溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應

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(1.中國海洋大學 化學化工學院，山東 青島 266100；2.國家海洋局海洋減災中心，北京 100194)

紫貽貝(Mytilus edulis)俗稱海虹，為軟體動物門，雙殼綱，貽貝目，貽貝科，貽貝屬，廣泛分布于世界各海區(qū)[1]。作為我國重要的寒溫帶養(yǎng)殖品種[2-3]，總產(chǎn)量占世界的50%以上，中心產(chǎn)區(qū)集中在我國黃渤海區(qū)的山東、遼寧兩省[4-5]。紫貽貝可通過慮食海水中的顆粒物質(zhì)進行生長，無需人工投喂，在海水養(yǎng)殖中享有“綠色產(chǎn)業(yè)”的盛譽[6-7]。

紫貽貝對環(huán)境的適應能力強，具有很高的耐污能力，且能對多種環(huán)境污染物產(chǎn)生響應，具備作為指示生物的基本條件[8]。目前，國內(nèi)外對紫貽貝毒性效應研究多集中于藻毒素、重金屬及農(nóng)殘等方面，而專門針對石油烴及溢油分散劑的急性毒性研究報道較少[9-11]，因此，本研究以紫貽貝為研究對象，選擇原油、燃料油以及分別被溢油分散劑處理過的兩種油品乳化液作為污染物，研究以上4種溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應，為海洋環(huán)境監(jiān)測和溢油損失評估提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 受試生物

紫貽貝購買于青島市鰲山衛(wèi)水產(chǎn)市場，平均體重為(15±6) g，平均體長為(85±20) mm。將紫貽貝置于消毒后的沙濾海水中馴養(yǎng)7 d，挑選長勢均勻、正常慮食且反應靈敏的個體進行急性毒性試驗。

1.2 油品制備

1.2.1 實驗油品及溢油分散劑

選用油品及溢油分散劑分別為原油(BXPT，采自中海油渤西區(qū)塊)，燃料油(HSFO 380CST，船用燃料油)，溢油分散劑(濃縮型，恒海牌)。

1.2.2 WAF及DWAF的制備

將試驗油品和過濾海水按體積比1∶10的比例混合，置于2 L的三角瓶中。其中試驗油品在使用時經(jīng)過加熱軟化，海水經(jīng)0.45 μm醋酸纖維膜過濾，在滅菌鍋中經(jīng)過120 ℃，20 min的條件滅菌；在振蕩器上震蕩24 h，靜置2 d后取下清液(即為WAF母液)保存于棕色的試劑瓶中，并放在4～6 ℃的冰箱中保存。

將過濾海水、試驗油品、溢油分散劑按體積比100∶10∶1的比例混合，置于2 L的三角瓶中。其中試驗油品在使用時經(jīng)過加熱軟化，海水經(jīng)0.45 μm醋酸纖維膜過濾，在滅菌鍋中經(jīng)過120 ℃，20 min的條件滅菌；在振蕩器上震蕩24 h，靜置2 d后取下清液(即為DWAF母液)保存于棕色的試劑瓶中，并放在4～6 ℃的冰箱中保存。

1.2.3 母液濃度的測定

取1.1.2中制備的溢油污染物母液5 mL于分液漏斗中，加入50 mL的Q水，5mL 1∶3的硫酸，用10 mL的正己烷分2次萃取，在225 nm下測定吸光度，依次測定4種溢油污染物母液的總石油烴濃度。

1.3 急性毒性試驗

根據(jù)預試驗的質(zhì)量濃度范圍，按照等對數(shù)間距加入原油(燃料油)WAF與DWAF，混勻，使其達到不同的濃度梯度；每個濃度設(shè)置3個平行樣，以不加溢油污染物的海水體系作為對照，每個平行樣中加入紫貽貝30只。實驗期間溫度控制在(20±2) ℃，連續(xù)充氧且禁食，每天全量換水一次，定時觀察，及時揀出死亡的紫貽貝。當紫貽貝外套膜全部收縮、張口，且用玻璃棒觸碰貝殼沒有反應時，則定為死貝，連續(xù)觀察并記錄96 h。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用幾率單位法計算LC50值，通過死亡百分率-幾率單位換算表查詢死亡幾率單位，應用數(shù)據(jù)處理軟件(SPSS)，以質(zhì)量濃度的對數(shù)為橫坐標，以死亡幾率單位為縱坐標進行線性擬合，按照一元線性回歸方程Y=bX+a的形式，擬合溢油污染物對鹵蟲的概率-濃度對數(shù)方程；根據(jù)概率-濃度對數(shù)方程計算概率單位Y=5時的濃度對數(shù)X，然后再求X的反對數(shù)，即得溢油污染物對鹵蟲的半致死濃度LC50值。

2 結(jié)果與討論

2.1 溢油污染物對紫貽貝死亡率的影響

暴露在低濃度實驗組中的紫貽貝在24 h內(nèi)并沒有出現(xiàn)明顯的中毒反應，其觸足活動基本正常且能進行常態(tài)化的伸縮，以感知周圍環(huán)境并尋找其他紫貽貝，但較對照組而言并未產(chǎn)生足絲固定自身。暴露在1～3 mg/L質(zhì)量濃度組中的紫貽貝，在48 h時才開始產(chǎn)生足絲，且足絲易斷，而在質(zhì)量濃度大于5 mg/L的實驗組中，紫貽貝在整個培養(yǎng)過程中均未產(chǎn)生足絲，且其外套膜呈現(xiàn)長時間的濾食狀態(tài)。24 h后，各實驗組紫貽貝均開始出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，暴露于不同質(zhì)量濃度梯度實驗組中的紫貽貝96 h死亡率見表1。

表1 不同濃度溢油污染物中紫貽貝的96 h死亡率及幾率單位

注：M為死亡率，%；P為幾率單位

由表1可見， 紫貽貝96 h死亡率隨溢油污染物質(zhì)量濃度的升高而逐漸增大。當質(zhì)量濃度為5 mg/L時，各實驗組紫貽貝的死亡率達60%以上；當質(zhì)量濃度為12 mg/L時，各實驗組死亡率均高達100%。兩種油品加入溢油分散劑后，對紫貽貝死亡率的影響變化各異，燃料油降低而原油升高。燃料油WAF和原油DWAF對紫貽貝的毒性效應影響最明顯，當二者的質(zhì)量濃度為8 mg/L時，死亡率已經(jīng)達到100%。

2.2 溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應

參照幾率單位法，以溢油污染物濃度對數(shù)為橫坐標，96 h的死亡幾率單位為縱坐標，通過作圖法得到四種溢油污染物對紫貽貝的96 h急性毒性效應曲線(如圖1)。

采用幾率單位法的一元線性方程擬合溢油污染物對紫貽貝的96 h急性毒性效應曲線時表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。通過幾率單位法求算四種溢油污染物對紫貽貝的96 h-LC50值及其相關(guān)參數(shù)見表2。

圖1 燃料油WAF、燃料油DWAF、原油WAF及原油DWAF對紫貽貝的濃度對數(shù)-死亡概率曲線

油品回歸方程相關(guān)系數(shù)R2自由度X2LC50/(mg·L-1)95%置信區(qū)間/(mg·L-1)FuelWAFY=5．2286+0．9776x0．9313．840．580．29-1．15FuelDWAFY=4．2735+2．0486x0．9225．992．261．70-3．00CrudeWAFY=4．6724+1．4144x0．9025．991．701．13-2．57CrudeDWAFY=5．2271+1．4359x0．9713．840．690．43-1．10

由表2可見，4種溢油污染物對紫貽貝急性毒性效應大小依次為：燃料油WAF>原油DWAF>原油WAF>燃料油DWAF。4種溢油污染物對紫貽貝的96 h-LC50值介于0.58～2.26 mg/L之間，燃料油WAF對紫貽貝的急性毒性作用最強，其96 h-LC50值低至0.58 mg/L。溢油分散劑對兩種油品急性毒性效應影響變化各異，燃料油加入溢油分散劑后，其急性毒性效應明顯減弱，具體表現(xiàn)為96 h-LC50值由0.58 mg/L升高到2.26 mg/L；相反，原油對紫貽貝的急性毒性效應受溢油分散劑的影響而大幅增強，其96 h-LC50由1.70 mg/L降低至0.69 mg/L。造成這種現(xiàn)象的原因可能與油品種類有關(guān)[12]，不同油品的理化性質(zhì)及油品中含有的低分子量多環(huán)芳烴的種類和數(shù)量是影響石油烴類污染物急性毒性效應的主要因素[13]，越來越多的研究證實，2-4環(huán)PAHs對溢油污染物的急性毒性效應起主要作用[14]。除此之外，PAHs還是一類具有光誘導毒性的有機污染物，PAHs的離域大π健可以吸收太陽光的可見(400～700 nm)和紫外(290～400 nm)部分，從而產(chǎn)生毒性作用更強或者更弱的降解產(chǎn)物[15]，可能進一步加劇或減輕溢油污染物的急性毒性效應。

3 結(jié)論

紫貽貝死亡率的變化與溢油污染物的濃度有關(guān)，濃度越大，死亡率越高。紫貽貝對4種溢油污染急性毒性效應的敏感性和耐受性受油品種類和溢油分散劑的影響。燃料油WAF對紫貽貝的急性毒性效應最強；隨著溢油分散劑的加入，燃料油對紫貽貝的急性毒性效應降低而原油升高。

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