六溴環(huán)十二烷與三丁基氯化錫對海洋生物的聯(lián)合毒性效應研究.pdf

1、六溴環(huán)十二烷（HBCD）和三丁基氯化錫（TBTCl）是近年來在海洋環(huán)境中廣泛引起關(guān)注的有機污染物，其中HBCD于2013年被聯(lián)合國《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》禁止在全球使用，而三丁基錫（TBT）等有機錫化合物于2003年被IMO海洋環(huán)境保護委員會禁止在船只防污系統(tǒng)中作為生物滅殺劑使用?；旌衔廴疚锏纳鷳B(tài)毒理學效應研究作為近年來環(huán)境科學的關(guān)注熱點，通過研究污染物對生物和生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)合毒性效應，并揭示相關(guān)生物標志物對污染物脅迫的響

2、應機制，對于化合污染物的生態(tài)風險評價與管理不僅可提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和方法手段，更為人類和生態(tài)系統(tǒng)的長期健康發(fā)展提供科學保障，是“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的一種重要的技術(shù)支撐。因此本研究利用急性毒性實驗和多種生物標志物并采用不同的污染物暴露途徑，對HBCD和TBTCl對發(fā)光菌、單細胞藻類、橈足類、雙殼貝類和鯛科魚類的單獨及聯(lián)合毒性作用進行了相關(guān)探討，以便深入闡明兩種化合物脅迫對海洋生物的毒性效應及聯(lián)合毒性特征，為持久性有機污染物（POPs）的風險評

3、價和管理提供科學依據(jù)。結(jié)果表明：
　　1.分別選擇明亮發(fā)光桿菌、亞心形扁藻、短角長腹劍水蚤、中華假磷蝦、翡翠貽貝和紅鰭笛鯛進行急性毒性實驗，結(jié)果顯示不同生物的敏感程度有很大差異，TBTCl脅迫的耐受性分別為明亮發(fā)光桿菌（15min EC50=80.39~84.07μg/L）>亞心形扁藻（96h EC50=50.49~60.58μg/L）>紅鰭笛鯛（96h LC50=19.91~20.68μg/L）>中華假磷蝦（96h LC50=7

4、.66～7.94μg/L）>翡翠貽貝（72h LC50=5.01~5.82μg/L）>短角長腹劍水蚤（96h LC50=0.20~0.22μg/L），對HBCD脅迫的耐受性分別為紅鰭笛鯛、翡翠貽貝、亞心形扁藻（LC50、EC50>100 mg/L）>中華假磷蝦（96h LC50=37.04～38.95 mg/L）>短角長腹劍水蚤（96h LC50=9.39~9.40 mg/L）>明亮發(fā)光桿菌（EC50=112.01~135.13μg/L

5、）。同時采用毒性單位法、相加指數(shù)法和混合物毒性指數(shù)法評價了化合物的聯(lián)合毒性，結(jié)果表明HBCD和TBTCl混合物對明亮發(fā)光桿菌、中華假磷蝦和短角長腹劍水蚤的聯(lián)合作用為協(xié)同作用，對亞心形扁藻為拮抗作用。
　　2.選擇亞心形扁藻為生物材料進行96h毒性暴露實驗，結(jié)果顯示HBCD（10μg/L、100μg/L和1000μg/L）、TBTCl（0.2μg/L、0.8μg/L和3.2μg/L）以及混合物（5.1μg/L、50.4μg/L和50

6、1.6μg/L）均可明顯影響亞心形扁藻的生理生長，其中對生物量均以抑制作用為主，對葉綠素a、葉綠素b和葉綠素含量的影響則表現(xiàn)為明顯的促進效應。對光合作用速率，低濃度組HBCD促進，高濃度組抑制；而TBTCl則以促進作用為主。對相對呼吸率，HBCD和TBTCl均表現(xiàn)為低濃度促進、高濃度抑制的作用特征。暴露初期，HBCD和TBTCl對扁藻ATPase酶活性、GST酶活性、SOD酶活性和MDA含量的影響呈誘導和抑制波動變化的規(guī)律，96h時兩種

7、化合物對ATPase酶活性和GST酶活性均以抑制效應為主，對SOD酶的活性和MDA含量以誘導效應為主。聯(lián)合毒性評價結(jié)果表明，HBCD和TBTCl混合物的聯(lián)合作用結(jié)果隨劑量和時間有較大變化，其中96h時高濃度組混合物對亞心形扁藻各指標的聯(lián)合作用結(jié)果均表現(xiàn)為拮抗作用（q<0.85）。
　　3.選取翡翠貽貝為生物材料進行96 h溶液暴露實驗，結(jié)果顯示翡翠貽貝體內(nèi)氯化三丁基錫（TBTCl）的富集水平與暴露溶液濃度呈線性相關(guān)，0.2μg/L

8、、0.4μg/L和0.8μg/L濃度組的擬合方程分別為y=0.01248*x+0.04267（R2=0.909）、y=0.008*x+0.027（R2=0.952）和y=0.00364*x+0.004836（R2=0.772）。暴露24h后鰓組織中SOD活性、MDA含量和GPx活性均明顯降低，而肝組織SOD活性和GPx活性與對照組比較沒有顯著變化。Spearman秩相關(guān)分析表明肝GPx活性與TBTCl溶液暴露濃度呈顯著的負相關(guān)（Rs=-

9、0.42），肝MDA含量與TBTCl溶液也呈顯著的負相關(guān)（Rs=-0.33），而鰓MDA含量與TBTCl溶液暴露濃度呈顯著的正相關(guān)（Rs=-0.60）。隨暴露時間延長，污染物脅迫對翡翠貽貝 SOD酶活性表現(xiàn)為誘導作用，HBCD脅迫對翡翠貽貝MDA含量的影響不大，而TBTCl組MDA含量可顯著升高。
　　4.選取扁藻-翡翠貽貝為模擬食物鏈進行96h攝食暴露實驗，結(jié)果顯示HBCD和TBTCl單獨及聯(lián)合暴露可導致翡翠貽貝溶酶體NRRT明

10、顯下降，并且濃度越高下降越明顯；HBCD單獨暴露可顯著降低翡翠貽貝的呼吸率，TBTCl對翡翠貽貝呼吸率的影響隨時間呈波動變化，其中48h時0.8μg/L和3.2μg/L濃度組均受到顯著的促進作用；HBCD對翡翠貽貝GSSG含量的影響先抑制再誘導最后再抑制、對GST活性和GSH含量表現(xiàn)為抑制作用，TBTCl對GSSG含量的影響呈劑量和時間依賴性、對GSH含量也表現(xiàn)為抑制作用、對GST活性影響不明顯。液暴露組和攝食暴露組對翡翠貽貝 SOD酶

11、活性的影響基本一致，隨暴露時間延長 SOD酶活性均被顯著誘導，差別在于溶液暴露方式的毒性效應作用更快。HBCD脅迫對翡翠貽貝MDA含量的影響不大，而TBTCl組MDA含量可顯著升高。聯(lián)合毒性評價結(jié)果表明，HBCD和TBTCl的聯(lián)合作用結(jié)果與暴露劑量、時間和生物標志物均存在明顯的相關(guān)性，其中攝食組96 h時低濃度（5.1μg/L）脅迫對呼吸率、GSH和GSSG為拮抗作用（q<0.85），對GST和MDA為增強作用（q>1.15），對SOD

12、為相加作用（0.851.15），對SOD、GSSG和GSH為拮抗作用（q<0.85）。
　　5.選取紅鰭笛鯛為生物材料進行96h溶液暴露實驗，結(jié)果顯示TBTCl脅迫組紅鰭笛鯛肝臟SOD活性呈“抑制-誘導-抑制”的變化規(guī)律，MDA含量則顯著下降；而鰓組織 SOD活性被顯著誘導，MDA含量呈先誘導后被抑制的變化規(guī)律。HBCD溶液脅迫時，肝SOD活

13、性先升高后降低，MDA含量變化不明顯；鰓SOD活性和MDA含量變化均不明顯。低濃度（0.2μg/L和0.8μg/L）TBTCl溶液脅迫對紅鰭笛鯛腦 AChE活性有明顯的抑制作用，但高濃度組（1.6μg/L和3.2μg/L）表現(xiàn)為先促進后抑制的影響。聯(lián)合毒性評價結(jié)果表明，混合物毒性不僅與各組分濃度配比及濃度范圍有關(guān)，也與暴露時間的變化有很大關(guān)系。本研究中12h時高濃度（108.3μg/L）HBCD和TBTCl混合物組對紅鰭笛鯛SOD活性、

14、MDA含量和AChE活性的聯(lián)合作用結(jié)果均表現(xiàn)為拮抗作用（q<0.85），而96h時均表現(xiàn)為增強作用（q>1.15）。
　　6.選取紅鰭笛鯛作為生物材料進行連續(xù)3d（1次/d）的人工灌胃實驗，結(jié)果顯示7d時10 mg/kg HBCD組和5.80 mg/kg混合處理組紅鰭笛鯛肝胰臟指數(shù)都高于對照組，表明HBCD可能導致肝臟重量增加。同時0.8 mg/kg處理組TBTCl對紅鰭笛鯛肝組織SOD活性有顯著的抑制作用、對MDA含量有顯著的促

15、進作用，而血清中SOD活性和MDA含量呈波動變化，且變化水平較肝組織更為明顯，揭示肝臟對毒物的代謝機制與血液存在較大差別。從GST活性變化看，TBTCl對肝臟和血清GST活性主要表現(xiàn)為抑制作用；HBCD對肝臟GST的作用表現(xiàn)為先誘導后抑制，對血清GST活性的影響不大。TBTCl對肝臟EROD活性表現(xiàn)為“抑制-誘導-抑制”的變化規(guī)律，且存在明顯的劑量-效應關(guān)系；而HBCD對肝臟EROD活性的影響表現(xiàn)為先誘導后抑制的變化規(guī)律。另外本研究中還