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第 30卷第 6期 2010年 6月 环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae Circumstantiae Vo. l 30, No . 6 Jun. , 2010 基金项目: 环保公益性行业科研专项 ( No. 200709034); 国家自然科学基金 ( No. 40703025); 国家高技术研究发展计划 ( 863)资助项目 ( No. 2007AA06A405); 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室导向课题 (N o . 08Z01ESPCR) Supported by the Env iromental Protection PublicW elfare Professional Item(N o . 200709034),the N ationalNatural Science Foundation ofChina (No. 40703025);theH igh -Tech R esearch and Development Program of China (N o . 2007AA06A405) and the Special Fund from the State Key Laboratory of EnvironmentalA quatic Chem istry( No. 08Z01ESPCR) 作者简介: 金小伟 ( 1985 ), 男, 博士研究生, E-mai: ljxw85 126 . com; * 通讯作者 (责任作者 ), E-mai: l wangz jrcees . ac . cn Biography :JI N X iaowei( 1985), male, Ph . D.candidate, E-mai: ljxw85 126. com; * Corresponding aut hor , E-mai: l wangz jrcees . ac. cn 金小伟, 查金苗, 许宜平, 等. 2010 . 氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性 J. 环境科学学报, 30( 6): 1235- 1242 Jin X W, Zha JM, Xu Y P, et al . 2010 . Acute and chronic toxicities of three chlorophenols toM ylopharyngodon p iceus andPlagiognathopsm icrolepis at early life stage J. A cta Scientiae C ircu mstantiae, 30( 6): 1235- 1242 氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性 金小伟, 查金苗, 许宜平, 王子健 * 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室, 北京 100085 收稿日期: 2009-09 -30 修回日期: 2009-11-17 录用日期: 2010 -03-05 摘要: 以我国特有青鱼和细鳞斜颌鯝为受试物种, 利用其生命早期阶段的急性毒性 LC50值和 28d慢性生长抑制试验所获得的最大可接受浓度 (MATC)评价了 3种氯酚类化合物的毒性效应. 实验结果显示, 2, 4- 二氯酚 ( 2 , 4 -DCP), 2 , 4 , 6 -三氯酚 ( 2 , 4, 6-TCP)和五氯酚 ( PCP)对青鱼和 细鳞斜颌鯝的的 96h LC50值分别为 4 . 01( 3. 61 4 . 68)、 1. 22( 1 . 12 1 . 31)、 0 . 10( 0 . 08 0. 11) mg # L- 1和 2 . 48( 1 . 94 2. 89)、 1. 10( 0. 38 1136)、 0 . 09( 0. 08 0 . 10)mg #L- 1, 且 3种氯酚类化合物对青鱼的毒性和细鳞斜颌鲴的毒性存在良好的线性相关性.根据化学物质对鱼类毒性 分级标准, PCP 对青鱼和细鳞斜颌鲴均为剧毒, 2, 4-DCP和 2 , 4 , 6 -TCP 对青鱼和细鳞斜颌鲴均为高毒. 青鱼对 2, 4 -DCP, 2 , 4 , 6-TCP和 PCP的 MATC分别为 0 . 05mg #L- 1、 0 . 10mg #L- 1和 0 . 015mg #L- 1, 对应的急慢性毒性比 ( ACR)分别为 80. 2 、 12 . 2和 6 . 67 ; 细鳞斜颌鲴对 2 , 4 -DCP、 2 , 4 , 6-TCP和 PCP的 MATC分别为 0 . 30mg #L- 1、 0 . 15mg #L- 1和 0 . 01mg #L- 1, 对应 ACR分别为 8 . 27、 7. 33和 9 . 00. 关键词: 毒性; 青鱼; 细鳞斜颌鯝; 氯酚 文章编号: 0253-2468( 2010) 06-1235-08 中图分类号: X171. 5 文献标识码: A Acute and chronic toxicities of three chlorophenols toMylopharyngodon piceus andPlagiognathopsm icrolepis at early life stage JIN X iaowe, i ZHA Jinm iao, XU Yiping , WANG Zijian * State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chem istry ,Research Center for Eco-Environmental Sciences ,Chinese Academy of Sciences , Beijing 100085 Received 30 September2009 ; received in revised for m 17 November2009 ; accepted 5M arch 2010 Abstract :In the article ,acute and 28d chronic growth inhibition toxicities of 2 , 4-dichlorophenol ( 2, 4-DCP), 2, 4 , 6 -trichlorophenol ( 2 , 4, 6-TCP) and pentachlorophenol ( PCP )to M ylopharyngodon p iceus and Plagiognathop s microlep is at early life stage were tested to assess the tox icity of three chlorophenols . The result showed that the 96 h LC50of 2 , 4 -DCP, 2 , 4 , 6 -TCP, PCP toMylopharyngodon piceus andP lagiognathopsmicrolep iswere 4 . 01 ( 3 . 61 4. 68), 1 . 22( 1. 12 1 . 31), 0 . 10( 0. 08 0 . 11) mg #L- 1and 2. 48( 1. 94 2 . 89),1 . 10( 0 . 38 1. 36), 0 . 09( 0 . 08 0 . 10) mg #L- 1, respectively. There was good linear correlation between Mylopharyngodon piceus tox icity and P lagiognathops microlep is toxicity.Based on the T oxic Ranking ofChemical Substances to F ish, PCP ranks as highly tox ic, while 2, 4 -DCP and 2 , 4, 6 -TCP were strongly toxic . The Maxi mu m Acceptable ToxicantConcentration (MATC) for2 , 4 -DCP, 2 , 4 , 6-TCP and PCP were 0 . 05 mg #L- 1, 0. 10 mg #L- 1and 0. 015 mg # L- 1,and the corresponding acute and chronic tox icity ratios ( ACR) were 80. 2, 12 . 2 and 6. 67, respectively forM ylopharyngodon p iceus. MATCs of 2 , 4 -DCP, 2 , 4, 6-TCP and PCP were 0130 mg # L- 1, 0 . 15mg #L- 1and 0. 01 mg #L- 1,and the corresponding ACRswere 8 . 27 , 7 . 33 and 9. 00 forPlagiognathopsmicrolep is . Keywords :toxicity; Mylopharyngodon p iceus ; Plagiognathopsmicrolep is ; chlorophenols 1 引言 ( Introduction) 随着工业废水和城市生活污水排放的日益增 多, 鱼类所赖以生存的生态环境日趋恶化, 造成对 鱼 类 的 影 响 明 显 增 加.氯 酚 类 化 合 物 ( Chlorophenols ,CPs)是芳香族化合物中用途最广、 毒性较大、 污染较严重的一类化合物. 目前世界上 将近有 15000种 CPs被用作杀虫剂、 有机溶剂和药 环 境 科 学 学 报30卷 物, 普遍存在于炼油、 炼焦、 石化、 塑胶、 煤气和纸浆 等的工业废水和生活污水中 ( USEPA,1985). 氯酚 类 化 合 物 具 有 毒 性 效 应,其 中 五 氯 酚 ( Pentachloropheno, lPCP )、 2 ,4 -二 氯 酚 ( 2 ,4 - dichloropheno, l 2 , 4 -DCP) 和 2 , 4 , 6 - 三氯酚 ( 2 , 4 , 6 - trichloropheno,l 2 , 4 , 6 -TCP) 已被美国和欧盟列为优 先监测的有机污染物之一 (雷炳莉, 2009 ; 罗茜等, 2009). 中国的 / 生活饮用水卫生标准 0 ( GB5749 - 06)也将 PCP、 2 , 4 -DCP和 2 , 4 , 6 -TCP列为常规水质 监测项目 ( 夏青等, 2004). 已有报道指出 PCP 和 2 , 4 -DCP是内分泌干扰物 ( Zha et al. ,2006 ;Zhang, et al. ,2008), 其中国际癌症研究机构 ( I ARC)已将 五氯酚 ( Pentachloropheno, lPCP ) 及 其钠盐 ( Na - PCP)列为 2B类致癌物. 目前这 3种氯酚在我国水 体中普遍存在, Gao 等 ( 2008) 对全国重要河流的 600个采样点的监测结果显示, PCP、2 , 4-DCP 和 2 , 4 , 6 -TCP的检 出 率分 别是 85 . 4 %, 51 . 3 % 和 5414 %, 其浓度范围分别为 1 . 1 594ng # L - 1, 1 . 1 19960ng #L - 1和 1 . 4 28650ng#L- 1, 个别样点的 浓度已经达到了较高的值. 为了控制水体污染, 保护和改善水环境质量, 国内外普遍采用颁布安全标准控制污染物的排放, 发达国家在开展化学监测的同时也进行污染物毒 性监测, 主要采用水生生物的急、 慢性毒性测试 (USEPA, 2002). 我国现有的鱼类标准方法中只有 斑马鱼的急性毒性测试方法 ( GB /T 13267 - 91), 尚 无其他鱼类生物的急性毒性测试方法, 慢性毒性测 试方法更是少见, 国内有部分学者曾利用日本青鳉 和稀有鮈鲫来评价污染物的毒性 (查金苗等, 2005; 王辅明, 2009), 因此, 关于污染物毒性的评价更多 地侧重在急性毒性, 通常用化合物的急性毒性值除 以一个安全因子 ( 10或者 100)而得出污染物的安 全浓度 (范亚伟等, 2009 ; 庄平等, 2009). 而我国的 淡水鱼类资源中, 有一半以上属鲤科, 其中在我国 渔业生产中占有重要地位的四大家鱼、 鲫鱼、 鲤鱼 都是鲤科鱼类, 并且这种利用安全因子评估污染物 毒性的方法很大程度上存在一定的片面性, 可能会 造成生物的 /过保护0或保护不足. 本文利用两种我 国常见优势鲤科鱼类, 通过其生命早期生长阶段急 性毒性和慢性生长抑制试验, 来评价 3种氯酚类化 合物的毒性效应. 试验所选的受试生物青鱼 (Mylopharyngodon piceus)属鲤科、 青鱼属, 天然分布于我国的东部、 南 部、 中部和东北部地区, 为我国淡水养殖的/ 四大家 鱼0之一, 一般生活于水体底层, 是重要的大型经济 鱼种. 细鳞斜颌鲴 ( Plagiognathops m icrolepis)隶属 鲤科、 斜颌鲴属, 广泛分布我国黑龙江、 长江和珠江 流域等, 是喜栖息于水体中下层的中小型经济鱼类. 2 材料与方法 (M aterials and methods) 2 . 1 试验材料 优级纯 2 , 4 - 二氯苯酚 (HOC6H3C l2) (购于 Aesar 公司, USA ) 纯 度为 99 . 0 %;2 , 4 ,6 - 三 氯 苯 酚 ( HOC6H2C l3) ( 购 于 NewJersey, USA ) 纯 度 为 9810 % ; 五氯苯酚 (HOC6Cl5) (购于 USAEPA)纯度 为 99. 0%. 试验 选用 丙 酮作 为 助溶 剂 ( 011 mL #L - 1 ). 试验过程所用稀释水为去氯自来水 (曝气 48h), 各水 质参数如下: pH = 7 . 24 , DO 为 11 . 43 mg #L - 1, TOC为 01017mg #L- 1, 硬度约为 100mg #L- 1. 试验鱼苗购自无锡中科水质技术公司, 在试验 室暂养两周以上. 暂养过程中水温为 ( 23 ? 1) e , 光 周期为 16h(光照 )B 8h(黑暗 ). 每天用丰年虫喂食两 次 (早晚各 1次 ). 用于试验的青鱼体长为 ( 17. 65 ? 0 . 40)mm, 体重为 3 . 80 10 - 2 g ; 细鳞斜颌鯝体长为 ( 16 . 40? 0 . 37)mm, 体重为 2. 67 10 - 2 g. 2 . 2 试验方法 2 . 2 . 1 急性毒性试验 急性毒性方法参照 OECD 关于急性毒性试验的标准方法 (OECD, 1992). 采用 半静态换水式实验, 每 24h更换 1次试验液. 预试验 设置 3个间隔较大的浓度梯度, 每组设两个平行, 观 察 48h, 求出 100 % 死亡和无死亡的浓度. 正式试验 设置 5个浓度梯度, 青鱼和细鳞斜颌鲴设置了相同 的浓度梯度, 分别为 2, 4 -DCP: 1. 00 、2 . 00 、4 . 00 、 6100 、8 . 00mg# L - 1; 2 , 4 , 6 -TCP: 0 . 50 、1 . 00 、 1 . 50 、 2100 、 2 . 50 mg#L - 1; PCP: 0 . 05 、 0. 10 、0 . 15、 0 . 20 、 0125 mg#L - 1; 另外每组设置一个空白对照, 一个溶 剂对照 ( 0 . 08mL#L - 1 ), 每组设 3个平行. 试验容器 为 1000mL烧杯, 每 1L水中放 10条幼鱼鱼苗, 试验 期间不喂食, 试验条件控制在: 温度 ( 23 ? 1) e , 溶 解氧 6mg #L - 1以上, 光照比为 16B 8 . 每 24h观察并记 录死亡情况, 及时清除死亡的鱼苗和代谢物. 幼鱼 死亡的判断指标为将鱼苗放到清水中 30s后用镊子 轻微刺激其尾部无反应者认定为死亡. 暴露 96h后 计算其 LC50. 2 . 2 . 2 慢性毒性试验 慢性毒性试验浓度设置依 据前面急性毒性试验所得的数据结果, 采用半静态 1236 6期金小伟等: 氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性 换水式实验, 每 24h更换 1次试验液. 同样设置 5个 浓度梯度, 青鱼和细鳞斜颌鲴设置了相同的浓度梯 度, 分别为 2 , 4 -DCP: 0 . 10 、0 . 20 、 0. 40 、 0 . 60 、 0 . 80 mg #L - 1; 2 , 4 , 6 -TCP: 0. 10 、 0. 20 、 0. 40 、0 . 60、 0 . 80 mg #L - 1; PCP: 0 . 01 、 0 . 02、 0 . 04 、 0 . 06 、 0 . 08mg #L- 1, 一组空白对照, 一组溶剂对照 ( 0 . 02mL. L - 1 ), 每组 设 3个平行. 试验容器为 1000mL 烧杯, 每 1L水中 放 10条幼鱼鱼苗, 试验期间每天用丰年虫喂食两次 (早晚各 1次 ), 试验条件控制在: 温度 ( 23 ? 1) e , 溶解氧 6mg #L - 1以上, 光照比为 16B 8 . 每天观察并记 录幼鱼生长死亡情况, 及时清除死亡的幼鱼和代谢 物, 暴露 28d后测量幼鱼的体长体重, 并计算幼鱼的 生长情况. 2 . 2 . 4 统计分析 USEPA 用最大可接受浓度 (MATC)来表示有毒化合物毒生物的慢性毒性值, 并规定 MATC为无观察效应浓度 ( NOEC)和最低可 观察效应 浓度 ( LOEC ) 值的几何平 均 ( USEPA, 1985), NOEC是指与对照组相比不引起受试生物任 何可见生物学效应的最高浓度; LOEC是指与对照 组相比可引起受试生物可见生物学效应的最低浓 度. 本试验以生长抑制作为生命早期幼鱼毒性暴露 的观察指标, 规定 NOEC值为与对照组相比其生长 速率无显著性差异的最高浓度, LOEC值为与对照 组相比其生长速率出现显著性差异的最低浓度. 并 用 (W后- W前) / W前 100计算幼鱼的生长速率, 其 中 W后是试验结束后幼鱼的体重, W前是试验开始前 幼鱼的体重. 污染物安全浓度 SC评价采用下列公 式计 算: SC = 0 . 01 ( 或者 0 .1) LC50( EC50) (M arino-Balsa et al. ,2000). 用软件 DPS9 . 50利用 简单概率单位法计算急性毒性 LC50值, 用 SPSS13. 0 进行数据分析与处理, 文中描述性统计值用平均值 ?标准误差表示, 数据的相关关系用 Pearson积矩 相关系数来描述, 显著水平设置在 A = 0 . 05 , p 0105认为具有显著相关性. 试验结果中图形采用 Sigma plot 10 . 0作图软件完成. 3 结果 ( Results) 3 . 1 急性毒性试验 试验过程中 p H 保持在 7 . 6 7 . 8之间, 溶解氧 浓度始终维持在 80 % 以上. 试验结束后, 空白对照 组以及溶剂对照组都没有出现明显的死亡, 成活率 均为 100 %. 3种酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鲴的急性毒 性结果见表 1 , 结果显示, 3种酚类化合物对青鱼和 细鳞斜颌鲴急性毒试验的拟合方程呈良好的线性 关系, 其可决系数分别为 0. 90 0 . 99 , 0 . 90 0 . 98 , 说明 3种氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鲴的毒性 效应存在明显的剂量-效应关系. 表 1 3种氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝的 LC50值 Table 1 A cute toxicity of three chloropheno ls toMylopharyngodon piceus andPlagiognathopsmicrolep is 化合物暴露时间 青鱼 LC50/(mg #L- 1) R2 细鳞斜颌鯝 LC50/(mg #L- 1) R2 2, 4 -DCP24h5. 74( 5 . 16 6. 24)0. 996 . 11( 4 . 98 8 . 32)0 . 95 48h5. 07( 4 . 74 5. 61)0. 904 . 46( 3 . 46 6 . 33)0 . 94 72h4. 62( 4 . 14 5. 66)0. 933 . 46( 2 . 65 4 . 45)0 . 92 96h4. 01( 3 . 61 4. 68)0. 942 . 48( 1 . 94 2 . 89)0 . 92 2 , 4 , 6-TCP24h1. 79( 1 . 68 1. 94)0. 951 . 76( 1 . 59 2 . 07)0 . 94 48h1. 58( 1 . 38 1. 77)0. 921 . 28( 0 . 88 1 . 58)0 . 90 72h1. 40( 1 . 25 1. 61)0. 971 . 17( 0 . 45 1 . 52)0 . 92 96h1. 22( 1 . 12 1. 31)0. 981 . 10( 0 . 38 1 . 36)0 . 90 PCP24h0. 16( 0 . 15 0. 18)0. 910 . 14( 0 . 13 0 . 17)0 . 90 48h0. 13( 0 . 12 0. 14)0. 930 . 12( 0 . 11 0 . 13)0 . 95 72h0. 11( 0 . 10 0. 12)0. 990 . 10( 0 . 09 0 . 11)0 . 96 96h0. 10( 0 . 08 0. 11)0. 980 . 09( 0 . 08 0 . 10)0 . 98 注: 括号内数据为各个 LC50值的 95% 置信区间. 从表 1可以看出, PCP对青鱼和细鳞斜颌鲴的 毒性远远高于 2 , 4 -DCP, 2 , 4, 6 -TCP, 其中青鱼 96h LC50分别为 0 . 10 ( 0 . 08 0. 11), 4. 01 ( 3 . 61 4168), 1 . 22( 1 . 12 1 . 31) mg #L - 1; 细鳞斜颌鲴 96h 1237 环 境 科 学 学 报30卷 LC50分别为 0 . 09( 0 . 08 0 . 10), 2 . 48( 1 . 94 2189), 1 . 10( 0 . 38 1 . 36). 国家环保局 1986年制 订的5生物监测技术规范 (水环境部分 ) 6中将化学 物质对鱼类的毒性分级分为 5个等级 : LC50 10 000mg #L - 1为微毒 或无毒 (国家环保局, 1986). 参照此毒性分级标准, 则 PCP对青鱼和细鳞斜颌鲴均为剧毒, 2 , 4 -DCP和 2 , 4 , 6 -TCP对青鱼和细鳞斜颌鲴均为高毒. 3 . 2 慢性毒性试验结果 试验过程中 p H 保持在 7 . 6 7 . 8之间, 溶解氧 浓度始终维持在 80 % 以上. 试验结束后, 空白对照 组以及溶剂对照组都没有出现明显的死亡, 成活率 均为 100 % . 3 . 2 . 1 3种氯酚类化合物对青鱼的生长抑制作用 经过 28d慢性暴露后, 在试验浓度范围内各实 验组的青鱼幼鱼均未出现死亡和严重畸形的状况. 其中对照组青鱼与试验前相比体重增加了 55 . 1 % , 溶剂对照组与空白对照之间无显著性差异. 3种氯 酚类化合物对青鱼幼鱼的生长抑制作用如图 1所 示. 从图中可以看出, 0 . 10mg # L - 1 2 , 4 -DCP的暴露 对青鱼的生长有轻微的促进作用, 其生长率达到 55 . 9 % , 但其与对照组相比无显著性的差异. 这可能 与化 学 上 所 讲 的 毒 物 低 剂 量 刺 激 作 用 有 关 ( Calabrese et al. ,2002 ;Carelli et al. ,2002). 但是 其他两种化合物在低剂量暴露时并没有对青鱼的 生长产生相似的刺激作用, 这也说明这种低剂量刺 激作用是否具有普遍性仍需要进一步的研究. 随着 暴露浓度的升高, 从 0 . 20 mg #L - 1开始, 2 , 4 -DCP对 青鱼的生长出现了明显的抑制作用, 其生长率也从 0 . 20 mg #L - 1时的 43 . 9% 下降到 0 . 80 mg #L- 1时的 1311 % . 与 2 , 4 -DCP 相比青鱼相对于 2 , 4, 6 -TCP毒 性更为敏感, 在 0. 10mg #L - 1低浓度的暴露下青鱼的 生长就出现了显著性的差异, 并且随暴露浓度的升 高其 差异 性越 来越 明显, 其生 长率 也从 0 . 10 mg #L - 1时 的 43. 2 % 下 降到 0 . 80 mg# L- 1 时 的 8190 % . 青鱼在 0 . 01 mg#L - 1 PCP暴露下的生长率 为 52 . 0 % , 与对照组相比其生长率略小, 但并无显 著性的差异, 当暴露浓度升高至 0. 02 mg#L - 1其生 长率明显下降达 42 . 5 % , 当暴露浓度最高到 0 . 08 mg #L - 1其生长率仅为 14 . 2 % . 图 1 3种氯酚类化合物 28d慢性暴露对青鱼生长的影响 ( a. 2 , 4-DCP; b . 2 , 4 , 6 -TCP;c . PCP) Fig. 1 The effect of 28 d chronic exposure to three chloropheno ls onM ylopharyngodon piceus. s growth ( a. 2, 4 -DCP;b . 2 , 4, 6-TCP;c . PCP) 1238 6期金小伟等: 氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性 3 . 2 . 2 3种氯酚类化合物对细鳞斜颌鯝的生长抑 制作用 经过 28d慢性暴露后, 2 , 4 -DCP和 2, 4 , 6 - TCP在试验浓度范围内各实验组的细鳞斜颌鲴幼鱼 均未出现死亡和严重畸形的状况. 当 PCP在暴露浓 度高于 0. 06 mg #L - 1出现了死亡, 其死亡率在 0 . 06 mg #L - 1和 0 . 08 mg #L- 1时分别为 16 . 9 % 和 30 . 0 % . 对照组细 鳞斜颌 鲴与试 验前相 比体重 增加了 7312 %. 3种氯酚类化合物对细鳞斜颌鲴幼鱼的生 长抑制作用如图 2所示. 从图中可以看出, 低浓度的 2 , 4 -DCP暴露对细鳞斜颌鲴的生长无显著性的影 响, 其生长率在 0 . 10mg #L - 1和 0 . 20 mg #L- 1时分别 为 69 . 3 % 和 69 . 5 % . 从 0 . 40 mg #L - 1开始其生长率 出现明显的下降, 并随暴露浓度的升高, 其生长率 从 60 . 5 % 依次下降到 52 . 9 % 和 49 . 1 % . 与 0 . 10 mg #L - 1 2 , 4 -DCP的暴露下青鱼相似, 细鳞斜颌鲴在 0 . 10mg #L - 1 2 , 4 , 6 -TCP的暴露下也出现一定的生长 促进作用, 其生长率达到 74 . 7 %, 但与对照组并无 显著性差异. 当暴露浓度升高到 0. 20 mg#L - 1时对 细鳞斜颌鲴的生长出现了明显的抑制作用, 生长率 为 6511 % , 并随着 2 , 4 , 6 -TCP 暴露浓度的升高, 生 长率依次从 65 . 1 % 降到 60 . 2 % , 55 . 7 %, 42 . 9 %. 从 0 . 01 mg #L - 1开始 PCP就对细鳞斜颌鲴的生长产生 了明显的抑制作用, 其生长率为 67 . 1 % , 这种抑制 作用随着暴露浓度的升高也逐渐增强. 在高浓度 PCP 的暴露下细鳞斜颌 鲴出现的部分死亡, 在 0106mg #L - 1时 PCP暴露下有 16 . 9%的幼鱼死亡, 存 活的幼鱼的生长也受到了严重的影响, 生长率为 45 %, 细鳞斜颌鲴幼鱼死亡率在 0 . 08 mg#L - 1时最 高达到了 30 % , 而存活的 70 %的幼鱼其生长率也只 有 3910 % , 为所有暴露试验最低. 图 2 3种氯酚类化合物 28d慢性暴露对细鳞鲴生长的影响 ( a. 2 , 4-DCP; b . 2 , 4 , 6 -TCP;c . PCP) F ig. 2 The effect of 28 d chronic exposure to three chloropheno ls onPlagiognathopsmicrolepis. s growth ( a . 2 , 4 -DCP; b. 2, 4 , 6 -TCP;c. PCP) 4 讨论 (D iscussions) 4 . 1 3种氯酚类化合物对两种鲤科鱼毒性的相 关性 国内外研究发现, 有毒污染物对不同水生生物 的毒性之间存在一定的相关性. F irth等利用不同的 生物测定造纸厂废水的毒性时发现, 不同种类的生 物之间测试结果具有良好的线性相关性 ( Firth et al . , 1990). 江敏等研究发现含氮杂环化合物对 发光细菌的毒性试验结果与斑马鱼和大型蚤的毒 性试验结果拟合度很好, 相关系数达 0. 99以上 (江 敏等, 2005). 本试验所选的青鱼和细鳞斜颌鲴均属 我国常见的重要鲤科经济鱼类, 分别代表了水生态 1239 环 境 科 学 学 报30卷 系统中生存于不同生境的大型和中小型杂食性鱼 类. 通过对 3种氯酚类化合物关于这两种鱼的急性 毒性结果的比较, 发现 3种氯酚类化合物对两种鱼 的急性毒性存在良好的线性相关性, 其回归方程为 y (青鱼 LC50) = 0 . 97x (细鳞鲴 LC50) - 0 . 06 , 可决系 数 R 2 = 0. 99 . 说明 3种氯酚类化合物对同一科鱼类 的致毒作用具有相似性, 其生活的生境及成年后个 体的大小对其生命早期阶段的毒性并无明显的影 响, 因此, 利用生命早期阶段鱼类的毒性试验评价 氯酚类化合物的毒性, 可避免不同种类鱼因为个体 差异而造成毒性结果的不一致性. 此外, 3种氯酚类 化合物在青鱼和细鳞斜颌鲴之间的毒性的相关性 可以为其它氯酚类化合物对这两种生物的毒性研 究提供依据. 图 3 青鱼与细鳞斜颌鲴之间毒性相关性 Fig .3 R elationship of M ylopharyngodon p iceustox icityto Plagiognathop sm icrolepis toxicity 4 . 2 3种氯酚类化合物毒性安全评估 氯酚类化合物通常包括一个羟基和不同数目 的氯原子取代苯环上的氢原子, 其分子中氯取代基 的数目直接影响了其正辛醇 /水分配系数 (Kow)和 溶解度 ( Sw)等特征参数. 氯酚的分子结构如氯化的 程度以及氯原子和羟基基团的位置对毒性都有较 大影响 ( US EPA,2002). 有研究指出, 氯酚的生物 毒性和生物富集能力随着氯化程度的增加而递增, 且毒性也因氯原子所在位置的不同会有所差异, 通 常以对位的氯酚化合物毒性最高, 其次为间位和邻 位 ( Czaplicka , 2004). 本试验发现, 五氯酚对青鱼和 细鳞斜颌鲴的毒性作用明显高于 2 , 4 -DCP 和 2, 4, 6 -TCP, 而 2 , 4 , 6-TCP对青鱼和细鳞斜颌鲴毒性则略 高于 2 , 4 -DCP, 该 结果符合 Czaplicka 等的研究 结果. 在有关化学品对生物毒性安全性评价中, 我国 还没有统一的评价标准. 国内有部分的学者用安全 浓度来评价一个化合物的毒性 (江敏等, 2005 ; 范亚 伟, 2009 ; 庄平, 2009), 但这种方法由于其片面性很 难准确的预测化合物对鱼类的毒性作用. 因此本实 验通过测试对生命早期幼鱼 28d慢性暴露的结果, 用最大可接受浓度 (MATC)来表示 3种氯酚类化合 物对两种鱼类的慢性毒性作用. 表 2分别列出了 3 种氯酚类化合物的安全浓度 ( SC)和最大可接受浓 度 (MATC). 从表中可以看出, 利用评估因子 ( 10或 者 100)求出的安全浓度与通过试验得出的最大可 接受浓度存在明显的差别, 青鱼对 2, 4 -DCP, 和 PCP 的最大可接受浓度分别为 0 . 05 、 0 . 015mg #L - 1, 其所 对应急慢性毒性比值 ( ACR)分别为 80 . 2和 6 . 67 , 青鱼对 2 , 4 , 6 -TCP 的最大可接受浓度小于 0 . 10 mg #L - 1, 即 ACR大于 12 . 2 ; 细鳞斜颌鲴对 2 , 4 -DCP 和 2 , 4 , 6 -TCP 的最大可接受浓度分别为 0. 30 、 0115mg# L - 1, 对 PCP 的最 大 可接 受 浓度 小 于 0101mg #L - 1, 分别对应的 ACR值为 8 . 27 , 7 . 33和大 于 9 . 00 . 尹大强等 ( Yin et al . ,2003a ;2003b)测定 了鲫鱼和草鱼对 2 , 4 -DCP和 2 , 4 , 6 -TCP的急慢性 毒性数据, 其中 2 , 4 -DCP对鲫鱼和草鱼的 96h LC50 值分别为 7 . 94mg #L - 1和 5 . 25mg#L- 1, 而其慢性毒 性值为 0 . 35 mg #L - 1和 0 . 71mg #L- 1, 分别为其急性 毒性值的 1/22 . 7和 1/7 . 39 ; 同样 2, 4 , 6 -TCP 对鲫 鱼和草鱼的慢性毒性值分别为其 96h LC50值 1/12 . 3 和 1/5 . 01 . 由此可见, 不管是统一的用 10还是 100 作为评估因子都不能准确地预测 3种氯酚类化合物 对青鱼和细鳞斜颌鲴的毒性. 而利用生命早期阶段 幼鱼的 28d慢性暴露试验可以更加直接、 具体的反 映不同种类污染物对不同鱼类的毒性作用. 表 2 3种氯酚类化合物的毒性评估 Table 2 Tox icity evaluation of three chlorophenols 物种化合物 96h LC50a SC (LC50/10) a SC (LC50/100) aMATCa ACRb 青鱼2 , 4 -DCP4 . 010 . 400 . 040 . 0580 . 2 2 , 4 , 6 -TCP1 . 220 . 120 . 01 12 . 2 PCP0 . 100 . 010 . 0010 . 0156 . 67 细鳞斜2 , 4 -DCP2 . 480 . 250 . 030 . 308 . 27 颌鯝2 , 4 , 6 -TCP1 . 100 . 110 . 010 . 157 . 33 PCP0 . 090 . 010 . 001 9 . 00 注: a . 单位为 mg #L- 1, b. ACR= 96h LC50/MATC 5 结论 ( Conclusions) 1) 2 , 4 -DCP、 2 , 4 , 6 -TCP 和 PCP对青鱼和细鳞 1240 6期金小伟等: 氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性 斜颌鲴存在明显的毒性效应, 且存在很明显的剂量- 效应正相关性. PCP 的毒性高于 2 , 4 -DCP, 2 , 4 , 6 - TCP. 根据化学物质对鱼类毒性分级标准, PCP对青 鱼和细鳞斜颌鲴均为剧毒, 2 , 4 -DCP和 2 , 4 , 6 -TCP 对青鱼和细鳞斜颌鲴均为高毒. 2) 3种氯酚类化合物对青鱼的毒性和细鳞斜颌 鲴的毒性存在明显的线性相关性, 3种氯酚类化合 物对同一科鱼类的致毒作用具有相似性, 其生活的 生境及成年后个体的大小对其生命早期阶段的毒 性并无明显的影响. 3)利用生命早期阶段幼鱼的 28d暴露试验而 获得最大可接受浓度, 可以弥补单纯利用评估因子 获得安全浓度的片面性, 能更加直接、 具体的反映 不同种类污染物对不同鱼类的毒性作用. 责任作者简介: 王子健 ( 1953 ), 男, 中国科学院生态环境 研究中心研究员, 博士生导师, 主要从事环境化学、 分子生物 学及生态毒理学方面的研究. 参考文献 (References): Calabrese E J , Baldw in L A. 2002 . D efining hor mesis J. Human & Experi mental Toxicology, 21( 2): 91)97 Carelli G,Iav ico li I . 2002 .D efining hor mesis :the necessary tool to clarify experi mentally the low dose-response relationship J. Hu man & Experi menta lTox ico logy , 21( 2): 103)104 CzaplickaM.2004. Sources and transfor mations of chlorophenols in the natural env iron ment J. 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