苯系物對(duì)我國(guó)典型腹足綱動(dòng)物的毒害效應(yīng)及其水質(zhì)基準(zhǔn)的研究.pdf

1、本論文探討了甲苯、乙苯和二甲苯等苯系物對(duì)我國(guó)典型腹足綱動(dòng)物銅銹環(huán)棱螺的急性和亞慢性毒害效應(yīng)，同時(shí)利用本課題組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和搜集到的甲苯、乙苯和二甲苯的毒性數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)苯系物的水質(zhì)基準(zhǔn)展開了嘗試性的研究。
　　目前，脊椎動(dòng)物中的魚類和無脊椎動(dòng)物中的節(jié)肢動(dòng)物是國(guó)內(nèi)外發(fā)展的主要實(shí)驗(yàn)生物，但是卻缺少了無脊椎動(dòng)物很重要的一部分——軟體動(dòng)物，特別是其中的腹足綱動(dòng)物，因此其也極少被應(yīng)用于水質(zhì)管理質(zhì)量基準(zhǔn)等保護(hù)政策的制定中。我國(guó)正在發(fā)展適合我國(guó)生態(tài)

2、系統(tǒng)的水質(zhì)基準(zhǔn)，而面臨的最大困難之一是缺少本土的模式受試物種，因此，開發(fā)我國(guó)本土的腹足綱測(cè)試物種將能為我國(guó)水質(zhì)基準(zhǔn)的制定提供技術(shù)的支持，同時(shí)也避免了其他國(guó)家在制定水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí)對(duì)軟體動(dòng)物不重視的問題。本研究選取了我國(guó)本土腹足綱動(dòng)物——銅銹環(huán)棱螺(Bellamya aeruginosa)為受試生物，探討甲苯、乙苯和二甲苯三種苯系物對(duì)其的毒害效應(yīng)。
　　急性毒性試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，甲苯、乙苯和二甲苯未造成銅銹環(huán)棱螺的死亡現(xiàn)象，而對(duì)銅銹環(huán)棱螺的行

3、為有明顯的影響。因此，甲苯、乙苯和二甲苯對(duì)銅銹環(huán)棱螺的急性毒性試驗(yàn)是以其對(duì)螺行為的影響，而不是以死亡為研究指標(biāo)。甲苯、乙苯和二甲苯對(duì)螺的急性行為毒性是引起了不良反應(yīng)，且具有顯著的劑量-效應(yīng)關(guān)系，甲苯、乙苯和二甲苯對(duì)螺不良反應(yīng)的96-h EC50分別為37.2、13.3和8.9 mg/L。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，以乙苯為例，不良反應(yīng)螺的AChE活性受抑制的程度要大于正常反應(yīng)螺的，而其他生化指標(biāo)，包括超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘

4、肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)、還原型谷胱甘肽(GSH)和脂質(zhì)過氧化(丙二醛，MDA)與螺的行為變化未呈現(xiàn)出明顯的關(guān)聯(lián)性。在其他的研究中發(fā)現(xiàn)，抑制AChE的活性是與行為變化有相關(guān)性的，因此，本研究認(rèn)為甲苯、乙苯和二甲苯對(duì)銅銹環(huán)棱螺的行為變化與AChE的活性受到抑制有關(guān)聯(lián)。
　　本論文重點(diǎn)研究了乙苯亞慢性低劑量暴露對(duì)銅銹環(huán)棱螺的影響，實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段:21天的暴露階段和17天的恢復(fù)階段。其中，對(duì)銅銹環(huán)棱螺的影響主要是從兩個(gè)方面研究的，一方面是

5、生化指標(biāo)的變化情況，包括AChE、肝胰臟和腎臟組織中的SOD、CAT、GST、GSH和MDA的活性和含量變化;另一方面是利用堿性彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)肝胰臟組織中的DNA損傷。研究結(jié)果表明，乙苯低劑量的暴露亦能對(duì)銅銹環(huán)棱螺的行為產(chǎn)生影響，造成了銅銹環(huán)棱螺的收縮反應(yīng)，且收縮反應(yīng)的比例隨著暴露時(shí)間的增加而增加，但是未有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。銅銹環(huán)棱螺的6種生理生化指標(biāo)對(duì)乙苯脅迫的靈敏度各不相同，且生理生化指標(biāo)在兩種不同行為的銅銹環(huán)棱螺中并未呈現(xiàn)出規(guī)律

6、性的差異，生理生化指標(biāo)與銅銹環(huán)棱螺行為的相關(guān)性不明確。堿性彗星實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，乙苯脅迫顯著性的引起了螺肝胰臟細(xì)胞的DNA損傷，且DNA損傷程度有明顯的劑量-效應(yīng)和時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系，表明乙苯可能對(duì)銅銹環(huán)棱螺存在潛在的基因毒性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同行為銅銹環(huán)棱螺的DNA損傷沒有差異性。在恢復(fù)階段的早期5天內(nèi)，DNA損傷持續(xù)的增加，這應(yīng)該是由于對(duì)DNA損傷的修復(fù)造成的，例如，堿基切除修復(fù)或者核苷酸切除修復(fù)。在恢復(fù)階段的17天之后，DNA損傷的修復(fù)還沒

7、有完成，表明DNA損傷的修復(fù)還需要更多的時(shí)間。
　　同時(shí)，本論文還研究了銅銹環(huán)棱螺對(duì)乙苯的富集和凈化能力，實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段:23天的暴露階段和17天的凈化階段。結(jié)果表明，正常反應(yīng)螺對(duì)乙苯的生物富集因子(BCF)從2.24到80，收縮反應(yīng)螺對(duì)乙苯的BCF從2.05到70，由此可見，正常反應(yīng)螺對(duì)乙苯的富集能力要大于收縮反應(yīng)螺的。在凈化階段發(fā)現(xiàn)，兩種不同行為螺對(duì)乙苯的凈化速率均遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，兩種不同行為銅銹環(huán)棱螺凈化乙苯的平均半衰

8、期分別為8.5天和8.0天，兩者之間沒有明顯的差異性，而且5個(gè)處理組之間在凈化速率上同樣也不存在顯著的差異性。在凈化階段17天之后，兩種不同行為螺體內(nèi)均還能檢測(cè)到乙苯，說明螺完全凈化干凈乙苯還需要更多的時(shí)間。
　　為了制定符合我國(guó)水生態(tài)系統(tǒng)特征的苯系物水質(zhì)基準(zhǔn)，本研究利用來自本課題組的苯系物毒性數(shù)據(jù)，同時(shí)還搜集了苯系物相關(guān)的毒理數(shù)據(jù)，采用美國(guó)制定水質(zhì)基準(zhǔn)的毒性百分?jǐn)?shù)排序法推導(dǎo)了我國(guó)甲苯、乙苯和二甲苯的淡水生物的雙值水質(zhì)基準(zhǔn)。毒性百