄰苯二甲酸二甲酯分別屬于環(huán)境雌激素中的雙酚類和酞酸酯類，是兩種重要的化工原料，廣泛用于高分子材料和各種精細(xì)化工材料的添加劑，是生產(chǎn)和使用過程中進(jìn)入環(huán)境的常見的環(huán)境雌激素之一［3］，影響水生生物的生殖、發(fā)育和行為，并通過食物鏈作用在水生生態(tài)系統(tǒng)中濃縮、積累和放大，特別是多種環(huán)境雌激素的聯(lián)合作用強(qiáng)度可以達(dá)到各種激素單獨(dú)作用之和的1 600倍［4］，在我國(guó)被列為環(huán)境優(yōu)先污染物［5］.發(fā)頭裸腹溞（Moina irrasa）屬于枝角類浮游甲殼動(dòng)物，在水生生態(tài)系統(tǒng)中占有重要的地位，是漁業(yè)養(yǎng)殖中的魚苗的天然開口餌料.由于其具有生活周期短、繁殖迅速、實(shí)驗(yàn)室條件下容易培養(yǎng)，對(duì)水環(huán)境中一些污染物相當(dāng)敏感等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛地用作水生毒理學(xué)試驗(yàn)材料［6］.環(huán)境雌激素對(duì)枝角類的毒理試驗(yàn)已見一些報(bào)道［7-11］，但雙酚A和鄰苯二甲酸二甲酯發(fā)頭裸腹溞的毒理試驗(yàn)未見報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)以發(fā)頭裸腹溞為實(shí)驗(yàn)材料，比較這兩種環(huán)境雌激素對(duì)其的敏感程度，分析半數(shù)致死濃度和安全濃度，旨在為進(jìn)一步開展慢性和亞慢性試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，為開發(fā)新的指示生物來(lái)評(píng)估雌激素毒物對(duì)環(huán)境的影響提供參考.

1 材料與方法

1.1 受試生物的培養(yǎng)

發(fā)頭裸腹溞的母溞采自安徽巢湖，在實(shí)驗(yàn)室中用煮沸后過濾曝氣的池塘水為培養(yǎng)液，以小球藻（Chlorella pyrenoidosa）為食物進(jìn)行培養(yǎng)，所有實(shí)驗(yàn)用溞為連續(xù)培養(yǎng)的單克隆品系，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)幼溞溞齡12 h.

1.2 測(cè)試液的配置

雙酚A（BPA）為白色晶體，分子量為228.29，化學(xué)純；鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）為微黃色液體，分子量194.19，分析純，兩者均購(gòu)買于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司.以0.01‰的丙酮作為助溶劑，用煮沸后過濾曝氣的池塘水配制100 mg/L的母液，實(shí)驗(yàn)時(shí)稀釋成所需要的濃度.

1.3 急性毒性實(shí)驗(yàn)

參照水質(zhì)物質(zhì)對(duì)溞類（大型溞）急性毒性測(cè)定方法（GB/T13266-91），急性毒性實(shí)驗(yàn)在100 mL的小燒杯中、溫度（20±1）℃、光照2 500 lx、pH 6.8～7.1條件下進(jìn)行.根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)設(shè)置7個(gè)濃度組，BPA濃度梯度分別為2 mg/L、6 mg/L、10 mg/L、14 mg/L、18 mg/L、22 mg/L；DMP 濃度梯度分別為0.2 mg/L、0.8 mg/L、1.4 mg/L、2 mg/L、8 mg/L、14 mg/L、20 mg/L.每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)平行組，另設(shè)1個(gè)對(duì)照組，每個(gè)燒杯放入溞10只，實(shí)驗(yàn)期間不投放食物，每天更換2/3試液，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為96 h，觀察受試溞心臟停止跳動(dòng)作為其死亡標(biāo)志.

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)結(jié)果用一元線性回歸方程法求得LC50值，SPSS13.0對(duì)死亡率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算95%置信區(qū)間.

1.5 安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

安全濃度SC=0.1×96h LC50［12］；采用孔志明等環(huán)境污染物對(duì)水生生物的單一毒性安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)96 h 的LC50把污染物對(duì)溞類的毒性分為5 個(gè)等級(jí)：＜0.1 mg/L 劇毒；0.1～1.0 mg/L 高毒；1.0～10.0 mg/L中毒；10.0～100.0 mg/L低毒；＞100.0 mg/L微毒［13］.

2 結(jié)果

2.1 中毒癥狀

經(jīng)觀察，發(fā)頭裸腹溞對(duì)此2種化學(xué)物質(zhì)的中毒癥狀相似.由于溞對(duì)不同物質(zhì)的敏感性不同，故其反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短亦有差異.開始時(shí)實(shí)驗(yàn)溞表現(xiàn)為狂躁不安，沿著燒杯壁亂游，一段時(shí)間后行動(dòng)逐漸減緩.隨著染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，體色變淡，活動(dòng)微弱，最后沉入水底不動(dòng).對(duì)死亡個(gè)體解剖發(fā)現(xiàn)，中毒溞的鰓和肝臟顏色變深.

2.2 急性毒性效應(yīng)

BPA和DMP對(duì)發(fā)頭裸腹溞的急性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示.由表1可見，發(fā)頭裸腹溞在兩種環(huán)境雌激素中的死亡率和濃度都存在明顯的相關(guān)性.隨染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，24、48、72、96 h 的半數(shù)致死濃度逐漸降低.在24 h和48 h DMP的半數(shù)致死濃度要高于BPA的半數(shù)致死濃度，而在72 h和96 h DMP的半數(shù)致死濃度要低于BPA的半數(shù)致死濃度；BPA和DMP對(duì)發(fā)頭裸腹溞的安全濃度分別為0.682 mg/L和0.087 mg/L，表明發(fā)頭裸腹溞對(duì)DMP更敏感.

表1 雙酚A和鄰苯二甲酸二甲酯對(duì)發(fā)頭裸腹溞的半致死濃度（LC50）和安全濃度（SC）

2.3 安全性評(píng)價(jià)

BPA和DMP 對(duì)發(fā)頭裸腹溞的96 h半數(shù)致死濃度分別為6.815 mg/L和0.865 mg/L，根據(jù)環(huán)境污染物對(duì)水生生物的單一毒性安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，BPA為中毒物質(zhì)，DMP為高毒物質(zhì).

3 討論

溞類生活史短暫、繁殖迅速、易于培養(yǎng)且對(duì)一些污染物敏感，在污染物的生物監(jiān)測(cè)和生物學(xué)評(píng)價(jià)中常常作為指示生物，發(fā)頭裸腹溞與水生毒理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)指示生物大型溞（Daphnia magna）相比，對(duì)水中環(huán)境雌激素的效應(yīng)具有相似的敏感性.24 h BPA對(duì)微型裸腹溞（（Moina micrura）、隆線溞（Daphnia carinata）和大型溞的急性毒性效應(yīng)沒有明顯差別，但48 h LC50發(fā)頭裸腹溞要高于微型裸腹溞和大型溞，與隆線溞相當(dāng)［7，10］.由此可見，BPA 對(duì)微型裸腹溞和大型溞比隆線溞和發(fā)頭裸腹溞的敏感性高.鄰苯二甲酸酯類中的DBP對(duì)多刺裸腹溞48 h LC50要明顯低于DMP［8］，而對(duì)大型溞的最大允許安全濃度為1～2 mg/L［11］，要高于本實(shí)驗(yàn)中DMP對(duì)發(fā)頭裸腹溞的安全濃度，因此不同的酞酸酯類環(huán)境雌激素對(duì)溞類的毒性不同，不同溞類對(duì)鄰苯二甲酸酯類敏感性存在著個(gè)體差異.

本實(shí)驗(yàn)BPA和DMP 對(duì)發(fā)頭裸腹溞毒性顯示，兩者屬于高毒或中高毒化合物.資料顯示，鄰苯二甲酸酯和雙酚A具有致畸性、致突變性、致癌性及生殖毒性［14-16］，因此我國(guó)把這兩種化合物都列為水環(huán)境中優(yōu)先污染物［5］.塑料、農(nóng)藥、洗滌劑等合成化學(xué)品在當(dāng)今生產(chǎn)生活中越來(lái)越重要，在給人類帶來(lái)便利的同時(shí)，大量環(huán)境雌激素也隨之散布環(huán)境之中，多種環(huán)境雌激素對(duì)生物的聯(lián)合致毒效應(yīng)更強(qiáng)，危害更大.我國(guó)很多河流斷面水中BPA和DMP濃度已經(jīng)超出了我國(guó)水環(huán)境中允許的濃度［16-17］.因此，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境雌激素的遷移、降解和毒理研究，制訂環(huán)境相應(yīng)的生產(chǎn)排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系刻不容緩.

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