雙酚A與深圳灣兩種海洋微藻相互作用的研究.pdf

1、環(huán)境雌激素雙酚A(bisphenolA，BPA，CASNo.80-05-7)即4-二羥基二苯基丙烷(C15H16O2)，是生產(chǎn)塑料工業(yè)中聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂等化合物的前體物質(zhì)。隨著BPA的使用大量增加，BPA通過排放、滲漏等各種途徑進入環(huán)境中，尤其是水體。由于BPA的廣泛存在性及潛在的致癌性、生殖毒性和胚胎毒性，BPA對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響日益受到關(guān)注。環(huán)境中相對較低濃度的BPA對水生生物可能造成內(nèi)分泌干擾作用并危害水生生態(tài)系統(tǒng)的健康。

2、 本論文旨在(1)從深圳福田自然保護區(qū)近岸水域中分離、純化和培養(yǎng)兩種海洋微藻微小小環(huán)藻(Cyclotellacaspia)和范氏冠盤藻(Stephanodiscushantzschii)作為實驗藻種；(2)調(diào)查該近岸水域中BPA污染水平；(3)調(diào)查BPA對實驗藻種的急性毒性；(4)研究不同濃度BPA對實驗藻種的生態(tài)毒理效應；(5)考察實驗藻種對BPA的生物富集與降解能力。本研究對保護深圳灣大生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)展海洋水生生態(tài)毒理學理論和生

3、物降解理論等方面具有重要的現(xiàn)實意義。 2005年1月和2006年12月，對福田紅樹林保護區(qū)內(nèi)生態(tài)公園、排污口、觀鳥屋、基圍出口和鳳塘河等5個采樣點采集的海水樣品中BPA含量進行了測定，BPA的污染水平在0.34-4.01μg/L之間。 微小小環(huán)藻(優(yōu)勢藻種)于2004年6月分離自排污口附近海水水樣。BPA對微小小環(huán)藻的半抑制濃度(96-hEC50)為7.96±0.23mg/L。微小小環(huán)藻對低濃度BPA(<6.00mg

4、/L)表現(xiàn)出一定的耐受性，隨處理時間的延長，藻細胞的生長逐漸恢復正常；當BPA濃度高于10.00mg/L時，微小小環(huán)藻幾乎停止生長。藻細胞葉綠素a含量亦隨BPA濃度的增加表現(xiàn)出下降的趨勢，反映出BPA對藻細胞葉綠體的破壞。不同濃度的BPA對藻細胞形態(tài)和分裂產(chǎn)生不同程度的影響：低濃度BPA(4.00和6.00mg/L)對微小小環(huán)藻細胞形態(tài)的影響不大；高濃度BPA(>8.00mg/L)嚴重抑制了藻細胞的生殖與分裂，細胞體積和內(nèi)含物明顯增加，

5、細胞顏色變淡。微小小環(huán)藻SOD活性隨BPA濃度的增加而增大，而隨暴露時間的延長又顯著降低，總體表現(xiàn)為從誘導到抑制的動態(tài)過程。微小小環(huán)藻對BPA具有微弱的生物富集能力。當BPA初始濃度為6.00、8.00、10.00mg/L時，藻細胞在16d分別達到最大富集量12.72、125.61、141.01ng/mgfw和最大生物富集系數(shù)(BCF)3.81、36.91、20.23。微小小環(huán)藻對BPA亦具有一定的降解能力，初始濃度為6.00、8.00

6、、10.00mg/L的BPA在16d時分別有22.39、36.44、10.28％被藻細胞生物降解。 范氏冠盤藻于2006年1月分離自觀鳥屋附近的海水樣品，根據(jù)BPA對它的96-hEC50(8.65±0.26mg/L)，發(fā)現(xiàn)它亦對BPA具有很強的耐受性。范氏冠盤藻生物量和生長速率隨BPA濃度增加而逐漸減少。范氏冠盤藻在BPA脅迫下的形態(tài)變化反映了BPA對藻細胞的生長、分裂和葉綠體等細胞器的毒性；低濃度BPA(<5.00mg/L)

7、對藻細胞形態(tài)的影響不大，藻細胞基本維持了正常的分裂增殖；7.00和9.00mg/LBPA處理組中藻細胞的分裂過程受到嚴重的抑制，細胞顯著拉長，出現(xiàn)很多內(nèi)含物和畸形細胞，母細胞上多個子細胞不能與母細胞分離；11.00-13.00mg/LBPA對藻細胞的影響主要為細胞器受到嚴重損傷甚至解體，細胞顏色很淡等。BPA脅迫下范氏冠盤藻抗氧化酶SOD、APX、GPX和CAT活性受到顯著的誘導，而G-POD活性則表現(xiàn)出降低的趨勢。盡管如此，藻細胞的這

8、種自我保護能力十分有限。隨著BPA濃度的增加，范氏冠盤藻內(nèi)丙二醛(MDA)的積累及葉綠素a和類胡蘿卜素含量的降低表明藻細胞受到BPA誘導的嚴重的氧損傷。富集實驗結(jié)果表明范氏冠盤藻可以在一定程度上生物富集BPA，藻富集BPA量與BPA濃度有關(guān)，隨著BPA初始濃度的增加，越來越多的BPA在藻細胞內(nèi)不斷積累，從而導致對細胞毒性的增加；然而，BCF則隨BPA脅迫的增大而顯著降低，當BPA濃度低于1.00mg/L時，BCF達到最大水平(100-5

9、00)。范氏冠盤藻對BPA的生物降解能力亦與BPA初始濃度有關(guān)，即BPA初始濃度越大，藻細胞生長速率越低，藻細胞的生物降解能力就越低。在16d的培養(yǎng)過程中，范氏冠盤藻對初始濃度為0.01、0.10、1.00、3.00、5.00、7.00和9.00mg/LBPA的生物降解率分別為62.42、77.72、75.53、41.72、26.46、10.23和6.65％。降解動力學實驗結(jié)果表明BPA降解的過程符合二級反應動力學方程。 綜上

10、所述，根據(jù)BPA對藻的96-hEC50值和我國國家環(huán)保局毒性分類標準，BPA被確定為高毒類化合物。深圳灣近岸水域中BPA的污染水平遠低于藻類的耐受限度。微小小環(huán)藻和范氏冠盤藻易分離、純化和培養(yǎng)，細胞形態(tài)規(guī)則，對各種實驗處理表現(xiàn)出明顯的生理反應，是較好的生物測試藻種。作為福田紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中重要的生產(chǎn)者，微小小環(huán)藻和范氏冠盤藻均對BPA具有一定的生物富集能力。因此，BPA通過藻類的生物富集而進入水生食物鏈的潛力不容忽視。范氏冠盤藻還可以用