两种环境雌激素对发头裸腹溞的急性致毒研究

金显文，丁建华，张莉莉，吴珊珊

（淮北师范大学 生命科学学院，安徽 淮北 235000）

现代工业的飞速发展，促进了人类社会物质文明的进步，然而也带来了许多负面效应，尤其是对人类生存环境造成的污染.大量的证据显示，人类在生产和生活中向环境释放的化学污染物具有雌激素的生物效应，具有干扰体内正常内分泌物质的合成、释放、运输、结合、代谢等过程，激活或抑制内分泌系统的功能，破坏维持机体稳定性和调控作用，从而造成它们的生殖、免疫、神经等系统的多种病变［1］.环境激素已成为继臭氧层、地球气候变暖之后的第三大环境问题，被喻为威胁人类存亡的定时炸弹，已成为各国关注和研究的热点之一［2］.双酚A和邻苯二甲酸二甲酯分别属于环境雌激素中的双酚类和酞酸酯类，是两种重要的化工原料，广泛用于高分子材料和各种精细化工材料的添加剂，是生产和使用过程中进入环境的常见的环境雌激素之一［3］，影响水生生物的生殖、发育和行为，并通过食物链作用在水生生态系统中浓缩、积累和放大，特别是多种环境雌激素的联合作用强度可以达到各种激素单独作用之和的1 600倍［4］，在我国被列为环境优先污染物［5］.发头裸腹溞（Moina irrasa）属于枝角类浮游甲壳动物，在水生生态系统中占有重要的地位，是渔业养殖中的鱼苗的天然开口饵料.由于其具有生活周期短、繁殖迅速、实验室条件下容易培养，对水环境中一些污染物相当敏感等优点，现已广泛地用作水生毒理学试验材料［6］.环境雌激素对枝角类的毒理试验已见一些报道［7-11］，但双酚A和邻苯二甲酸二甲酯发头裸腹溞的毒理试验未见报道，本实验以发头裸腹溞为实验材料，比较这两种环境雌激素对其的敏感程度，分析半数致死浓度和安全浓度，旨在为进一步开展慢性和亚慢性试验提供数据依据，为开发新的指示生物来评估雌激素毒物对环境的影响提供参考.

1 材料与方法

1.1 受试生物的培养

发头裸腹溞的母溞采自安徽巢湖，在实验室中用煮沸后过滤曝气的池塘水为培养液，以小球藻（Chlorella pyrenoidosa）为食物进行培养，所有实验用溞为连续培养的单克隆品系，实验开始时幼溞溞龄12 h.

1.2 测试液的配置

双酚A（BPA）为白色晶体，分子量为228.29，化学纯；邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为微黄色液体，分子量194.19，分析纯，两者均购买于国药集团化学试剂有限公司.以0.01‰的丙酮作为助溶剂，用煮沸后过滤曝气的池塘水配制100 mg/L的母液，实验时稀释成所需要的浓度.

1.3 急性毒性实验

参照水质物质对溞类（大型溞）急性毒性测定方法（GB/T13266-91），急性毒性实验在100 mL的小烧杯中、温度（20±1）℃、光照2 500 lx、pH 6.8～7.1条件下进行.根据预实验结果，实验设置7个浓度组，BPA浓度梯度分别为2 mg/L、6 mg/L、10 mg/L、14 mg/L、18 mg/L、22 mg/L；DMP 浓度梯度分别为0.2 mg/L、0.8 mg/L、1.4 mg/L、2 mg/L、8 mg/L、14 mg/L、20 mg/L.每个浓度设3个平行组，另设1个对照组，每个烧杯放入溞10只，实验期间不投放食物，每天更换2/3试液，实验时间为96 h，观察受试溞心脏停止跳动作为其死亡标志.

1.4 实验数据统计

试验结果用一元线性回归方程法求得LC50值，SPSS13.0对死亡率数据进行统计，计算95%置信区间.

1.5 安全性评价标准

安全浓度SC=0.1×96h LC50［12］；采用孔志明等环境污染物对水生生物的单一毒性安全性评价标准，根据96 h 的LC50把污染物对溞类的毒性分为5 个等级：＜0.1 mg/L 剧毒；0.1～1.0 mg/L 高毒；1.0～10.0 mg/L中毒；10.0～100.0 mg/L低毒；＞100.0 mg/L微毒［13］.

2 结果

2.1 中毒症状

经观察，发头裸腹溞对此2种化学物质的中毒症状相似.由于溞对不同物质的敏感性不同，故其反应时间长短亦有差异.开始时实验溞表现为狂躁不安，沿着烧杯壁乱游，一段时间后行动逐渐减缓.随着染毒时间的延长，体色变淡，活动微弱，最后沉入水底不动.对死亡个体解剖发现，中毒溞的鳃和肝脏颜色变深.

2.2 急性毒性效应

BPA和DMP对发头裸腹溞的急性实验结果如表1所示.由表1可见，发头裸腹溞在两种环境雌激素中的死亡率和浓度都存在明显的相关性.随染毒时间的延长，24、48、72、96 h 的半数致死浓度逐渐降低.在24 h和48 h DMP的半数致死浓度要高于BPA的半数致死浓度，而在72 h和96 h DMP的半数致死浓度要低于BPA的半数致死浓度；BPA和DMP对发头裸腹溞的安全浓度分别为0.682 mg/L和0.087 mg/L，表明发头裸腹溞对DMP更敏感.

表1 双酚A和邻苯二甲酸二甲酯对发头裸腹溞的半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）

2.3 安全性评价

BPA和DMP 对发头裸腹溞的96 h半数致死浓度分别为6.815 mg/L和0.865 mg/L，根据环境污染物对水生生物的单一毒性安全性评价标准，BPA为中毒物质，DMP为高毒物质.

3 讨论

溞类生活史短暂、繁殖迅速、易于培养且对一些污染物敏感，在污染物的生物监测和生物学评价中常常作为指示生物，发头裸腹溞与水生毒理学的标准指示生物大型溞（Daphnia magna）相比，对水中环境雌激素的效应具有相似的敏感性.24 h BPA对微型裸腹溞（（Moina micrura）、隆线溞（Daphnia carinata）和大型溞的急性毒性效应没有明显差别，但48 h LC50发头裸腹溞要高于微型裸腹溞和大型溞，与隆线溞相当［7，10］.由此可见，BPA 对微型裸腹溞和大型溞比隆线溞和发头裸腹溞的敏感性高.邻苯二甲酸酯类中的DBP对多刺裸腹溞48 h LC50要明显低于DMP［8］，而对大型溞的最大允许安全浓度为1～2 mg/L［11］，要高于本实验中DMP对发头裸腹溞的安全浓度，因此不同的酞酸酯类环境雌激素对溞类的毒性不同，不同溞类对邻苯二甲酸酯类敏感性存在着个体差异.

本实验BPA和DMP 对发头裸腹溞毒性显示，两者属于高毒或中高毒化合物.资料显示，邻苯二甲酸酯和双酚A具有致畸性、致突变性、致癌性及生殖毒性［14-16］，因此我国把这两种化合物都列为水环境中优先污染物［5］.塑料、农药、洗涤剂等合成化学品在当今生产生活中越来越重要，在给人类带来便利的同时，大量环境雌激素也随之散布环境之中，多种环境雌激素对生物的联合致毒效应更强，危害更大.我国很多河流断面水中BPA和DMP浓度已经超出了我国水环境中允许的浓度［16-17］.因此，加强对环境雌激素的迁移、降解和毒理研究，制订环境相应的生产排放标准和环境质量评价体系刻不容缓.

［1］邱东茹，吴振斌.环境雌激素对动物和人体的影响及其作用机制［J］.水生生物学报，1997，21（4）：365-374.

［2］出云谕明.威胁人类存亡的定时炸弹——环境荷尔蒙［M］.深圳：海天出版社，1999.

［3］周 鸿，张晓健，王占生.水环境中常见的雌激素之一——双酚A［J］.中国给水排水，2003，19（12）：26-28.

［4］杨再福，赵晓祥.环境雌激素对水生动物的影响研究进展［J］.生态环境，2005，14（1）：108-112.

［5］周文敏.环境优先污染物［M］.北京：中国环境科学出版社，1989.

［6］饶晓珍，许友勤，陈寅山，等.发头裸腹溞——一种新的溞类毒性实验材料［J］.生物技术，2000，10（1）：17-19.

［7］郭匿春，谢 平.双酚A和壬基酚对隆线溞和微型裸腹溞的毒性［J］.水生生物学报，2009，33（3）：492-497.

［8］王金霞，席贻龙，刘晓波，等.邻苯二甲酸二丁酯对多刺裸腹溞的毒性［J］.生态学杂志，2009，28（7）：1335-1339.

［9］胡雪雷，周静韵，段舜山.壬基酚与壬基酚聚氧乙烯醚对多刺裸腹溞的复合毒性效应［J］.生态环境学报，2011，20（11）：1725-1730.

［10］刘红玲，刘晓华，王晓祎，等.双酚A和四溴双酚A对大型溞和斑马鱼的毒性［J］.环境科学，2007，28（8）：1785-1788.

［11］黄国兰，孙洪文，高 娟，等.邻苯二甲酸二丁酯对大型溞的毒性作用研究［J］.环境化学，1993，17（5）：428-433.

［12］SPRAGUE J B.Measurement of pollutant toxicity to fish.III.Sublethal effects and safe concentrations［J］.Water Re⁃search，1971，5：245-246.

［13］孔志明.环境毒理学［M］.南京：南京大学出版社，2006.

［14］PARK J D，HABEEBU S S，KLAASSEN C D.Testicular toxicity of di-（2-ethylhexyl）phthalate in young Sprague-Dawley rats［J］.Toxicology，2002，171（2/3）：105- 115.

［15］DALGAARD M，NELLEMANN C，LAM H R，et al.The acute effects of mono- （2-ethylhexyl）phthalate（MEHP）on testes of prepubertal Wistar rats［J］.Toxicology Letters，2001，122（1）：69-79.

［16］邓红梅，梁春营，陈永亨.水环境中双酚A的污染及其生态毒理效应［J］.环境污染与防治，2009，31（7）：70-75.

［17］陈济安，邱志群，舒为群，等.我国水环境中邻苯二甲酸酯污染现状及其生物降解研究进展［J］.癌变·畸变·突变，2007，19（3）：212-214.