陳清香,呂軍儀
1.廣東海洋大學(xué)水生博物館,湛江524088
2.中山大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生物防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;廣東省水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物良種繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510275
表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)對(duì)安氏偽鏢水蚤的急性毒性研究
陳清香1,*,呂軍儀2
1.廣東海洋大學(xué)水生博物館,湛江524088
2.中山大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生物防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;廣東省水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物良種繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510275
為探討表面活性劑成分對(duì)海洋橈足類(lèi)生物的影響,測(cè)定了十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)對(duì)安氏偽鏢水蚤(Pseudo-diaptomus annandalei Sewell)的急性毒性作用.結(jié)果表明,SDBS對(duì)安氏偽鏢水蚤雌體24h、48h、72h和 96h的半致死濃度 LC50分別為 2.40、1.67、1.59和 1.58mg·L-1,而對(duì)雄體分別為 1.84、1.54、1.41和1.40mg·L-1;SDS對(duì)雌體 24h、48h、72h和 96h的 LC50分別為 54.33、30.85、25.21和 15.85mg·L-1,對(duì)雄體分別為18.48、13.55、10.51和8.50mg·L-1;SDBS對(duì)雌體和雄體的安全濃度分別為0.24mg·L-1和0.32mg·L-1,而SDS對(duì)雌體和雄體的分別為2.98mg·L-1和2.19mg·L-1.結(jié)果顯示,對(duì)安氏偽鏢水蚤而言,SDBS比SDS的毒性更強(qiáng);以半致死濃度LC50為參考依據(jù),安氏偽鏢水蚤雄體均比雌體對(duì)這兩種表面活性劑敏感.
安氏偽鏢水蚤;十二烷基苯磺酸鈉(SDBS);十二烷基磺酸鈉(SDS);急性毒性
Received 28 October 2008 accepted 15 January 2009
Abstract:In order to explore the effect of component of surfactant on the copepod,we evaluated the acute toxicity of Sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS)and Sodium dodecyl sulfate(SDS)to the Pseudodiaptomus annandalei Sewell, which distributes widely in the seacoast and estuary.Results showed that the 24h,48h,72h and 96h LC50values of SDBS for the female were 2.40,1.67,1.59 and 1.58mg·L-1,respectively.And the 24h,48h,72h and 96h LC50values of SDBS for the male were 1.84,1.54,1.41 and 1.40mg·L-1,respectively.In the same way,the 24h,48h,72h and 96h LC50values of SDS for the female were 54.33,30.85,25.21 and 15.85mg·L-1,respectively.And the 24h,48h,72h and 96h LC50values of SDS for the male were 18.48,13.55,10.51 and 8.50mg·L-1,respectively.The results indicated that the safe concentration values of SDBS to the female and the male were 0.24 and 0.32mg·L-1,and values of SDS were 2.98 and 2.19mg·L-1,respectively.The results also indicated that the male was more sensitive than the female to either SDBS or SDS.At the same time,toxicity of SDBS was higher than that of SDS to P.annandalei according to LC50.
Keywords:Pseudodiaptomus annandalei;Sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS);Sodium dodecyl sulfate(SDS);acute toxicity
十二烷基苯磺酸鈉(Sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS) 和十二 烷基磺酸 鈉(Sodium dodecyl sulfonate,SDS) 分屬直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)和烷基苯磺酸鈉(ABS),是合成洗滌劑中的重要成分,可隨生產(chǎn)生活污水、垃圾和工業(yè)廢料等大量排入水體環(huán)境.在自然水體中,SDBS和SDS的濃度極其微小,遠(yuǎn)未達(dá)到對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害的程度,但是在某些極端水域,如排污口處,由于生產(chǎn)生活污水的集中排放,這些水體中SDBS和SDS的濃度可能很高,對(duì)河口性和沿岸性生物可能會(huì)產(chǎn)生明顯的影響.目前有關(guān)SDBS和SDS等LAS和ABS類(lèi)物質(zhì)對(duì)底層淤泥(Haigh,1996)、固著微生物(Belanger et al.,2002)、底棲動(dòng)物(Comberetal.,2006;M?enp??andKukkonen, 2006;Cestone et al.,2008)、單細(xì)胞藻類(lèi)(王憲等,1996;湯琳等,2000;李昊翔等,2006)、大型藻類(lèi)(丁梅香等,2002;趙強(qiáng)等,2006)、浮游動(dòng)物(Kusk and Petersen,1997;Christoffersen et al.,2003;陳欽耀等,1997;劉曉玲等,2008;鄭琰晶等,2006a; 2007)、大型甲殼類(lèi)(Versteeg and Rawlings,2003;鄭琰晶等,2006b)、貝類(lèi)(劉波等,2007)和魚(yú)類(lèi)(Barbieri et al.,2002;Rosety et al.,2003;Barbieri, 2007a;2007b;雷鳴等,2004;孫翰昌等,2005;余坦健等,2008)的影響均已有研究,但對(duì)海洋浮游橈足類(lèi)生物的毒性作用尚未見(jiàn)報(bào)道.
安氏偽鏢水蚤(Pseudodiaptomus annandalei Sewell,1919)是一種亞熱帶廣溫廣鹽性浮游橈足類(lèi),在我國(guó)從雷州半島到浙江,以及臺(tái)灣東南部近岸都有分布,是一種很有開(kāi)發(fā)潛力的魚(yú)蝦類(lèi)活餌料(Chen et al.,2006;陳清香等,2006).隨著我國(guó)近年來(lái)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,水環(huán)境污染加劇,很多海岸線,特別是靠近一些沿海大中型城市的入??诙际艿絿?yán)重污染.安氏偽鏢水蚤主要生活在近岸或河口區(qū),不可避免地會(huì)遭到生產(chǎn)生活污水的影響,因此,研究SDBS和SDS對(duì)安氏偽鏢水蚤的毒性作用,對(duì)于探討表面活性劑成分對(duì)水生生物的影響具有重要意義.
枝角類(lèi)中的大型溞 Daphnia manga已經(jīng)確定為水生生物毒性試驗(yàn)的一種模式生物(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司,1992),但其結(jié)果外推后主要是針對(duì)淡水生物,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng),由于受到海水中各種無(wú)機(jī)鹽和礦物質(zhì)的干擾,這種結(jié)果外推后的準(zhǔn)確性還有待檢驗(yàn).近年來(lái),已有不少研究者將海水或咸水生物作為毒性試驗(yàn)的受試生物(M?enp??and Kukkonen,2006;Cestoneetal., 2008;王憲等,1996;陳欽耀等,1997;Kusk and Petersen,1997;Christoffersen et al.,2003;鄭琰晶等,2006a;2007;沈韞芬等,1990;崔福義等,2004; Saéz et al.,2001;Staton et al.,2002).從海洋生物中挑選出敏感的受試生物對(duì)評(píng)價(jià)有毒物質(zhì)對(duì)海洋環(huán)境影響的準(zhǔn)確性會(huì)更高,而橈足類(lèi)是海洋生態(tài)系統(tǒng)中承上啟下的重要一環(huán),與枝角類(lèi)具有相同的生態(tài)位,且海洋中的橈足類(lèi)種類(lèi)比枝角類(lèi)種類(lèi)多得多,因此,選擇分布廣泛的橈足類(lèi)安氏偽鏢水蚤作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象所得的結(jié)果應(yīng)該具有一定的代表性.
安氏偽鏢水蚤取自廣東中大億達(dá)洲生物科技股份有限公司餌料培養(yǎng)池,鹽度為18,用120目的浮游生物網(wǎng)從池中撈取,在雙目解剖鏡下挑選實(shí)驗(yàn)所需的安氏偽鏢水蚤雄體和掛兩個(gè)卵囊的雌體,所選個(gè)體運(yùn)動(dòng)活躍且體表無(wú)寄生生物.將挑出的安氏偽鏢水蚤放入含密度為9×105cells·mL-1球等鞭金藻Isochrysis galbans、鹽度為18的培養(yǎng)池中暫養(yǎng)1天,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)再?gòu)闹刑暨x運(yùn)動(dòng)活潑的雄體和掛卵囊的雌體.
SDBS:特定試劑,純度大于90%;SDS:化學(xué)純(CP),純度大于97%,均由汕頭市光華化學(xué)廠生產(chǎn).
通過(guò)預(yù)備實(shí)驗(yàn),先確定SDBS和SDS的試驗(yàn)濃度范圍.藥物使用前先配制成母液,然后通過(guò)滴加母液,調(diào)配成所需藥物濃度的實(shí)驗(yàn)溶液.SDBS的濃度梯度為:0(對(duì)照)、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4mg·L-1.SDS的濃度梯度為:0(對(duì)照)、6.25、12.5、25、50mg·L-1.
為了減少饑餓對(duì)安氏偽鏢水蚤的影響,將離心獲得的球等鞭金藻泥加入實(shí)驗(yàn)水體中,金藻密度為1×106cells·mL-1.
每個(gè)裝有40mL實(shí)驗(yàn)溶液的錐形瓶中放入30個(gè)健康的雄體或掛兩個(gè)卵囊的雌體,每個(gè)濃度組設(shè)3個(gè)平行.96h內(nèi),第1天每隔4h檢查一次,第2天以后每隔24h檢查一次各瓶中的安氏偽鏢水蚤,用解剖針針頭輕觸,若無(wú)反應(yīng)表示已死亡,移出死亡個(gè)體,同時(shí)吸出脫落的卵囊或孵出的無(wú)節(jié)幼體并計(jì)數(shù).整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間溫度范圍為 17.5~19℃,海水鹽度為18,室內(nèi)漫射光.
半致死濃度(LC50)的計(jì)算用概率單位法.先計(jì)算死亡百分率,然后通過(guò)死亡百分?jǐn)?shù)-概率單位換算表?yè)Q算成相應(yīng)的概率單位,通過(guò)直線回歸建立安氏偽鏢水蚤死亡概率(Y)與SDBS或SDS濃度對(duì)數(shù)(X)的直線回歸方程,并記錄相關(guān)系數(shù)R和概率P.通過(guò)直線方程求出半致死濃度對(duì)數(shù)值,然后換算成半致死濃度.安全濃度(Sc)計(jì)算公式如下(岳郁春,1992):
采用SPSS 13.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)處理采用單因素方差分析,顯著性分析通過(guò)Duncan’s多重比較,顯著性水平概率為0.05;用Origin 7.0軟件包作圖.
由24h、48h、27h和96h的線性回歸方程(表1)計(jì)算出半致死濃度LC50(概率單位為5時(shí)).SDBS對(duì)安氏偽鏢水蚤雌體的 24h、48h、72h和 96h LC50分別為2.40、1.67、1.59和1.58mg·L-1,對(duì)雄體的LC50分別為 1.84、1.54、1.41和 1.40mg·L-1.可以看出,在本實(shí)驗(yàn)暴露時(shí)間下,安氏偽鏢水蚤的雄體比雌體對(duì)SDBS更敏感.
表1 不同暴露時(shí)間下SDBS對(duì)安氏偽鏢水蚤的半致死濃度(LC50)值Table 1 LC50values of SDBS acting on P.annandalei at different exposure times
由表2可見(jiàn),SDS對(duì)安氏偽鏢水蚤雌體的24h、48h、72h和 96h LC50分別為 54.33、30.85、 25.21和 15.85mg·L-1,而對(duì)雄體的 LC50分別為18.48、13.55、10.51和8.50mg·L-1.同樣,在本實(shí)驗(yàn)暴露時(shí)間下,安氏偽鏢水蚤的雄體比雌體對(duì)SDS更敏感.
表2 不同暴露時(shí)間下SDS對(duì)安氏偽鏢水蚤的半致死濃度(LC50)值Table 2 LC50values of SDS acting on P.annandalei at different exposure times
通過(guò)公式(1)計(jì)算,SDBS對(duì)雌體和雄體的安全濃度分別為0.24mg·L-1和0.32mg·L-1,而SDS對(duì)雌體和雄體的分別為2.98mg·L-1和2.19mg·L-1.
在SDBS和SDS濃度較高的組(SDBS為1.6~2.4mg·L-1,SDS為25~50mg·L-1)中,雌體的卵囊很快脫落,卵不能孵化;而在濃度稍低的組中(SDBS為1.2mg·L-1),有部分無(wú)節(jié)幼體孵出,但幼體均不能成活,將死亡的無(wú)節(jié)幼體置于解剖鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)死亡幼體的尾刺基部均有1~2個(gè)泡狀物,用解剖針穿刺,有粘液流出;有些死去的成體附肢上粘附有絮狀物,統(tǒng)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有活著的幼體;而濃度為 0.4~0.8mg·L-1的 SDBS和 6.25~12.5mg·L-1的SDS試驗(yàn)瓶中每天都有部分活著的幼體,對(duì)照組每天都有較多的無(wú)節(jié)幼體孵出,且只有個(gè)別卵囊脫落(表3、表4).
表3 各SDBS濃度組中未孵化的卵囊、死亡幼體和存活幼體平均數(shù)Table 3 Mean numbers of non-incubated egg sacs,dead nauplia and living nauplia in different SDBS concentration groups
表4 各SDS濃度組中未孵化的卵囊、死亡幼體和存活幼體平均數(shù)Table 4 Mean numbers of non-incubated egg sacs,dead nauplius and living nauplius in different SDS concentration groups
通過(guò)SDBS和SDS對(duì)安氏偽鏢水蚤的毒性試驗(yàn)結(jié)果可以看出,相同的條件下,安氏偽鏢水蚤雄體總是比雌體敏感,這與殺蟲(chóng)劑對(duì)猛水蚤Microarthridion littorale的結(jié)果類(lèi)似(Staton et al., 2002).但湯氏紡錘水蚤Acartia tonsa雌體比雄體對(duì)LAS的毒性更敏感,半致死濃度更低.推測(cè)可能由于雌體為了滿足生殖有更大的食物需求,比雄體攝食了更多吸附有LAS的餌料(Christoffersen et al.,2003).作者推測(cè)不同橈足類(lèi)對(duì)有毒物質(zhì)的敏感性存在性別差異,可能還與不同種類(lèi)雌體和雄體個(gè)體大小差異有關(guān),安氏偽鏢水蚤和猛水蚤均是雌性個(gè)體明顯大于雄性個(gè)體,雖然雌體為了維持存活和生殖會(huì)攝食更多的餌料,但由于個(gè)體大,抵消了多攝食的負(fù)面影響,所以雌體的耐受性更強(qiáng);而湯氏紡錘水蚤的雌雄個(gè)體差異不明顯,所以雌體多攝食就更易中毒.
另外,SDBS對(duì)安氏偽鏢水蚤的毒性比SDS的毒性更強(qiáng),這可能與兩種物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),SDS比SDBS少一個(gè)苯環(huán),但目前尚不知道這兩種物質(zhì)對(duì)橈足類(lèi)的致毒機(jī)理,因此很難分析產(chǎn)生毒性差異的原因.
將安氏偽鏢水蚤放入試驗(yàn)溶液后,在開(kāi)始的短時(shí)間內(nèi)它們的行為沒(méi)有明顯變化,隨著時(shí)間增加,運(yùn)動(dòng)逐漸緩慢,然后作間歇性游動(dòng),最后沉底直至死亡.十二烷基苯磺酸鈉和5種洗衣粉也都能抑制多刺裸腹蚤的運(yùn)動(dòng),并且造成大量死亡(陳欽耀等,1997),這與一些赤潮藻分泌神經(jīng)性毒物引起受試生物興奮,運(yùn)動(dòng)加劇直至累死的現(xiàn)象是不同的(江天久和杞桑,1994).
Christoffersen等(2003)以實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖的湯氏紡錘水蚤Acartia tonsa的存活和產(chǎn)卵為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試了直鏈烷基苯磺酸鹽(LAS)的急性和亞致死效應(yīng),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)卵率減少,他推測(cè)一個(gè)原因可能是LAS對(duì)橈足類(lèi)攝食率間接影響的效果,因?yàn)閮烧叱手本€相關(guān).Saéz等(2001)也指出海水中的懸浮顆??梢晕?、攜帶污染物,污染物在水體的遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中,懸浮顆粒起著媒介和載體的作用;LAS在藻體內(nèi)吸收和積累隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,單細(xì)胞藻類(lèi)吸收的LAS與時(shí)間呈指數(shù)相關(guān)(王憲等,1996),本試驗(yàn)也對(duì)加入的餌料金藻進(jìn)行了觀察,在SDBS組實(shí)驗(yàn)開(kāi)始5h時(shí),取各濃度組的溶液一滴,在顯微鏡下觀察金藻運(yùn)動(dòng)情況,發(fā)現(xiàn)濃度為 2.0~2.4mg·L-1組中的金藻全部停止運(yùn)動(dòng),濃度為1.2~1.6mg·L-1組的金藻只有小部分能運(yùn)動(dòng),而濃度為0.8mg·L-1組的金藻只有小部分不能運(yùn)動(dòng),對(duì)照組的金藻運(yùn)動(dòng)活躍.這說(shuō)明SDBS對(duì)金藻也是有毒的,如果金藻能吸附SDBS,安氏偽鏢水蚤攝食了這些富集了SDBS的餌料顆粒,可能會(huì)加快死亡.
SDBS和SDS雖然會(huì)影響安氏偽鏢水蚤卵的孵化,但是否會(huì)抑制安氏偽鏢水蚤產(chǎn)卵還不能確定.從表3和表4可以看出,有些組別脫落的卵囊總對(duì)數(shù)超過(guò)了實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)雌體所攜帶卵囊的總對(duì)數(shù),這說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,安氏偽鏢水蚤在原有卵囊脫落后,仍能繼續(xù)生成新的卵囊.這可能有兩個(gè)原因:一是因?yàn)镾DBS和SDS確實(shí)不抑制安氏偽鏢水蚤產(chǎn)卵;二是藥物抑制卵囊形成有滯后效應(yīng),短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái).
通過(guò)對(duì)比已有文獻(xiàn)報(bào)道的SDBS和SDS對(duì)幾種甲殼動(dòng)物的毒害作用,對(duì)SDBS而言,安氏偽鏢水蚤比多刺裸腹蚤和脊尾白蝦仔蝦更敏感,但安氏偽鏢水蚤對(duì)SDS卻比其他幾種甲殼動(dòng)物的敏感性差,需要說(shuō)明的是,這種對(duì)比沒(méi)有考慮溫度影響.監(jiān)測(cè)水體中SDBS,安氏偽鏢水蚤可能是一種較好的指示生物.
表5 SDBS和SDS對(duì)幾種甲殼動(dòng)物的毒性Table 5 The toxicity of SDBS and SDS to several crustacean species
目前,只研究了SDBS和SDS對(duì)安氏偽鏢水蚤成體急性毒性,沒(méi)有測(cè)定SDBS和SDS對(duì)幼體的急性毒性,而且沒(méi)有做亞急性和慢性毒性實(shí)驗(yàn).一般來(lái)說(shuō),幼體對(duì)污染物會(huì)更敏感,也就是說(shuō),對(duì)安氏偽鏢水蚤種群而言,安全濃度會(huì)比這些測(cè)得的值更低.因此,我們推測(cè)在自然條件下,安氏偽鏢水蚤群體對(duì)SDBS和SDS比在實(shí)驗(yàn)室條件下更敏感,Christoffersen等(2003)通過(guò)研究 LAS對(duì)湯氏紡錘水蚤A.tonsa的毒性影響指出,以橈足類(lèi)的生殖參數(shù)為指標(biāo)的安全濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以半致死效應(yīng)為指標(biāo)的安全濃度.如果低劑量的SDBS的SDS就能影響安氏偽鏢水蚤的生殖,這將會(huì)影響種群變化,優(yōu)勢(shì)種的更替,從而影響浮游動(dòng)物和對(duì)應(yīng)的餌料生物的群落結(jié)構(gòu)變化,特別是在一些生活污水集中排放的入水口,影響將會(huì)更大.
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Acute Toxicity of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate(SDBS)and Sodium DodecylSulfate(SDS)totheCopepod,Pseudodiaptomus annandalei
CHEN Qing-xiang1,*,Lü Jun-yi2
1.The Aquatic Organisms Museum of Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088
2.The State Key Lab of Biocontrol;Institute of Aquatic Economical Animals and Guangdong Provincial Key Lab for Aquatic Economical Animals,SunYat-sen University,Guangzhou 510275
1673-5897(2010)1-076-07
X171.5
A
陳清香(1979—),湖北公安人,博士,主要從事浮游生物生態(tài)學(xué)研究.
2008-10-28 錄用日期:2009-01-15
國(guó)家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.2002AA624010);廣東省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.2003A3050402);廣東海洋大學(xué)引進(jìn)人才啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)(No.0812038)
陳清香(1979—),博士;*通訊作者(Corresponding author),E-mail:dumbsister@163.com