O#柴油分散液和乳化液对栉孔扇贝的急性毒性效应及富集差异性分析

本文以我国船舶常用燃料油0#柴油作为实验油品,以常用作海洋污染物指示的栉孔扇贝为受试生物,采用半静态暴毒实验法分别开展了栉孔扇贝对0#柴油分散液和柴油乳化液的急性毒性效应、富集与释放特征的对比研究。结果表明:（1）石油烃对栉孔扇贝具有较强的毒性效应,栉孔扇贝在柴油分散液中的96 h-LC₅₀为2.68 mg/L,在柴油乳化液中的96 h-LC₅₀为1.74 mg/L,二者均为高毒物质,消油剂的使用增加了柴油对扇贝的毒性;（2）栉孔扇贝在柴油乳化液中的稳态生物富集系数BCF₁为404.6~91.75 mg/L,动力学生物富集系数BCF₂为1973.80~327.06 mL/g,动力学吸收速率常数k_u为8.89~0.71 mL/（g·h）,均大于同浓度下在柴油分散液中BCF（292.2~49.6 mL/g、1412.4~106.5 mL/g）和k_u（6.92~0.48 mL/（g·h））,表明栉孔扇贝对柴油乳化液有更强的富集能力与富集速率。     

石油烃类污染物对中肋骨条藻和微型原甲藻的毒性效应研究

选择中肋骨条藻（Skeletonema costatum）,微型原甲藻（Prorocentrum minimum）作为受试生物,测定了原油、燃料油分散液（WAF）以及添加溢油分散剂后的乳化液（DWAF）对两种微藻的毒性效应参数。结果表明:低浓度的原油WAF和DWAF以及燃料油DWAF均对中肋骨条藻的生长起促进作用,其中,当原油WAF浓度为0.3 mg/L时,促进作用最强;而原油DWAF浓度低于0.5 mg/L时,开始促进生长,当浓度低至0.1 mg/L时,种群增长速率最大。两种微藻在4种不同石油烃类污染物体系中的96 h-EC₅₀差异较大,96 h-EC₅₀值介于0.07~30.77 mg/L之间;其中燃料油DWAF毒性最强,对中肋骨条藻和微型原甲藻的96 h-EC₅₀分别为0.45 mg/L和0.07 mg/L;而微型原甲藻对原油WAF毒性效应敏感性最低,其96 h-EC₅₀高达30.77 mg/L。     

对氯苯胺、1,2-二氯乙烷、邻苯二甲酸丁苄酯和1-苯乙醇对两种海洋贝类急性毒性及其物种敏感度分布的研究

本文研究了对氯苯胺、1,2-二氯乙烷、邻苯二甲酸丁苄酯和1-苯乙醇4种危险化学品对栉孔扇贝(Chlamys farreri)和菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的急性毒性及其物种敏感度分布(SSD)。结果表明,对氯苯胺、1,2-二氯乙烷、邻苯二甲酸丁苄酯、1-苯乙醇对栉孔扇贝的96 h半致死浓度（LC₅₀）值分别为36.18、>2070.00、123.16和180.89 mg/L,对菲律宾蛤仔的96 h-LC₅₀值分别为122.61、>2070.00、>2010.00和639.31 mg/L,说明栉孔扇贝比菲律宾蛤仔对4种危险化学品更为敏感;利用物种敏感度分布模型分析邻苯二甲酸丁酯、对氯苯胺和1,2-二氯乙烷的短期毒性阈值分别为0.64、2.04和37.20 mg/L。研究结果可为海洋环境中4种危险化学品的生态风险评估与污染控制提供理论依据。     

生物降解型消油剂与180#燃料油对黄海胆（Glyptocidaris crenularis）CAT和SOD活性的影响

为研究消油剂和溢油对海洋底栖生物的急性毒性效应,将黄海胆（Glyptocidaris crenularis）暴露于不同浓度（油水配比浓度分别为0.92 g/L、1.84 g/L、3.68 g/L）的180#燃料油分散液（water-accommodated fractions,WAFs）和经生物降解型消油剂处理后得到的乳化液（Biological enhanced water-accommodated fractions,BEWAFs）中,分别于暴露期24 h、48 h和96 h及恢复期24 h和48 h时,检测WAFs和BEWAFs对海胆性腺和肠组织的过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的影响。结果显示,暴露在WAFs和BEWAFs中的性腺组织CAT、SOD和肠组织CAT活性总体呈先升高后降低趋势,而肠组织SOD活性随着暴露时间的增加呈升高—降低—升高趋势。肠组织中两种酶活性的最大诱导值出现的时间早于性腺组织,且恢复期时肠组织中各浓度组与对照组间差异更为显著,说明肠组织受石油烃氧化胁迫的敏感性比性腺组织强。与WAFs和BEWAFs相比,消油剂对照组中两种酶活性变化较小,由此可知,生物降解型消油剂本身对黄海胆的影响非常小,但其与燃料油对黄海胆的复合毒性效应却大于燃料油本身。海胆体内的CAT和SOD活性对石油烃的急性毒性效应较为敏感,可作为监测海上石油烃污染程度的生物标志物。     

消油剂处理溢油对海胆CyⅡa和SP-Runt基因突变效应

选择海洋模式生物马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)为受试生物,在分子遗传水平上研究了120号船用燃料油经消油剂处理前后对海胆基因突变的诱导效应。在污染暴露时间分别设定为7、14、21 d,油水配比浓度分别设定为0.28、0.56、1.13、2.25和4.5 g/L的实验条件下,采用单链构象多态性技术(SSCP),检测CyⅡa和SP-runt基因的突变情况,并对突变位点进行测序。结果表明:消油剂处理前后CyⅡa基因均未出现基因突变;消油剂处理前SP-Runt基因未出现突变,而消油剂处理后突变与暴露天数和浓度呈正相关,该基因编码区的第986位上胸腺嘧啶(T)突变成胞嘧啶(C),导致缬氨酸转变成丙氨酸。实验证明使用消油剂分散120号船用燃料油产生的复合毒性效应使海胆SP-Runt基因突变几率增加,原因可能是消油剂将120号燃料油分散为水中细小油滴增加了生物接触石油烃的概率,而且具有亲脂性的消油剂对石油烃,特别是有毒多环芳烃(PAHs)具有显著增溶作用,增加了有毒污染物的生物利用率。     

不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的毒性响应差异

为探究鱼类不同生长阶段对污染物的毒性响应差异,以斑马鱼为试验生物,初步建立了一套实验室分阶段培养方法,通过培养时间确定斑马鱼的不同生长阶段,研究了标准稀释水和模拟自来水条件下不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的毒性响应差异,并利用物种敏感度分布法表达不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的敏感性差异.结果表明:斑马鱼体长、体质量的变化均符合logistic增长方程（R2>0.97）,斑马鱼全生命周期按日龄可细分为卵黄囊仔鱼期（1 d）、晚期仔鱼期（10 d）、稚鱼期（17 d）、早幼期（24 d）、幼鱼期（31 d）、发育期（60 d）、成熟期（90 d）、成鱼期（120 d）等8个不同生长阶段.标准稀释水条件下,Cu2+对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀（96 h半致死浓度）分别为0.425 mg/L（1 d）、0.768 mg/L（10 d）、0.550 mg/L（17 d）、0.309 mg/L（24 d）、0.334 mg/L（31 d）、0.327 mg/L（60 d）、0.230 mg/L（90 d）和0.180 mg/L（120 d）,随着鱼龄的增加,Cu2+对斑马鱼的毒性逐渐增大;模拟自来水条件下,Cu2+对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀分别为0.377 mg/L（1 d）、0.438 mg/L（10 d）、0.366 mg/L（17 d）、0.201 mg/L（24 d）、0.206 mg/L（31 d）、0.189 mg/L（60 d）、0.167 mg/L（90 d）和0.144 mg/L（120 d）,随着鱼龄的增加,Cu2+对斑马鱼的毒性逐渐增大.根据96 h-LC₅₀得出不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的敏感性顺序为120 d > 90 d > 24 d > 60 d > 31 d > 1 d > 17 d > 10 d,可见,斑马鱼成鱼期阶段对Cu2+较敏感,而成熟期和早幼期的敏感性次之,晚期仔鱼期最不敏感.研究显示,鉴于斑马鱼对Cu的物种敏感度的阶段性差异,采用24 d早幼期斑马鱼研究金属水质基准时既敏感又节约受试生物的培养成本,此外水环境参数也是水质基准研究需考虑的重要影响因素之一.      

洛克沙胂在栉孔扇贝(Chlamys farreri)体内的富集与释放规律

选取海洋双壳贝类栉孔扇贝为目标生物,研究不同质量浓度（0 mg/L、0.2 mg/L、1 mg/L、5 mg/L、25 mg/L）的洛克沙胂暴露条件下,砷（As）在栉孔扇贝4种组织（肝胰腺、鳃、闭壳肌、外套膜）中的富集和释放规律。结果表明:（1）自然海域和在清洁海水中,栉孔扇贝4种组织中As含量排序均为鳃>肝胰腺>外套膜>闭壳肌。（2）富集过程中,As的组织含量排序为肝胰腺>鳃>外套膜>肌肉,释放过程中,As的组织平均释放率排序为鳃>肝胰腺>外套膜>闭壳肌。（3）洛克沙胂进入扇贝体内的主要途径为鳃的摄食和滤水作用,As在扇贝体内的主要富集靶点为肝胰腺、鳃和外套膜。（4）在本实验中,富集过程,As在扇贝体内的富集-转移/释放的平均周期为22 d;富集/释放过程,As在扇贝体内的富集-转移/释放的平均周期为15 d,共循环2个周期,然后扇贝As含量趋于稳定。     

润滑油对蒙古裸腹溞的急慢性毒性效应

为了解石油烃污染对水生生物生长、繁殖和发育的影响,采用实验生态学方法研究了润滑油对蒙古裸腹溞Moina mongolica的急性毒性和慢性毒性。结果表明:润滑油对蒙古裸腹溞的24 h LC₅₀、48 h LC₅₀、72 h LC₅₀和96 h LC₅₀分别为7.98 mg/L、5.81 mg/L、4.99 mg/L和3.04 mg/L,安全浓度为0.92 mg/L。润滑油浓度18 mg/L时,蒙古裸腹溞的存活时间最短、存活率最低,但在其他试验浓度下没有明显的变化规律,其种群增长参数也没有体现出明显的变化规律,说明润滑油对蒙古裸腹溞毒性相对较弱。     

汞、镉和苯并[α]芘、多氯联苯对栉孔扇贝幼贝单一与联合毒性的研究

研究了重金属Hg2+、Cd2+和苯并[α]芘(B[α]P)、多氯联苯(PCB1254)对栉孔扇贝(Chlamys farreri)幼贝的单一与联合毒性效应。实验结果表明,Hg2+、Cd2+对栉孔扇贝幼贝单一毒性实验24、48、72、96 hLC50分别为2.0、1.95、1.38、0.847mg/L和4.48、3.16、2.25、1.62 mg/L,因此2种重金属对幼贝的单一毒性Hg2+Cd2+;B[α]P、PCB1254对栉孔扇贝幼贝单一染毒的LC5010 mg/L。Hg2+、Cd2+分别与B[α]P、PCB1254联合毒性效应基本相当,但联合毒性Hg2++B[α]PCd2++B[α]P,Hg2++PCB1254Cd2++PCB1254。同时Hg2+与B[α]P、PCB1254对幼贝联合染毒96 h内均表现为拮抗作用;Cd2+与B[α]P、PCB1254对幼贝的联合毒性24 h时表现为拮抗作用,24～96 h表现为协同作用。由此可见,栉孔扇贝幼贝对Hg2+、Cd2+敏感,可作为较理想的重金属毒性试验受试生物,同时Hg2+、Cd2+分别与B[α]P、PCB1254对栉孔扇贝幼贝的联合毒性与污染物组成、浓度和作用时间等因素有关。     

诺氟沙星对盐生杜氏藻、新月菱形藻和小球藻的生态毒性效应

基于室内培养实验,研究了海洋环境污染物诺氟沙星对盐生杜氏藻、新月菱形藻和小球藻的生态毒性效应。结果表明,实验浓度范围内,3种微藻生物量都随时间增加而增大,符合Logistic生长模型;诺氟沙星对3种微藻毒性效应差别较大,对新月菱形藻的毒性效应最低,EC₂₀（concentration for 20% of maximal effect）和EC₀₅（concentration for 5% of maximal effect）分别为25.36 mg/L和1.76 mg/L;对盐生杜氏藻的毒性效应较低,EC₂₀和EC₀₅分别为10.54 mg/L和1.25 mg/L;对小球藻的毒性效应最高,EC₂₀和EC₀₅分别为5.33 mg/L和0.01 mg/L;诺氟沙星对三种海洋微藻的抑制率增幅均随浓度增加趋缓。另外,在1 mg/L的浓度下,新月菱形藻的B_f值略高于对照组,这可能与毒性兴奋效应有关;小球藻的指数增长期随着诺氟沙星浓度的增大有着明显缩短的趋势。基于物种敏感性分布,得到诺氟沙星污染物对海洋生态系统的预测非效应浓度（predicted no effect concentration,PNEC）为0.096 mg/L。     

钻井泥浆和消油剂对合浦珠母贝的急性毒性效应

采用96h急性毒性试验配合滤食率和微核检测等方法，比较了石油勘探开发用3种钻井泥浆和3种消油剂对合浦珠母贝成贝急性毒性效应。实验结果表明：3种钻井泥浆对合浦珠母贝的半致死浓度均大于10^5mg/L；3种消油剂的半致死浓度分别为1047、5011和2630mg/L；滤食率与钻井泥浆和消油剂的浓度呈负相关；微核细胞率则与之呈正相关。     

端足类河蜾蠃蜚对原油的敏感性

溢油发生后,端足类生物迅速消失并显示出非常高的初始死亡率。为定量评估原油对端足类生物的毒性影响,本文开展了原油水溶性组分(WAF)和原油与分散剂混合的水溶性组分(CEWAF)对端足类生物河蜾蠃蜚(Corophium acherusicum)的急性毒性实验,并结合收集的原油对海洋生物的急性毒性数据,利用物种敏感性分布曲线(species sensitivity distribution,SSD)评价河蜾蠃蜚对原油的敏感性。结果表明：WAF和CEWAF的96 h半致死浓度(LC₅₀)分别为4.11 mg/L,0.85 mg/L;在WAF和CEWAF的SSD曲线中,河蜾蠃蜚的物种累积概率均低于30%。综上所述,端足类河蜾蠃蜚对原油敏感性较高。     

海水中原油对双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的急性毒性效应及其体内抗氧化酶活性的影响

近年来海洋溢油事故频发,增加了溢油污染对海洋生物及海洋生态系统的暴露风险.为阐明海洋溢油事故对海洋生物的毒性效应,以双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）为受试生物,研究了不同质量浓度的海水原油溶液对双齿围沙蚕的急性毒性效应及抗氧化酶活性的影响.结果表明:双齿围沙蚕的死亡率与海水中原油暴露浓度呈正相关,暴露24、48及72 h的LC₅₀（半致死浓度）分别为13.08、9.80和8.37 g/L;暴露72 h后,双齿围沙蚕组织液中MDA（丙二醛）的含量均高于对照组,其中1.0 g/L暴露组显著高于对照组（P < 0.05）,且随暴露浓度的增大而升高;GST（谷胱甘肽巯基转移酶）的活性被显著诱导,且随暴露浓度的增大而升高;0.1 g/L原油暴露下,CAT（过氧化氢酶）和SOD（超氧化物歧化酶）的活性被显著诱导,当暴露浓度达到0.5 g/L时,CAT的诱导程度减弱,而SOD则受到抑制.研究显示,海水中的原油对双齿围沙蚕具有显著急性毒性效应,且0.1 g/L的原油暴露即可导致双齿围沙蚕产生脂质过氧化,脂质过氧化程度随暴露浓度的升高而增强;0.1 g/L原油暴露能显著诱导双齿围沙蚕体内抗氧化酶的活性,且随着海水中原油暴露浓度的增加,GST的诱导程度增强,CAT的诱导程度减弱,SOD的活性则受到抑制.      

几种大型底栖生物对Cd,Zn,Cu的积累实验研究

参照国家海水水质标准,在一系列低浓度Cd,Zn,Cu的海水中,对几种大型底栖生物进行了长约5个月的积累实验研究。结果表明,在实验浓度范围内,紫贻贝、魁蚶、褶牡蛎》、菲律宾蛤和刺海参对Cd都有一定程度的积累,且其体内Cd浓度与环境海水Cd浓度间有一定的相关关系,可比较好地指示海水Cd污染。褶牡蛎对Zn有很强的累积能力,其体内Zn浓度与环境海水Zn浓度之间有一定相关关系;紫贻贝对Zn的积累能力较褶牡蛎弱,在一定浓度范围内表现为调节;其他实验生物积累Zn能力很小。研究还表明,紫贻贝、魁蚶、菲律宾蛤、褶牡蛎和栉孔扇贝只有在Cu浓度低于0.02mg/L的海水中,存活才超过50天,其中紫贻贝与褶牡蛎对Cu有一定的积累。     

北部湾涠洲岛原油污染物的海水环境质量基准研究

选择9种我国本土海洋生物对北部湾涠洲岛原油污染物的急性生物毒性进行测试,并基于测试获得的毒性数据,利用美国水生生物基准推算方法,对该原油污染物的海水环境基准阈值进行推导,结果表明:原油样品对卤虫、褶皱臂尾轮虫、太平洋纺锤水蚤、中国对虾、三疣梭子蟹、彩虹明樱蛤、牙鲆、半滑舌鳎、青岛大扁藻的LC50(或EC50)分别为10.28, 2.37, 4.88, 0.31, 0.81, 65.88, 19.02, 9.10, 0.23mg/L;涠洲岛原油污染物的急性和慢性海水质量基准阈值分别为0.06,0.012mg/L.研究结果可为我国海上溢油事故损害评估提供科学依据.     

溢油胁迫下孔石莼碳氮稳定同位素的变化

为了研究溢油对海岸潮间带重要的大型绿藻孔石莼（Ulva Pertusa）的影响,本文探究了在180#燃料油的原油分散液（WAF）胁迫下,孔石莼的生长速率、叶绿素a以及碳氮稳定同位素的变化。在低WAF浓度（1.43 mg/L、2.87 mg/L和4.30 mg/L）胁迫下,对孔石莼的生长具有促进作用,生长速率均高于对照组,同时叶绿素a和碳氮稳定同位素均呈现上升的趋势;而高浓度WAF（5.72 mg/L和7.17 mg/L）会抑制藻类生长,导致生长速率低于对照组,而叶绿素a含量却高于对照组,孔石莼的δ15N和δ13C相比对照组偏负。对于孔石莼来说,C、N稳定同位素变化的趋势比叶绿素a更明显,这表明在溢油胁迫下,孔石莼的C、N稳定同位素能够更好更快速地评价溢油胁迫毒性大小,因此可以作为海洋环境监测和评价的一种新手段。