（生物物理学专业论文）氯代阻燃剂得克隆dechlorane+plus对海藻的生物毒性及生物富集.pdf

一 t h e b i o t o x i c i t ya n db i o a c c u m u l a t i o n o fc h l o r i n a t e df l a m e r e t a r d a n t sd e c h l o r a n ep l u so nm a r i n e a l g a e at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c e b y j i a n gt a o ( b i o p h y s i c s ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rs u ny e q i n g j u n e2 0 1 1 62帅9 5删9叭8iiiiii舢y 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 = = 氢i 芏阻燃刻盈悫隆! q 墼b ! q 堕篮坠墨2 型堑蘧的生物垂 性丛牛物宣塞”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明 的其他个人或集体已经公丌发表或米公丌发表的成果。本声明的法律责任由本人 承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教! j i i j 完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学- 日j 以将本 学位论义的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩日j 或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕十 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全 文数据库( 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关键词：得克隆；藻类；氧化应激；光合作用；生物富集； n 1 ， 英文摘要 a b s t r a c t a sac l a s so fc h l o r i n a t e df l a m er e t a r d a n t s d e c h l o r a n ep l u s ( d p ) i sw i d e l yu s e d i nm a t e r i a l sm a n u f a c t u r e w i t hd pw a sd e t e c t e di ns e a w a t e r , s e d i m e n ta n df i s h s a m p l e s ，t h ei m p a c t so fd p0 1 1t h em a r i n ee n v i r o n m e n ta r ed r a w i n gb o t hi n t e r n a t i o n a l a n dl o c a lr e s e a r c h e r s w i d ea t t e n t i o n s h o w e v e r , t h et o x i c o l o g yd a t ao fd pw a so n l y r e p o r t e db yo x y c h e m ( t h e d pm a n u f a c t u r e ri nu s a ) ，a n dt h ep o t e n t i a lt o x i c i t ye f f e c t s o nm a r i n ea l g a eh a v en o tb e e nr e p o r t e dy e t m a r i n ea l g a ea r ep r i m a r yp r o d u c e r si n m a r i n ee c o s y s t e m ，a n dt h e ya r et h eb e s tb i o i n d i c a t o rt om o n i t o rm a r i n ee n v i r o n m e n t i no r d e rt oe v a l u a t et h ep o t e n t i a lt o x i c i t ye f f e c t sa n db i o a c c n m u l a t i o no nm a r i n ea l g a e ， w eu s e dt w ok i n d so fm a r i n ea l g a e ( c h l o r e l l av u l g a r 西a n du l v ap e r t u s a ) f o ro u r r e s e a r c h m a i nr e s e a r c hr e s u l t ss h o wa sf o l l o w s ： i b e c a u s eo ft h ep o o r l ys o l u b i l i t yi nt h ew a t e r , w eh a dt h r e ek i n d so fd p e x p o s u r em e t h o d s ：( i ) d p s o l u t i o nu s e da c e t o n ea st h e s o l v e n t ；( i i ) d i r e c t l y e x p o s u r e ；( i i i ) t h es u s p e n s i o no fd en os i g n i f i c a n tg r o w t hi n h i b i t i o no fc h l o r e l l a v u l g a r i sw a sd e t e r m i n e di n t h r e em e t h o d so fd pe x p o s u r e n o e c 10 0 m g l t h e s u s p e n s i o no fd p i st h eb e s tm e t h o do fd pt o x i c i t yr e s e a r c h i i t h es u s p e n s i o no fd pe x p o s u r ep r o d u c e do x i d a t i v ed a m a g et oc h l o r e l l a v u t g a m t h ea c t i v i t yo f a n t i o x i d a n te n z y m es o di n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , a n dt h el i p i d p e r o x i d ep r o d u c tm d ar e m a r k a b l yi n c r e a s e d t h ec h l o r o p h y l lac o n t e n t sa n dt h e u t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo fi n o r g a n i cc a r b o nh a dd e c r e a s e d ，b u tt h ee x p r e s s i o no fg e n e ，6 吐h a di n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , s u g g e s t e dt h a tt h es u s p e n s i o no fd pe x p o s u r ec o u l d a f f e c tt h ep h o t o s y n t h e s i ss y s t e mi na l g a e i i i w i t ht h es u s p e n s i o no fd pe x p o s u r e ，t h eg r o w t ho fu l v ap e r t u s ad e c r e a s e di n t r e a t m e n tg r o u p sc o m p a r e dt oc o n t r o l s t h eb i o a c c n m u l a t i o no fd pb yu l v ap e r t u s a w a so b s e r v e d i v d pw a sd e t e r m i n e da t6s a m p l i n gs i t e sn e a rt h ed a l i a ns e a s h o r ea r e ai n2 010 ， a n dd pw a sd e t e c t e di na l lo ft h ew a t e r , s e d i m e n ta n du l v ap e r t u s as a m p l e s t h e 泖 f o ru l v ap e r t u s a ( 0 2 5 ) w a sl o w e rt h a nt h a to ft h ec h i n e s ec o m m e r c i a lp r o d u c t ( 0 41 ) o u rr e s u l t ss u g g e s t e dt h a td ps h o w e dl o wt o x i c i t yt om a r i n ea l g a e n os i g n i f i c a n t g r o w t hi n h i b i t i o no fc h l o r e l l av u l g a r i sw a sd e t e r m i n e d ，b u td pe x p o s u r ec o u l d p r o d u c eo x i d a t i v ed a m a g ea n da f f e c to na l g a ep h o t o s y n t h e s i ss y s t e m s o d ，m d aa n d p 、r k e yw o r d s ：d e c h l o r a n ep l u s ；a l g a e ；o x i d a t i v es t r e s sp h o t o s y n t h e s i s ； b i o a c c u m u l a t i o n n ， 鱼 l 目录 目录 第l 章绪论l 1 1 得克隆l 1 1 1 阻燃剂的简介1 1 1 2 持久性有机污染物及其特点2 1 1 3 得克隆的简介3 1 1 4 得克隆在环境中的分布4 1 1 5 得克隆在毒理学方面的研究5 1 1 6 其它阻燃剂在毒理学方面的研究6 1 2 藻类的概述7 1 2 1 藻类在环境监测中的应用7 1 2 2 藻类在毒理学研究中的应用及其生物标志物8 1 3 选题依据、研究目的及意义1 0 1 3 1 选题依据1 0 1 3 2 研究目的及意义1 1 第2 章得克隆对小球藻的生长抑制实验- 1 2 2 1 得克隆的前处理1 2 2 2 试验材料一1 3 2 2 1 药品及实验仪器1 3 2 2 2 小球藻的培养1 3 2 3 试验方法1 5 2 3 1 得克隆培养液的配制1 5 2 3 2 小球藻生长的测定1 5 2 3 3 数据分析1 6 2 4 结果与讨论1 6 2 4 1 小球藻细胞个数与吸光度之间关系1 6 2 4 2 生长曲线的绘制一1 8 目录 2 4 3 得克隆对小球藻生长的影响1 9 2 5 小结2 2 第3 章得克隆对小球藻氧化应激水平的影响。2 3 3 1 试验材料2 3 3 1 1 药品及实验仪器2 3 3 1 2 小球藻的培养。2 4 3 2 试验方法2 4 3 2 1 小球藻的暴露及材料的处理2 4 3 2 2 粗酶液的提取2 4 3 2 3 蛋白质含量的测定一2 4 3 2 4 总超氧化物歧化酶( s o d ) 的测定2 5 3 2 5 丙二醛( m d a ) 含量的测定2 6 3 3 结果与讨论2 7 3 3 1 总超氧化物歧化酶( s o d ) 活性测定结果2 7 3 3 2 丙二醛( m d a ) 的含量测定结果2 8 3 4 小结一2 9 第4 章得克隆对小球藻光合作用及其相关基因的影响3 0 4 1 试验材料31 4 1 1 主要试剂3l 4 1 2 主要实验仪器3 l 4 1 3 小球藻的培养3 2 4 2 试验方法3 2 4 2 1 小球藻的暴露及试验材料的处理3 2 4 2 2 叶绿素a 含量的测定3 2 4 2 3 光合无机碳利用效率的测定3 3 4 2 4 小球藻总r n a 的提取及其含量的测定3 4 4 2 5c d n a 的合成3 5 4 2 6 相关基因的p c r 反应3 6 目录 4 2 7 琼脂糖凝胶电泳检测3 7 4 3 结果与讨论3 8 4 3 1 叶绿素a 含量的检测结果3 8 4 3 2 光合无机碳利用效率的结果一3 9 4 3 3p c r 条件的确定及p c r 实验的结果4 0 4 4 小结_ 一4 3 第5 章得克隆对孔石莼生长的影响4 4 5 1 试验材料4 4 5 1 1 主要试剂及仪器4 4 5 1 2 孔石莼的培养一4 4 5 2 试验方法4 4 5 2 1 得克隆的暴露方式及培养方法“ 5 3 结果与讨论4 5 5 4 小结一4 7 第6 章得克隆在孔石莼体内的生物富集4 8 6 1 试验材料_ 4 8 6 1 1 主要试剂及仪器：一4 8 6 1 2 孔石莼的培养4 8 6 2 试验方法4 8 6 2 1 孔石莼的暴露方式及培养方法4 8 6 2 2 孔石莼的处理及得克隆的提取与检测4 9 6 3 试验结果4 9 6 4 小结一5 0 第7 章实际环境中得克隆含量分析一5 2 7 1 试验材料5 2 7 1 1 主要试剂及仪器5 2 7 2 样品的采集及处理5 2 目录 7 2 1 样品的采集5 2 7 2 2 样品的处理5 3 7 3 样品中得克隆含量分析。5 3 7 4 小结：5 5 结论5 7 展望：5 8 参考文献5 9 附录得克隆的提取方法一6 5 致 射。6 9 i 氯代阻燃剂得克隆( d e c h l o r a n ep l u s ) 对海藻的生物毒性及生物富集 1 1 得克隆 1 1 1 阻燃剂的简介 第1 章绪论 阻燃剂( f l a m er e t a r d a n t ) 是用以改善材料抗燃性的物质，即阻止材料被引 燃及抑制火焰传播的助剂【l 】。随着生活水平的提高，像橡胶、塑料、纺织品等具 有优良性能的高分子材料，被广泛地用在制作电器的连接子、电缆外壳、建筑材 料及制造航空材料等方面，然而由于这些材料本身具有易燃性，以及燃烧速度快 等缺点，由此带来的火灾隐患已经引起全球的普遍关注【2 】。因此，为减少火灾的 发生，需要这些合成材料具有一定的阻燃性能，从而保护人们的生命财产安全。 然而对这些材料本身来说，由于易燃性是它们的固有的性质，材料自身是不可能 制成防火材料的，唯一可能的办法是通过物理的方法，在材料中添加某种能使材 料不容易被引燃或能够抑制火焰传播的物厨2 1 ，达到使材料燃烧速度减缓的目的， 从而使材料具有一定的阻燃性能。随着人们消防意识的提高，对材料的防火性能 的要求也随之提高，因此对阻燃剂的使用便会越来越多。 阻燃剂按照组成元素来分，分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。有机阻燃剂主要 有卤代阻燃剂、有机磷系阻燃剂等；无机阻燃剂主要是氢氧化物、无机磷系阻燃 剂、钼化合物以及氧化锑等【3 】。目前，使用最多的有机阻燃剂是卤代阻燃剂，卤 代阻燃剂主要分为两大类，一类是溴代阻燃剂，另一类是氯代阻燃剂。得克隆就 是一种氯代阻燃剂。由于卤代阻燃剂具有很好的阻燃效果，并且与许多材料相容 性好，具有良好的着色性等优点，因此具有很广泛的应用。但是许多卤代阻燃剂 同样具有生态毒性已是不争的事实。其中，多氯联苯( p c b s ) 已被列为持久性有 机污染物，取而代之的是多溴联苯醚，然而最近研究发现，由于多溴联苯醚具有 难降解性、高脂溶性和生物放大作用，能够使处于高营养级的生物受到毒害，最 终对人类的健康造成危害【4 巧】。因此，许多国家已明令禁止制造和使用部分溴代 阻燃剂，我国也于2 0 0 7 年起禁止制造和使用五溴联苯醚( p e n t a b d e ) 和八溴联苯 醚( o c t a b d e ) 。 第1 章绪论 1 1 2 持久性有机污染物及其特点 持久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ，简称p o p s ) 指的是 持久存在于环境中，具有很长的半衰期，且能通过食物网积聚，并对人类健康及 环境造成不利影响的有机化学物质【6 1 。它可以是天然的或人工合成的化合物。 根据对p o p s 的定义，持久性有机污染物主要有持久性( p e r s i s t e n t ) 、生物富 集性( b i o a c c u m u l a t i v e ) 、毒性( t o x i c ) 等特点，因此p o p s 也被叫做p b t s ( p e r s i s t e n t ， b i o a c c u m u l a t i v ea n dt o x i c ) ： 一，持久性( p e r s i s t e n t ) ：p o p s 类物质具有低的水溶性、高的脂溶性、半挥 发性和大的分子量川，使p o p s 通常具有抗光解，难于化学分解和生物降解的特点， 因此可以在环境中持久存在【8 1 。p o p s 类物质具有持久性，而且p o p s 类物质具有 半挥发性，可以通过空气和水等媒介，以分子或颗粒物形式传播到很远的地方而 不被降解，并且可以通过大气和水循环传播到世界的各个角落，甚至是南极洲7 1 。 二，生物富集性( b i o a c c u m u l a t i v e ) ：p o p s 往往具有生物富集性，它们的生 物富集因子( b c f ) 高达4 0 0 0 一7 0 0 0 - 6 ，因此能够通过生物链逐渐积聚成高浓度， 从而造成更大的危害。p b d e s 具有生物富集性，其生物富集程度取决于分子通过 生物膜的能力【9 】。由于p o p s 物质具有亲脂性，因此容易被生物体内的脂肪吸收， 通过饮食进入人体，危害人体健康。2 0 0 6 年有文献报道了糖尿病与血液中p o p s 物质的浓度关系，研究发现，在患有糖尿病的病人血液内，p o p s 物质要明显高于 正常人，虽然这不能说明p o p s 物质能引起糖尿病，因为患有糖尿病的人往往食用 过量的动物脂肪等可能易于富集p o p s 类物质的食物【l0 1 。但是，可以说明，减少 动物脂肪的摄取，可以减少体内p o p s 类物质的富集，减少患病风险。 三，毒性( t o x i c ) ：p o p s 物质能够造成内分泌系统紊乱、破坏免疫系统、对 生殖系统造成严重影响、导致基因突变、诱发癌症和神经系统损伤等疾病i l l - 1 2 】。 大多数p o p s 类物质具有致癌、致突变和致畸变的作用【13 1 。 为了减少p o p s 的排放和污染，推动p o p s 的淘汰和削减，保护人类健康和生 态环境免受p o p s 的危害，在联合国环境规划署( u n e p ) 主持下，2 0 0 1 年5 月2 3 日 氯代阻燃剂得克隆( d e c h l o r a n ep l u s ) 对海藻的生物毒性及生物富集 包括中国政府在内的9 2 个国家和区域经济一体化组织签署了斯德哥尔摩公约，至 今已有1 5 6 个国家签署，其全称是关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约， 又称p o p s 公约。旨在消除持久性有机污染物的排放对全球野生动物、人体健康和 生态环境可能造成的危害【1 4 】。第一批受控的化学品有1 2 种，分别为二嗯英、呋 喃、多氯联苯、滴滴涕、氯丹、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚、六 氯苯和灭蚁灵【1 5 1 6 1 。我们应该特别注意的是其中包括有多氯联苯和灭蚁灵，因为 得克隆是用于替代d e c h l o r a n e ( 商品名m i r e x 灭蚁灵) ，因为灭蚁灵对环境具有 危害性 1 7 1 。在2 0 0 9 年，斯德哥尔摩公约缔约方大会第四届会议决定将六六六、 六溴联苯、五溴联苯醚、八溴联苯醚等9 种物质列入受控的范围【1 8 】。关于持久性 有机污染物的研究是近几年环境污染研究的热点，而得克隆同样具有持久性有机 污染物的某些性质( 持久性、生物富集性、潜在的毒性) ，因而其毒性和生物富集 的特点及在环境中的形态是非常值得我们关注的。 1 1 3 得克隆的简介 得克隆( d e c h l o r a n ep l u s ) ，化学名为双六氯环戊二烯环辛烷，分子式 c 。8 h 。：c 1 。：，c a sn o 1 3 5 6 0 - 8 9 - 9 ，结构式如图i - i ，有顺式和反式两种同分异构体， 如图1 - 2 ，分别为s y n - d p 和a n t i - d p ，其分子量为6 5 3 7 2 9 m o l ，是一种白色粉 末状晶体，密度为1 8 9 c m 3 ，得克隆的融化温度为3 5 0o c 1 9 】。分配系数( 1 0 9p o w ) 为9 3 。在水中的溶解度为4 4 n g l 一2 4 9 g l ，属于不溶性物质。 c lc i c ic i 图1 - 1 得克隆的结构式 f i g 1 1d e c h l o r a n ep l u s 第1 章绪论 c i a c c c l a n t - d p 劬2 d p 图卜2s y n - d p 和a n t i - d p j f i g 1 2s y n d pa n da n t i d p 得克隆能够长时间在环境中存在。通常氯元素含量越多，其在环境中越难降 解 2 0 1 。通过使用2 9 0 n m 波长的光照射1 6 8 小时，通过研究水中的得克隆的剩余量， 推算其在水中光降解的半衰期大于2 4 年。实验研究发现，得克隆易于从水体进入 到底泥中，其吸收分配系数( k p ) 为4 5x1 0 6 1 。9x1 0 6 。得克隆很少或不发生生 物降解【2 1 1 。 随着多氯联苯、多溴联苯、灭蚁灵等被全球禁用，得克隆作为未被禁用的阻 燃剂，其使用量就会更加增多。在美国，2 0 0 8 年的年产量为1 0 7 磅，我国也于2 0 0 3 年投产制造得克隆，年产量大约为3 0 0 - 1 0 0 0 吨。得克隆被广泛地用于制造电缆外 皮、塑料屋顶、电脑和电视的连接器，美国环境保护组织已经将其列为高产量化 合物【2 2 彩】。因为其可着色性，优良的阻燃性，优良的热稳定性而被认为是一种有 发展前途的阻燃剂【2 4 】 1 1 4 得克隆在环境中的分布 得克隆并不是一种新的化合物，在5 0 多年前，人们就开始合成和使用得克隆 了，但是，直到2 0 0 6 年才在环境中检测到得克隆的存在 2 5 1 。目前世界上对于得 克隆研究最多的地方主要是北美的五大湖地区和中国的一些地方，这是因为在北 美的五大湖地区有最早生产得克隆的工厂o x y c h e m ，而中国地区主要是由于许多 电子器件由中国制造，废旧的电子元器件也在这里拆卸，由于拆卸过程中任意焚 j 烧这些废旧的元器件，而引起得克隆的扩散 2 6 】。另外，中国已于2 0 0 3 年在江苏 淮安电化公司开始生产得克隆，b i n gw a n g 等报道了在此工厂周围土壤中具有很 高的浓度的得克隆，最高达到1 2 x1 0 3 n g g 2 7 1 。关于得克隆在环境中的存在的报 了得克隆的存在，在大湖东部位点( s t u r g e o n p i o n t ，n y 和c l e v e l a n d ，o h ) 要 高于大湖西部位点( e a g l eh a r b o r ，m i ，c h i c a g o ，i l ，a n ds l e e p i n g b e a rd u n e s ， m i ) 。在s t u r g e o np j ：o n td p 浓度曾经高达4 9 0 p g m 3 ，作者认为这是由于这里靠 近得克隆的生产工厂o x y c h e m 2 5 1 。e ds v e r k o 于2 0 0 7 年发现位于o x y c h e m 下游 的安大略湖的表层沉积物中d p 的最大含量是上游伊利湖最大含量的6 0 倍，分别 为5 8 6 n g g 和8 6 2 n g g ，首次报道了得克隆能够在环境中发生降解【2 8 1 。n a n q ir e n 等在中国的城市和农村中共取了9 7 个点进行实验，发现其中的5 1 个点含有得克 隆。发现其在中国城市空气中的浓度为1 5 6 1 5 1 p gm - 3 ，是农村的五倍，得克 隆的顺式比率为0 3 3 ，与得克隆的商品值非常接近，这是第一次报道了得克隆在 中国空气中的存在【2 9 1 。在许多水体、底泥和生物样品中同样检出了得克隆的存在， 甚至在人的血液中同样也发现了得克隆，在中国的g u i y u 镇，一个电子废物拆解 点，得克隆的浓度达到7 8 - 4 6 5 n g g 脂重，平均为4 2 6 n g g 脂重。说明经过长期 接触，得克隆能在体内沉积【3 0 1 。j i ah o n g li a n g 掣3 1 1 研究发现，在大连周边海域 选择了1 5 个采样点，在大多数采样点的海水、底泥和牡蛎体内都发现了得克隆的 存在，但是对于大连周边得克隆的污染来源尚不明确。 在美国，污染源主要来自生产d p 的工厂【3 2 1 。由于长时间地生产得克隆，得 克隆持久地在环境中存在。形成了以工厂为中心，向周围辐射状的分布。而在 o x y c h e m 的下游的安大略湖更是检出了比上游伊利湖更大的浓度，这充分说明 o x y c h e m 是d p 的主要来源。而在我国，就目前资料来看，我国的得克隆来源主要 是由于使用含有得克隆的电子元器件、塑料等，在不规范地处理( 焚烧、随意丢 弃) 这些废旧的电子元件过程中造成得克隆的扩散，其表现与人口密度成一定的 线性关系，而农村的d p 来源，则认为是由于城市中d p 扩散造成的【2 5 】【2 9 1 。我国 从2 0 0 3 年开始在江苏省生产得克隆，对于工厂周围的得克隆污染，目前已经有研 究证明污染可能来源于生产得克隆的公司【2 7 1 3 3 - 3 4 1 。 1 1 5 得克隆在毒理学方面的研究 o x y c h e m 认为得克隆是一种低毒至无毒的化合物，因为其具有大的分子量 ( 6 4 8 d a ) 和高的l o g k o w ( 9 3 ) 。在对老鼠进行急性口服实验，发现其l d 为2 5 9 k g ， 第1 章绪论 吸入的l d 。为8 9 k g 。而在水生生物的毒性方面，对于蓝腮太阳鱼( b l u e g i l l s u n f i s h ) 的急性毒性实验研究发现，1 0 0 m g l 无明显的作用 1 9 1 。 但最近有研究发现其能在生物体内发生富集，x i n h u aq i u 等通过检测不同地 区树皮中d p 的含量，使用高斯模型计算出的d p 污染源与o x y c h e m 公司相差小于 7 k i n 3 5 】；l e w i st 等发现采自2 0 0 2 年安大略湖的a l e w i f e 体内，总的d p 含量达到 了0 1 2 1 n gg q 脂重，而处于更高的营养级的h e r r i n g j _ ，在这种海鸥的卵中， 同样发现了得克隆的存在，而且浓度高达7 2 1n gg - 1 湿重( 7 2n gg 1 脂重) ，从 a l e w i f e 到h e r r j n g g u l l 的卵，其生物放大因子( b m f ) 可能高达6 0 0 3 6 ；x i a o j u n l u o 等研究发现，顺式和反式的d p 在食物链中有明显的生物放大作用，它们的营 养级放大因子( t 肝) 分别是1 1 2 和6 6 ，而得克隆的t m f 值要比p b d e s 类的值还 要高【3 r l 。多溴联苯醚( p b d e s ) 由于具有生物富集性【3 2 】，因而对细胞造成损伤的 几率也大大增加，许多国家已限制其生产和使用。2 0 1 1 年最新研究发现，得克隆 对鸡胚胎的破壳率没有影响，对于m r n a 水平变化没有影响，但得克隆能够在鸡 的胚胎的肝脏内富集【3 引。 可以说我们现在正处在这样一个充满阻燃剂的环境中。从目前的研究来看， 由于得克隆的持久性，随空气、水源的传播，在我们呼吸的大气、饮用的水源以 及土壤中都检出了d p 。包括我们日常使用的电脑、手机等工具也都可能含有得克 隆，所以研究得克隆对生态的危害已刻不容缓。 1 1 6 其它阻燃剂在毒理学方面的研究 由于阻燃剂对环境的安全问题，最近几年被重新关注。早在1 9 7 9 年阻燃剂 p c b s 就因为其毒性而被禁止生产和使用 16 1 ，而使用溴代阻燃剂代替。然而最近 几年，许多种类的多溴联苯醚已经被禁止生产和使用，溴代阻燃剂也正面临着世 界范围内的全面安全审评。 - 一 对于p c b s 的水生毒理学方面的研究，主要集中在对水生植物和水生动物的 研究。其中对于水生植物和水生动物的影响，主要从以下几个方面进行了研究： j 生长、细胞结构、光合作用水平、抗氧化系统、发育和繁殖。刘亚云等研究发现， p c b s 暴露对秋茄的茎高、茎径、茎体积和生物量的影响呈现先上升后下降的变 化趋势，各处理组生长指标均高于对照组【3 9 】。作者认为秋茄在2 7 0 0 1 0 9 的沉积 氯代阻燃剂得克隆( d e c h l o r a n cp l u s ) 对海藻的生物毒性及生物富集 物中能正常生长。张风君等研究了p c b s 对斑马鱼腮及肝脏细胞超微结构的影响， 研究发现多氯联苯处理组腮的结构和功能呈显著受损伤状态，对暴露在5 0 p g l p c b s 水中2 8 d 的斑马鱼肝脏细胞的显微结构进行了观察，发现肝脏出现了明显 的病变 删。在多氯联苯的作用下，淀粉核小球藻、镰型纤维藻和四尾栅藻等线粒 体结构发生了明显变化，光合作用被抑制，表现为藻细胞体积增大，运动能力丧 失【2 0 l 。吴伟等使用鲫鱼为研究材料，研究了在不同浓度p c b s 暴露下，鱼肝脏e r o d 酶活和血清中激素含量的动态变化。表明p c b s 能够诱导e r o d 酶，呈明显的剂 量效应关系【4 1 1 。孙红斌等研究发现，p c b s 可促进红树林沉积物中多酚氧化酶的 产生，对沉积物中p o d 先抑制后激活，表明这两种酶是p c b s 污染的敏感指标【4 2 1 。 由以上结果发现，多氯联苯( p c b s ) 和多溴联苯醚( p b d e s ) 通常在低浓度 时并不表现出明显的毒性和生长抑制，而表现出一定的刺激效应，在高浓度时则 表现为抑制效应，但表现出的毒性也并不很强。但是多氯联苯( p c b s ) 和多溴联 苯醚( p b d e s ) 仍能造成细胞酶活水平的改变，对细胞微结构以及光合作用系统 造成损伤，而且由于其具有生物富集性，使其造成细胞损伤的几率大大增加，因 而被禁止生产和使用。得克隆具有同多氯联苯( p c b s ) 和多溴联苯醚( p b d e s ) 相似的化学结构，其报道的毒性同样较低，而得克隆在分子和光合作用水平是否 会造成损伤还没有报道，有研究发现，得克隆的营养级放大因子( t m f ) 比多溴 联苯醚( p b d e s ) 还要高 3 7 1 。因此对于得克隆的毒理学的研究就显得尤为重要。 1 2 藻类的概述 1 2 1 藻类在环境监测中的应用 藻类是水生环境生态评价的重要指示生物，藻类作为水生环境中的初级生产 者，对水生环境平衡和稳定具有举足轻重的作用。藻类能够利用光能和二氧化碳 生成氧气和有机物，是其它无脊椎动物和鱼类的主要食物和氧气来源，它的数量 和种类的变化，关系到整个水生生态系统的平衡和稳定。 微藻具有个体小，繁殖快，易于实验室培养，对有毒物质敏感的特点，可以 在短时间内观察到有毒物质对藻类世代和藻类种群的影响 4 3 1 。近年来，人们在水 体安全、环境检测等方面，越来越多地使用藻类作为实验材料。藻类之所以能进 行水体检测最主要的原因，就是水体水质的改变能对其中的藻类产生影响。当然， 第1 章绪论 不同的藻类对于同一种水体污染，其反应是不一样的，有些抗性较强，难以在短 期内反应出水质的变化；而有的藻类对各种污染物具有较好的敏感性，环境中某 些物质的微小变化往往能对这些藻类产生显著的影响】。 大型海藻具有很高的初级生产力，在不到海洋总面积1 的沿岸带构成海洋 总初级生产力的1 0 【4 5 】。大型海藻在近海环境中具有平衡海洋生态系统结构，参 与海洋碳循环，延缓海域富营养化，控制赤潮，净化养殖海水的作用【4 6 】。大型海 藻生长周期较微藻长，生物量大，对于研究有毒物质的长期作用和生物富集具有 明显的优势。大型海藻中的许多种类是海洋经济藻种，供人们的食用，其数量和 质量的变化，关系到海洋的生态环境平衡和人们的食品安全。 本实验采用的藻类有两种，一种是微藻小球藻，另一种是大连周边海域广泛 州 存在的大型海藻孔石莼。小球藻属于绿藻门，绿藻纲，绿球藻目，小球藻科。已 知的约有1 0 种，常见的种为：普通小球藻( c h l o r e l l av u l g a r i s ) 、椭圆小球藻 ( c h l o r e l l ae l l i p s o i d e ) 和蛋白核小球藻( c h l o r e l l ap y - r e n o i d o s a ) 。小球藻是一种 单细胞藻类，细胞呈球形或椭圆形，直径3 l o i u n ，在淡水、海水及土壤中都有 分布。光合作用主要色素有叶绿素a 、叶绿素b 、叶黄素和胡萝卜素。孔石莼( u i v a p e r t u s a ) 属于绿藻门，丝藻目，石莼科，石莼属。高l o - 4 0 c m ，鲜绿色，主要生 活在海岸潮间带的岩石上，基部以固着器固着于岩石上，是大连周边海域的优势 藻种。 1 2 2 藻类在毒理学研究中的应用及其生物标志物 应用藻类生物对化学品毒性进行测试在国内