全 文 ：第8 1卷
1 9 9 9年
第 1期
l月
环 境 化 学
E NV IRO N ME NT AL CH E M IS T R Y
V
ol
.
18
,
Ja n u a r y
N o
.
l
1 9 9 9
1
一硝基花与苯衍生物共存对斜生栅藻的联合毒性 ”
张 朝 竺乃恺 夏希娟 杜秀英
(中国科学院生态环境研究中心 , 北京 , 1 0。。8 5)
摘 要
本文研究了 1一硝 基花和硝基苯 、 苯酚 、 苯胺 、 甲苯四种苯的衍 生物对斜生姗藻生
长抑制的 E C S。 ( 9 6 h ) 分别 为 。 . i s 2 4m g · l一 ` , 3 6 . s i 64 m g · l一 ’ , Z 1 9 . o o z 7m g · l一 ’ ,
45
.
1 68 9mg
·
l一 ,和 72 . 3 1 7 2nt g · 、一 ` ; 并进一步研究了它们的联合毒性效应 , 得出硝基
苯 、 苯酚 、 苯胺 、 甲苯和 l 一硝基的联合效应相加指数 A l 分别为 0 . 3 7 76 , 一 L 0 7 92 ,
1
.
5 5 2 3
, 一 0 . 74 8 1 . 相应的效应增加系数依次为 1 . 3 77 6 , l / 2 . 0 7 9 2 , 2 . 5 5 2 3 , 1 / 1 . 7 4 8 1 ,
硝基苯 、 苯胺与 1一硝基花混合显示协同作用 . 而苯酚 、 甲苯与 1一硝基蓖混合则显示拮
抗作用 .
关扭词 : 1一硝基蓖 , 斜生姗藻 , 联合效应相加指数 , 效应增加指数 .
利用藻类生长抑制实验测定污染物的毒性 已有不少报道 , 而且已有 了一套公认的测
试方法〔’ 〕 , 但大多集中在研究不同污染物对不同种藻类的单一毒性上工2一 5〕 . 在具体水环境
中 , 同时会存在多种污染物 , 为了客观地评价污染物共存对藻类的影响 , 有必要进行联
合毒性的研究 .
已有文献报道了 1一硝基花 ( 1一N )P 的理化分析 、 代谢 、 毒理等方面的研究沛 “〕 . 但
对存在多种污染物的水体中 1一N P 的毒性研究还未见报道 . 本实验以斜生栅藻为材料 , 研
究了 l 一 N P 分别与四种苯衍生物共存时的联合毒性 ( E sC 。 ) , 计算出了联合效应相加指数
A l
, 并探讨了 1一N P 与共存化合物对斜生栅藻的联合毒性机制 .
1 实验部分
.1 1 实验材料 、 试剂与设备
斜生栅藻 (S cen e d e s m us obl 匆u us K次 2 . ) 由本所区域生态室提供 . 硝基苯 、苯胺 、 苯酚 、
甲苯为分析纯 ,北京化工厂 ; 1 一硝基蓖 ( lA dr ihc ) ; 二甲基亚矾 ( M E R C K , 光谱纯 ) .
L R H
一
25 0 A
一
G 生化培养箱 , 洁净工作台 , 离心机 , 72 型光电分光光度计 , 显微镜 ,
1
.
2 实验方法与数据处理
实验按国家环保局 “ 化学品测试准则 ” 中藻类生长抑制方法进行川 . 培养基为水生四
号 ; 温度 2 4 士 l ℃ ; p H = 7 . 0士 0 . 2 ; 白色 日光灯 2 4 h 连续照明 , 光强为 3 0 0 0 L u x ; 静止
培养 , 每天定期摇动三次 .
l) 本文得到中国科学院资源与生态环境研究重大项 目 B 资助 K Z , 5卜 B /2 0 9一。 .6
环 境 化 学 1 8 卷
按等对数间距 ( eq ua l log ar i th ic b a si) 设置 4 个浓度组和空白对照组 , 并各设两平
行样 , 分别测定 1一硝基花及四种苯衍生物对斜生栅藻的生长抑制 . 每隔 24 h 镜检 、 计数 ,
计算出藻细胞浓度 (个 . m l一 ` ) , 并测定 6 5如 nT 波长处的光密度值 . 用几率单位法分别计
算出各自 9 h6 半抑制浓度 ( E C S。 ) , 再以此为依据将 1一N P 分别与四种苯衍生物按 1 : 1毒
性单位混合 , 测试各混合物对斜生栅藻的联合效应 .
根据下述公式 , 作出浓度对数与抑制率几率单位一元线性回归方程 , 求出 E C S。值 .
A = (Nt 一 N 。 ) t : / 2 + ( N ;十 N Z一 ZN 。 ) ( t : 一 t , ) / 2 + … … ( N 二 _ l + N一 ZN 。 ) ( t 。一 t f 一 ; ) / 2 ( 1 )
式中 , A : 单位面积 , t 。 : 实验 n 次测定时间 ( h) , N , : t , 时刻藻细胞浓度 (个 . m l一 , ) .
I A 一 ( A 。一 A , ) X 10 0 / A 。 ( 2 )
式中 , I A : 受试物浓度下细胞生长抑制百分率 , A 。 : 对照生长曲线下所围单位面积 , A , :
受试物浓度下所围的单位面积 .
1
一
N P 在混合物中的毒性受共存化合物 的影响程度 , 由联合效应相加指数 A l 来表
示 , 按下述公式计算 .
S 一 A 。 / A : + B 。 / B Z+ C 二 / C 、十 … … ( 3 )
式中 , S : 所有混合测试物毒性相加的和 , A , , B 、 , C , , · ” … : 为各化合物单一毒性值
( E C
S。
)
,
A 二 , B 、 , C 。 , … … : 为混合后的混合毒性值 ( E C , 。 ) ,
当 S镇 1 时 ,
A l ~ ( 1 / S ) 一 1 . 0
当 S > 1 时 ,
A l二 S (一 1 ) + 1 . 0 ( 4 )
当 A l > o 时 , 毒物间为协同作用 , 当 A l < o 时 , 毒物间为拮抗作用 , 当 A l一 。 时 , 毒
物间为相加作用 .
2 结果与讨论
2
.
1 单一毒性效应
1
一
N P 对斜生栅藻的毒性实验结果及数据处理见文献 〔9〕. 硝基苯 、 苯酚 、 苯胺和 甲
苯对斜生栅藻的毒性实验方法参照文献 〔9〕, 用同样的方法处理剂量反应方程 , X , 检验
结果均满足置信区间为 95 %的要求 . 结果见表 l , 图 1 和图 2 .
表 1 硝基蓖及 四种苯的一取代物对斜生姗藻的单一毒性
T a t, l e 1 S i n g l
e t o x ie i t v r e s u l t s o f l
一
N P a n d f o u r s u b s t i t u t e s of r b e n z e n e
受试物
1一硝基蓖
硝基苯
笨胺
苯酚
甲苯
剂量反应方程式
y巴 0· 9工十 5 . 6 6 5
E C 5o ( 96 h ) /叱 · l一 1 X Z检脸值
y = 3
·
1 8 3 x十 0 . 0 2 6 6
y = 4
·
2 2 8丈一 1 . 9 9 6 7
y = l
·
9 4 8 6x + 0
.
4 3 9 4
y = 3
·
9 2 8工一 2 . 3 0 3 1
0
.
1 82 4
3 6
.
5 1 64
4 5
`
1 68 9
2 1 9
,
00 2 7
7 2
,
3 17 2
1
.
2 0 4 5
2
.
3 6 6 1
1
.
9 9 0 5
0
.
9 6 3 8
1
.
1 7 5 2
1期 张朝等 : 1一硝基蓖与苯衍生物共存对斜生橱藻的联合毒性
划曰拼并翻蜘
5
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2 0卜卜 , 了“ 9三士夕· “ 65 。
,
` ’ 。卜R ` ’ 0 ` ” 7飞/ /
5
.以】卜 尸产
。 硝基苯
` 甲苯
。 苯胺
x 苯肠
4
.
9 0
岁不二…一二一` 一尸`口 、 户口 ~
挤哥划喊翻绷
4
.
80
` ~ 一
一 0 . 9
— 硝荃苯线性 一一苯胺线性
,
一甲苯线性 · 丫 · 笨纷线性
一 0 . 8 一 0 . 7 ~ 0 . 6
浓度对效
1 1
.
3 1
.
4 1 5飞 . 6 1 7 1 8, 2 0 ’2 2 2 3 2 4
浓度对数
图 1
F i g
·
l
1
一
N P 的剂量效应曲线
1)
〕s e r e a e t io n e u r v e o f l 一 N P
图 2
F ig
·
( l
一n it r o P y r e n e )
四种苯衍生物的剂量效应曲线
2 1沁 s e r e a e t io n e u r v e s o f f o u r
s u
b
s t it u t e s f
o r
b
e n z e n e
2
.
2 联合毒性效应
1
一
N P 分别与四种苯衍生物以 1 : 1 毒性单位混合加入藻培养液中 , 记录 96 h 藻细胞
浓度 , 计算出不同混合液对斜生栅藻的生长抑制 E sC 。 (% h) 值及其联合效应指数 , 见表
2 和图 .3
表 2 1一 N P 与四种苯衍生物以 1 : 1 毒性单位混合后对斜生栅藻生长的影响
T a b l e 2 J
o in t t o x ie i t y
r e s u l t s o f l
一
N P
a n d e a e h o f f o u r s u b s t it u t e s f o r be n
z e n e o n l
,
1 t o x ie it y u n it
受试混合物 剂量反应方程 E C S。 (9 6h) X Z检验值 A I 效应增加系数
l
一 N P + 硝基苯 少 = 1 . 9 6 1二+ 5 . 2 72 5 0 . 7 2 5 9 2 . 6 5 5 1 0 . 37 76 1 . 3 7 7 6
l
一
N p + 苯胺 夕 = 3 . 3 2 0二+ 6 . 3 5 10 0 . 3 9 1 8 3 . 2 2 1 9 1 . 55 23 2 . 5 5 2 3
l
一
N P + 苯酚 夕 = 0 . 98 4二+ 4 . 6 8 7 2 2 . 0 7 9 2 0 . 0 3 5 9 一 1 . 0 79 2 1 / 2 . 0 7 9 2
l
一
N P + 甲苯 夕 = 2 . 2 0 5二+ 4 . 4 6 4 4 1 . 7 4 5 1 1 . 4 2 0 3 一 0 . 74 5 1 1 / 1 . 7 4 8 1
, 苯胶线性令 苹肠姚性
叫十 稍荃苯线性
古 甲笨线性经脸几率单位
· 一一 - 一洲一 - 一一 - -一 ` _ .一 . ` 二二二二口. . . ,们 . 口一 . . ,一 —
一 0
,
6 一 0 5 一 0 . 4 一 0 . 3 一 0 . 2 一 0 . 1 0 0
毒性单位
0
.
2 0
.
3 0
.
4 0
.
5
图 3 1一 N P 与四种苯衍生勿混合后 的剂量效应图
F ig
.
3 加s e r e a e t io n e u r v e o f t h e m i x t u r e s o f l 一N P a n d f o u r s u b s t i t u t e s f o r b e n z e n e
结果显示 , 硝基苯 , 苯胺与硝基蓖以 l : 1毒性单位混合后呈协同效应 ; 苯酚 , 甲苯
与 1一硝基花以等毒性单位混合后呈拮抗效应 .
环 境 化 学 1 8 卷
3结论
( 1) 硝基苯 、 苯酚 、 苯胺 、 甲苯分别与 1一 NP 以等毒性单位混合后 , 9 h6 的毒性单位
分别为 : 0 . 7 2 5 9 , 2 . 0 7 9 2 , 0 . 3 9 1 8 , 1 . 74 8 1 ; A l 分别 为 : 0 . 3 7 7 6 , 一 1 . 0 7 9 2 , 1 . 5 5 2 3 和
一 0 . 7 4 8 1 ; 效应增加系数分别为 : 1 . 3 7 7 6 , 1 / 2 . 0 7 9 2 , 2 . 5 5 2 3 和 1 / 1 . 7 4 8 1 . 可以看出 ,
亲核基团 N 0 2一 , N H Z一形成的苯衍生物对 1一 N P 抑制藻生长表现出协 同作用 , 亲电基团
C H
3一对 1一N P 抑制藻生长表现出拮抗作用 . 这与竺乃恺 , 袁星等报导 〔 ’ 。 · ` ’ 〕的其它化合物
与 2一硝基药的联合作用机制一致 ; 而含亲核基团 O H一的苯酚未表现这一性质 , 可能与苯
酚在光照条件下发生分解有关 ; 作用机制的定性研究还有待进一步探讨 .
( 2) 在单一毒性实验中 , 随着藻起始浓度的增加 , 相同浓度的受试物表现的抑制作
用有下降趋势 (数据略 ) , 这主要是由于在相同受试物的同一作用浓度下 , 随着藻浓度的
增加 , 单位藻细胞接触的毒物量相对减少 . 因此 , 藻类毒性实验应严格控制加入的藻量 .
另外还发现 , 不管两种受试物之间作用方式如何 , 浓度增 加时均显示协同作用 . 这与
M i e h a e l S t
.
J
.
W
a r n e 等提出的漏斗假说 ( f u n n e l h y p o t h e s i s ) 相吻合己’ 2」. 一化合物使有
机体的酶失去活性 , 代谢系统紊乱 , 细胞严重损伤 , 有机体抵抗能力减弱 , 在这种情况
下 , 即使低毒性的化合物也可能对有机体造成很大的细胞损伤 , 从而使两种受试物在生
物效应上表现出协同作用 .
仁l 〕
[ 2 」
[ 3 〕
[ 4 〕
[ 5 〕
[ 6 〕
[ 7 〕
[ 8 ]
[ 9 习
[ 1 0〕
[ 1 1〕
亡1 2 )
参 考 文 献
化学品测试准则 , 化学工业出版社 , 1 9 9。 , 168 一 1 7
张洪勋 , F re it a y D , 七种苯的一取代物在小球藻中的积累以及对藻生 长的影响 , 环境科学学报 , 1 9 8 8 , 8
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: 4 9 5一 4 9 9
郑成宏 , 昊瑜端 , 刘士忠 , 重金属对近海球等鞭 金藻的毒性化学 . 环境科学学报 , 19 8 8 , 8 ( 2) , 20 一 2 08
刘静玲 , 郎佩珍 , 硝基芳烃类对斜 生姗列藻的毒性及 中毒症状 . 环境科学 , 1 9 9 5 , 16 (2 ) , 7一 10
刘静玲 , 袁星 , 郎佩珍 , 2 . 4一二硝基甲苯与共存硝基芳烃化合物对斜生栅列藻的联合毒性 . 环境科学 , 1 9 97 ,
18 ( 5 )
:
3 1一 3 3
徐晓白 , 钟晋贤 , 金祖亮等 , 北京地 区大气预粒物中检出潜在致癌物— 硝基多环芳烃 . 环境科学学报 , 1 984 ,
4 : 2 9 6
R o s e n k r a nz H S
,
M
e e o y E E
,
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n d e r s D R e t a l
. ,
N i t r o P y r e n e
:
I s o l a t io n
,
Id e n t i f i e a t io n a n d R e d u e t l o n o f M u t a
-
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s
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o n e s s
.
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, 1 98 0
,
20 9
,
10 3 9一 1 0 4 3
O h g a k i H
,
M a t
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,
M o r i n o K e t a l
. ,
C a r e i n g e n i e i t y i n R a t s o f t h e M u t a g e n i e C o m卯 u n d s : 1一N 一t r o p y r e n e
a n d 3
一
N i t r o l i u a n t h e ne
. ,
C d肛er l 产t z . , 19 8 2 , 1 5 : l一 7
张朝 , 竺乃恺 , 杜秀英等 , 1一硝基蓖对斜生栅藻的生物学效应 . 环境 化学 , 1 9 98 , 17 ( 6) , 5 54 一 5 57
袁星 , 郎佩珍 , 应用发光菌测定有机化合物的毒性 . 环境化学 , 1 9 9 4 , 13 (3 ) , 2 25 一 258
竺乃恺 , 夏希娟 , 杜秀英 . 2一硝基药的致突变性受共存多环芳烃的影响 . 环境化学 , 19 9 5 , 14 ( 1) , 62 一65
M i
e h a e l S t J W a r n e
,
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r r y l W H a w k e
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T h e N u m b e r o f C o m因 n e n t s i n a M i x t u r e 压 t e r n i n e s W he t h e r S y n e r -
g i s t i e a n d A n t a g o n i
s t i e o r A dd i t i
v e T o x i c i t y P
r e d o m i n a t e
:
T h e F u n n e l H y p o t h e s i s
.
E e以 o x 介讨 。舒 “ n d E n v i~ .
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fe t夕 , 1 9 9 5 , 3 1 , 2 3一 28
1 9 9 8 年 2 月 2 4 日收到 .
1期 张朝等 : 1一硝基花与苯衍生物共存对斜生栅藻的联合毒性
A S S O C IA T E D E F F E C T S O F I
一
N IT R O P Y R E N E A N D
C O N C OM IT A N T B E N Z E N E D E R V IA T IV E S
O N S C E N E D E SM U S O B L I P U U S K U T Z
Z h a n g Z h a o Z h u N d ik a i X ai X utj
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( R e s e a r e h Ce
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A B S T R A C T
S i n g l e t o x i e i t y o f e a e h o f l
一
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.
M o r e o v e r
, a s s o e i a t e d e f f e e t s o f m i x t u r e s ( 1
一
N P a n d
e a e h d e r v i a t i v e s
,
t h e y w e r e m i x e d a e e o r d i n g t o l
, 1 t o x i e i t y u n i r ) w e r e s t u d i e d
,
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s u l t s s h o w e d A l ( a s s o e ia t e d i n d e x ) a r e 0
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.
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K e y w o r d s
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一 n i t r o p y r e n e
,
S c e n e d e s m u s 动l iQ u u s K O t z . , a d d i t i v e i n d e x o f jo i n t e f f e e t ,
i n e r e a s e d e f f e e t e o e f f i e i e n t
.
“ 第七届全国离子色谱学术报告会 ” 征文通知
中国仪器仪表学会分析仪器学会定于 1 9 9 9 年 9一 10 月在杭州召开第七 届全国离子色谱学术报告
会 . 现将征文内容及有关事项通知如下 :
一 、 征文内容
1
. 离子色谱分析理论及发展综述 ;
2
. 离子色谱分析方法的研究报告 ;
3
. 离子色谱分析在各个领域中的应用 ;
4
. 离子色谱仪器及功能部件研制 .
二 、 征文要求
1
. 未正式发表的论文详细摘要 ;
2
. 内容简要扼要 , 字迹清楚 , 用稿纸书写或用计算机打印 , 不要播图 , 总字数 (包括参考文献 ) 不
超过 1 5 0 0 字 ;
3
. 投寄稿件同时 , 请将审稿及版面费 60 元通过银行或邮局汇出 ;
4
. 征稿截止 只期 : 1 99 年 5 月底 .
文稿请寄北京 28 7 1 信箱 (候小平收 ) 邮政编码 : i侧沁8 5 电话 : 6 29肠5 1 0 传真 : ` 2 9 2 3 55 2
版面费请汇人北京分析仪器研究所 邮政编码 : 1侧沁9 5 地址 : 北京市海淀区沮泉
开户银行 : 北京市海淀区联社曹业部苏信前进分社 帐号 : 2 0 1 1一 3 2 一 2 3 2 3 一95 4
联系人 : 刘长宽 电话 : ` 24 5 , 2` , 传真 : ` 24 5 1 3”
中国仪器仪表学会分析仪器学会离子色谱专业委员会