生物標志物法判別抗生素廢水毒性及其生態(tài)風(fēng)險評價研究.pdf

1、環(huán)境中殘留的過量抗生素可能對人類造成嚴重危害。本文通過研究鏈霉素廢水進出水、青霉素廢水和土霉素廢水對斑馬魚和錦鯉魚的急性毒性效應(yīng)，對其環(huán)境安全性進行了初步評估，并在急性毒性試驗的基礎(chǔ)上開展慢性毒性試驗，通過包括超微細胞結(jié)構(gòu)、抗氧化酶（SOD、POD等）和脂質(zhì)過氧化等一組生物標志物，初步探究了鏈霉素廢水進出水、青霉素廢水和土霉素廢水對斑馬魚和錦鯉魚的慢性毒性效應(yīng)，篩選對抗生素廢水敏感的標志物;并通過計算綜合生物標志物響應(yīng)指數(shù)(IBR)值，

2、得到抗生素廢水的生態(tài)風(fēng)險水平。
　　 急性毒性試驗結(jié)果表明，鏈霉素廢水進出水對斑馬魚和錦鯉魚都沒有急性毒性。利用改良寇氏法和概率單位法計算青霉素廢水對斑馬魚的96h LC50分別為13.46％（體積分數(shù)）和13.66％（體積分數(shù)）;土霉素廢水對斑馬魚的96h LC50分別為0.34％和0.27％。本試驗中的青霉素廢水屬于中等毒性物質(zhì)，土霉素廢水屬于極毒物質(zhì)。
　　 亞急性毒性試驗試驗結(jié)果表明，當(dāng)斑馬魚暴露于鏈霉素廢水進水

3、中時，POD并未出現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。所有濃度組中SOD活性隨著暴露天數(shù)的變化幾乎都呈“先抑制后誘導(dǎo)”的趨勢;從總體上看，每天各濃度組MDA含量呈現(xiàn)出“降低-升高-降低”的趨勢。
　　 當(dāng)錦鯉魚暴露于鏈霉素廢水進水中時，各濃度組錦鯉魚的T-AOC值在試驗周期中主要呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，最后恢復(fù)至正常水平，達到氧化—抗氧化平衡的狀態(tài);SOD活性主要呈現(xiàn)先降低后升高再降低的趨勢，但是最后沒有恢復(fù)至正常水平;MDA含量相對于

4、空白組均呈現(xiàn)顯著性變化，總體呈現(xiàn)先誘導(dǎo)后抑制至無顯著性差異的趨勢，達到氧化—抗氧化平衡的狀態(tài);POD活性不具有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。
　　 在亞急性毒性試驗基礎(chǔ)上，使用電鏡技術(shù)，對暴露在鏈霉素廢水進水中的錦鯉魚肝細胞超微結(jié)構(gòu)進行觀察分析，發(fā)現(xiàn)對照組與實驗組無明顯差別。因此，鏈霉素廢水進水并未對錦鯉魚肝細胞超微結(jié)構(gòu)造成影響。
　　 暴露于鏈霉素廢水出水中，斑馬魚肌肉組織中POD酶活性影響不顯著;而SOD活性隨著暴露濃度與暴

5、露時間的不同，被不同程度地誘導(dǎo)或抑制;肌肉中MDA含量基本呈現(xiàn)增加-減少-增加的趨勢。
　　 當(dāng)錦鯉魚暴露于鏈霉素廢水出水中時，低濃度組（濃度小于30％）廢水對POD表現(xiàn)為誘導(dǎo)效應(yīng)。當(dāng)濃度大于30％時，廢水對POD的效應(yīng)表現(xiàn)為抑制—誘導(dǎo)—抑制效應(yīng)。SOD變化并未呈現(xiàn)顯著劑量-效應(yīng)關(guān)系。隨著暴露濃度升高，MDA含量變化表現(xiàn)為“雙谷型”趨勢;實驗的第16天，MDA含量呈現(xiàn)出逐漸下降趨勢，最后與對照組含量基本持平，說明魚體達到了新的氧

6、化—抗氧化平衡狀態(tài)。
　　 當(dāng)斑馬魚受到青霉素廢水脅迫時，染毒初期（4d和8d）POD活性被誘導(dǎo)，并且有先升高后降低的趨勢。中高濃度組(1/6496h LC50、1/1696h LC50、1/496h LC50)青霉素廢水對斑馬魚誘導(dǎo)更為顯著，在染毒中期（12d和16d），高濃度廢水(1/496hLC50、1/296h LC50) POD活性先表現(xiàn)為顯著誘導(dǎo)(P＜0.01)，又被顯著抑制(0.01＜P＜0.05); SOD活性基

7、本呈現(xiàn)“雙峰型”變化趨勢。全部濃度組的斑馬魚MDA含量均高于對照組，并且隨著濃度的增加有先升高后降低的趨勢。
　　 實驗期間POD活性并未表現(xiàn)出明顯的劑量關(guān)系。SOD活性在第16天，隨濃度增加呈現(xiàn)“U型趨勢”。第20天，各濃度組均被不同程度誘導(dǎo)，其中1/25696h LC50和1/1696h LC50表現(xiàn)為顯著誘導(dǎo)(0.01＜P＜0.05)。實驗各濃度組MDA含量均相對于對照組有所增加。其中第12天，各濃度組MDA含量顯著增加(

8、0.01＜P＜0.05)。第16天，1/6496h LC50、1/1696h LC50濃度組MDA含量顯著增加(0.01＜P＜0.05)。
　　 比較幾種生化指標的敏感性可以發(fā)現(xiàn)，SOD、MDA和T-AOC可作為抗生素廢水脅迫的生物標志物。
　　 暴露于鏈霉素廢水進水中的斑馬魚和錦鯉魚IBR值在0.110～2.987之間，暴露于鏈霉素廢水出水中的斑馬魚和錦鯉魚IBR值在8.96～54.26之間，暴露于青霉素廢水中的斑馬魚