全 文 ：第 43 卷第 19 期
2015 年 10 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 43 No. 19
Oct. 2015
蒽、菲、芘对小新月菱形藻的毒性研究
张智华1，蔡恒江1，2，张俊新1，2
(1 大连海洋大学海洋环境工程学院，辽宁 大连 116023;
2 辽宁省高校近岸海洋环境科学与技术重点实验室，辽宁 大连 116023)
摘 要:在实验室条件下研究了蒽、菲、芘对小新月菱形藻的毒性，结果表明:蒽、菲、芘对小新月菱形藻 48hEC50分别为
196. 54、125. 60 和 152. 86 μg /L。蒽、菲、芘会对小新月菱形藻的抗氧化系统活性产生明显的影响，T － SOD 活性、CAT 活性和
MDA含量有不同程度的升高。蒽、菲、芘两两联合对海洋微藻的毒性实验表明:菲 +芘、蒽 +菲、蒽 +芘对 3 种微藻的联合毒性
作用方式均为协同效应。
关键词:多环芳烃;小新月菱形藻;毒性
中图分类号:X55 文献标志码:A 文章编号:1001 － 9677(2015)019 － 0095 － 03
Toxicity Study on Anthracene，Phenanthrene，Pyrene
on Nitizschia closterium
ZHANG Zhi － hua1，CAI Heng － jiang1，2，ZHANG Jun － xin1，2
(1 College of Marine Technology and Environment，Dalian Ocean University，Liaoning Dalian 116023;
2 Key Laboratory of Nearshore Marine Environmental Ｒesearch，Liaoning Dalian 116023，China)
Abstract:The toxicity of anthracene，phenanthrene，pyrene on Nitizschia closterium was studied in laboratory. The
results showed that anthracene，phenanthrene，pyrene could inhibit the growth of Nitizschia closterium，and 48hEC50 was
196. 54，125. 60，152. 86 μg /L，respectively. The effects of anthracene，phenanthrene，pyrene on the antioxidant system
activity of Nitizschia closterium were significant. T － SOD activity，CAT activity and MDA content could be increased.
Anthracene，phenanthrene，pyrene between two joint toxicity experiments showed that the combined effects of Nitizschia
closterium responses of anthracene，phenanthrene，pyrene were synergistic effect.
Key words:polycyclic aromatic hydrocarbons;Nitizschia closterium;toxicity
多环芳烃 (polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一种
广泛分布的持久性环境污染物，形成于所有有机物质的高温分
解过程，例如煤、石油、汽油以及木材的不完全燃烧［1 － 3］。
PAHs在我国海洋近岸的水体和底质中分布广泛，丘耀文等对
在深圳湾海域 PAHs含量的分析发现，2004 年 02 月深圳湾海水
中 PAHs总含量为 (69. 4 ± 24. 7)ng /L，并且 1948 － 2004 年期
间，深圳湾柱状沉积物中 PAHs 各单体的浓度总体上一直在增
加［4］。蒽、菲、芘是 3 种典型的 PAHs，它们对近海海域造成
的污染已经引起了人们的高度重视。
研究表明，PAHs会对海洋生物的生长会产生明显的影响，
而海洋生物对 PAHs有生物降解作用的同时，对其还有生物富
集和生物转化作用［5 － 7］。海洋微藻是海洋初级生产的主要贡献
者，它的种类多样性和生物量的变化直接影响到海洋生态系统
结构和功能的稳定性。本文选择海洋微藻 －小新月菱形藻为研
究对象，探讨了 3 种多环芳烃 －蒽、菲、芘对小新月菱形藻的
毒性，为研究 PAHs胁迫下海洋浮游植物群落组成结构的演替
和建立海洋环境的生物检测体系提供科学参考。
1 实验部分
1. 1 藻种来源
试验所用的小新月菱形藻 (Nitizschia closterium)取自大连
海洋大学海洋科技与环境学院。
1. 2 培养方法和条件
天然海水取自大连黑石礁海域，经过脱脂棉过滤，灭菌，
冷却至室温，用玻璃纤维素膜 (0. 45 μm 孔径)过滤除去颗粒物
质，将 pH和盐度分别调至 8. 5 和 30。培养液采用 f /2 营养盐
配方，培养温度(20 ± 1)℃，光照强度 3000 Lx，光暗周期
12 h∶12 h。
1. 3 蒽、菲、芘对小新月菱形藻生长毒性实验
将处于指数生长期的小新月菱形藻按照 5 × 104 cells /mL的
起始浓度接种在 50 mL培养液中，同时设 2 个平行样。根据预
备试验所得的全致死和全不致死的浓度范围，设置蒽、菲、芘
质量浓度分别为 0(对照组)、50、100、150、200 μg /L。在温
度(20 ± 1)℃，光暗比 12 h∶12 h，光强 3000 Lx的条件下培养
48 h，每天定时人工摇动 3 次。48 h 后取出 1 mL 藻液，用
Lugol碘液进行固定，用血球计数板计数并计算细胞密度。每
个样品计数 5 次，测定结果以平均值表示。
根据藻细胞密度计算不同浓度蒽、菲、芘对小新月菱形藻
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相对增长率(K)的影响:
K =(lgNt － lgN0)/(t － t0)
式中:Nt、N0 分别为 t时刻和起始时刻 t0 的细胞数，cells /
mL。
1. 4 生理生化指标的测定
以 1. 3 中的得出的蒽、菲、芘对小新月菱形藻的 48hEC50
为实验组，设置蒽、菲和芘对小新月菱形藻质量浓度分别为
196. 54、125. 6 和 152. 86 μg /L，同时以零浓度为对照进行实
验。48 h后将藻液 4000 g离心 10 min，收集沉淀在底部的藻细
胞进行生理生化指标的测定。
(1)可溶性蛋白含量的测定按照 Bradford方法进行［8］。以
测得的可溶性蛋白含量作为 T － SOD、CAT活力和 MDA含量的
基准参照。
(2)超氧化物岐化酶 (Total superoxide dismutase，T －
SOD)活力的测定采用氮蓝四唑(NBT)光化学反应法［9］。
(3)过氧化氢酶 (Catalase，CAT)活力的测定参照 Aebi
等的方法［10］。
(4)丙二醛 (Malondine，MDA)含量的测定按照 Dhindsa
等的方法进行［11］。
1. 5 蒽、菲、芘对小新月菱形藻生长的联合毒性的
研究
将处于指数生长期的微藻按照 5 × 104 cells /mL的起始浓度
接种在 50 mL培养液中，同时设 2 个平行样，3 种藻的处理相
同。在急性毒性试验的基础上，按急性试验 EC50毒性单位按
1∶1 进行蒽、菲、芘联合毒性试验。每个组合分设 6 个浓度组
和 1 个对照组，蒽 +菲对小新月菱形藻质量浓度分别为 0(对照
组)、20. 1、40. 3、60. 4、80. 5、100. 7、120. 8 μg /L;蒽 + 芘
对小新月菱形藻质量浓度分别为 0(对照组)、21. 8、43. 7、
65. 5、87. 4、109. 2、131 μg /L;菲 +芘对小新月菱形藻质量浓
度分别为 0(对照组)、17. 4、34. 8、52. 2、69. 9、87、104. 4
μg /L。分别记录各浓度组分 48 h细胞数。根据单一毒性和联合
毒性的试验结果，用 Marking水生毒理联合效应相加指数(AI)
法，进行联合毒性的评价。
公式 S =(Am/An)+(Bm/Bn)
式中:S 为混合毒物生物活性，A、B 为试验毒物，n、m
为单一、混合毒物 EC50值。
当 S≤1 时，AI = 1 /S － 1;S ＞ 1 时，AI = S(－ 1)+ 1。
AI ＞ 0 时为协同作用，AI ＜ 0 时为拮抗作用，当 AI = 0 时
为相加作用。
2 结果与讨论
2. 1 蒽、菲、芘对小新月菱形藻生长的影响
图 1 蒽、菲、芘对小新月菱形藻生长的影响
Fig. 1 Effects of anthracene，phenanthrene，pyrene
on the growths of Nitizschia closterium
小新月菱形藻的相对增长率随蒽、菲、芘的变化情况见
图 1。低浓度蒽、菲、芘(50 μg /L)对小新月菱形藻生长具有的
促进作用，而高浓度蒽、菲、芘(100 ～ 200 μg /L)对小新月菱
形藻生长具有的抑制作用。蒽、菲、芘对小新月菱形藻
48hEC50分别为 196. 54、125. 60 和 152. 86 μg /L。
2. 2 蒽、菲、芘对小新月菱形藻 T －SOD活性的影响
图 2 T － SOD活性的变化
Fig. 2 Changs of T － SOD activity
图 2 为蒽、菲、芘对小新月菱形藻 T － SOD 活性的影响。
蒽、菲、芘处理的小新月菱形藻 T － SOD 活性比对照分别高出
了 6. 40%、286. 77%、103. 36%。在酶促过程中 SOD是清除自
由基的重要酶之一，将毒性较强的 O· －2 转化为毒性次级的
H2O2 和基态氧，减少·OH的生成，常被作为评价抗氧化水平
的有效生物指标［12］。
2. 3 蒽、菲、芘对小新月菱形藻 CAT活性的影响
蒽、菲、芘对小新月菱形藻 CAT 活性有明显的影响
(图 3)。蒽、菲、芘处理的小新月菱形藻 CAT活性比对照分别
第 43 卷第 19 期 张智华，等:蒽、菲、芘对小新月菱形藻的毒性研究 97
高出了 49. 77%、327. 02%、188. 59%。CAT 所催化的反应中，
能不断地清除 H2O2，并能形成酶的双电子中间复合物来氧化
H2O2 产生 O2
［13］。
图 3 CAT活性的变化
Fig. 3 Changs of CAT activity
2. 4 蒽、菲、芘对小新月菱形藻MDA含量的影响
图 4为蒽、菲、芘对小新月菱形藻 MDA 含量的影响。蒽、
菲、芘处理的小新月菱形藻 MDA 含量比对照分别高出了
80. 84%、261. 98%、163. 17%。MDA的含量可以反映机体内脂
质过氧化程度，间接反映出细胞的损伤程度［14］。实验结果表明
蒽、菲、芘会使小新月菱形藻脂质过氧化程度升高，损伤加剧。
图 4 MDA含量的变化
Fig. 4 Changs of MDA contents
2. 5 蒽、菲、芘对小新月菱形藻的联合毒性效应
表 1 为蒽、菲、芘对小新月菱形藻的联合毒性效应。蒽、
菲、芘两两联合对小新月菱形藻的毒性大小为菲 +芘 ＞蒽 +菲
＞蒽 +芘，根据 Marking水生毒理联合效应相加指数(AI)法，
其联合毒性相应的作用方式均为协同作用。
表 1 蒽、菲、芘对小新月菱形藻的联合毒性效应
Table 1 The combined toxicity of Nitizschia closterium responses of anthracene，phenanthrene，pyrene
联合作用的类型 回归方程 Ｒ2 48hEC50 /(μg /L) AI 作用方式
蒽 +菲 Y = － 0. 942x + 81. 503 0. 9034 71. 50 3. 55 协同
菲 +芘 Y = － 1. 090x + 81. 500 0. 9033 58. 65 4. 00 协同
蒽 +芘 Y = － 0. 868x + 8. 487 0. 9035 80. 25 3. 34 协同
3 结 论
低浓度蒽、菲、芘 (50 μg /L)对小新月菱形藻生长具有
的促进作用，而高浓度蒽、菲、芘 (100 ～ 200 μg /L)对小新
月菱形藻生长具有的抑制作用。小新月菱形藻 T － SOD 活性、
CAT活性和 MDA 含量在蒽、菲、芘作用下会有不同程度的升
高，细胞损伤加剧。蒽、菲、芘两两联合对小新月菱形藻的毒
性的作用方式均为协同作用。
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