苯系物對我國典型腹足綱動物的毒害效應及其水質基準的研究.pdf

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

2、系統(tǒng)的水質基準，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)我國本土的腹足綱測試物種將能為我國水質基準的制定提供技術的支持，同時也避免了其他國家在制定水質基準時對軟體動物不重視的問題。本研究選取了我國本土腹足綱動物——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其的毒害效應。
　　急性毒性試驗研究發(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、乙苯和二甲苯對銅銹環(huán)棱螺的急性毒性試驗是以其對螺行為的影響，而不是以死亡為研究指標。甲苯、乙苯和二甲苯對螺的急性行為毒性是引起了不良反應，且具有顯著的劑量-效應關系，甲苯、乙苯和二甲苯對螺不良反應的96-h EC50分別為37.2、13.3和8.9 mg/L。同時發(fā)現(xiàn)，以乙苯為例，不良反應螺的AChE活性受抑制的程度要大于正常反應螺的，而其他生化指標，包括超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘

4、肽硫轉移酶(GST)、還原型谷胱甘肽(GSH)和脂質過氧化(丙二醛，MDA)與螺的行為變化未呈現(xiàn)出明顯的關聯(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性的，因此，本研究認為甲苯、乙苯和二甲苯對銅銹環(huán)棱螺的行為變化與AChE的活性受到抑制有關聯(lián)。
　　本論文重點研究了乙苯亞慢性低劑量暴露對銅銹環(huán)棱螺的影響，實驗分為兩個階段:21天的暴露階段和17天的恢復階段。其中，對銅銹環(huán)棱螺的影響主要是從兩個方面研究的，一方面是

5、生化指標的變化情況，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驗檢測肝胰臟組織中的DNA損傷。研究結果表明，乙苯低劑量的暴露亦能對銅銹環(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，且收縮反應的比例隨著暴露時間的增加而增加，但是未有明顯的劑量-效應關系。銅銹環(huán)棱螺的6種生理生化指標對乙苯脅迫的靈敏度各不相同，且生理生化指標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，生理生化指標與銅銹環(huán)棱螺行為的相關性不明確。堿性彗星實驗的結果表明，乙苯脅迫顯著性的引起了螺肝胰臟細胞的DNA損傷，且DNA損傷程度有明顯的劑量-效應和時間-效應關系，表明乙苯可能對銅銹環(huán)棱螺存在潛在的基因毒性。同時發(fā)現(xiàn)，不同行為銅銹環(huán)棱螺的DNA損傷沒有差異性。在恢復階段的早期5天內，DNA損傷持續(xù)的增加，這應該是由于對DNA損傷的修復造成的，例如，堿基切除修復或者核苷酸切除修復。在恢復階段的17天之后，DNA損傷的修復還沒

7、有完成，表明DNA損傷的修復還需要更多的時間。
　　同時，本論文還研究了銅銹環(huán)棱螺對乙苯的富集和凈化能力，實驗分為兩個階段:23天的暴露階段和17天的凈化階段。結果表明，正常反應螺對乙苯的生物富集因子(BCF)從2.24到80，收縮反應螺對乙苯的BCF從2.05到70，由此可見，正常反應螺對乙苯的富集能力要大于收縮反應螺的。在凈化階段發(fā)現(xiàn)，兩種不同行為螺對乙苯的凈化速率均遵循一級動力學規(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均還能檢測到乙苯，說明螺完全凈化干凈乙苯還需要更多的時間。
　　為了制定符合我國水生態(tài)系統(tǒng)特征的苯系物水質基準，本研究利用來自本課題組的苯系物毒性數(shù)據(jù)，同時還搜集了苯系物相關的毒理數(shù)據(jù)，采用美國制定水質基準的毒性百分數(shù)排序法推導了我國甲苯、乙苯和二甲苯的淡水生物的雙值水質基準。毒性百