全 文 ：收稿日期：2009 - 02 - 20 录用日期：2009 - 03 - 17
基金项目：国家科技支撑计划项目 （No . 2006BAJ02A10；No. 2006BAI19B05）
作者简介：王莉 （1986—），女，硕士研究生；通讯作者 （Corresponding author），E-mail : yangxu@mail .ccnu.edu.cn
2009 年 第 4 卷
第 3 期，452-456
生 态 毒 理 学 报
Asian Journal of Ecotoxicology
Vol. 4, 2009
No. 3, 452-456
邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性
作用
王莉 1，唐丽雅 2，魏晨曦 1，刘丹丹 1，杨旭 1，*
1. 华中师范大学生命科学学院 环境科学实验室与湖北省遗传调控和整合生物学重点实验室，武汉 430079
2. 香港理工大学应用生物与化学科技系，香港
摘要：为了研究邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）对水生藻类的生态毒性作用，以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）
为受试对象，设置 5 个 DEHP 浓度梯度（5、10、20、40、80mg·L -1）和 1 个对照组，实验周期为 96h，以藻细胞数量和光
合色素含量为测试指标，检测了 DEHP 对斜生栅藻生长的影响 . 结果表明，DEHP 对斜生栅藻生长和色素含量具有一
定的影响：暴露 96h 后，各 DEHP 暴露组斜生栅藻生物量（藻细胞数）与对照组均有显著差异（p<0.05），且随 DEHP 暴
露浓度的升高，生物量逐渐降低；各 DEHP 暴露组叶绿素 a、b 含量均显著低于对照（p<0.05），在较低 DEHP 浓度（5、
10mg·L -1）下，叶绿素 a、b 含量略呈上升趋势，较高 DEHP 浓度（≥40mg·L -1）下，则呈下降趋势；DEHP 暴露对类胡萝
卜素含量影响不大，除 80mg·L-1 组显著降低（p<0.05）外各实验组差异不大（p>0.05）.
关键词：邻苯二甲酸二 （2-乙基） 己酯；斜生栅藻；生态毒性；叶绿素 a；叶绿素 b；类胡萝卜素
文章编号：1673 - 5897（2009）3 - 452 - 05 中图分类号：X171.5 文献标识码：A
Ecological Toxicity of Di -（2 -Ethylhexyl） Phthalate on Scenedesmus
Obliquus
WANG Li1，TANG Li-ya2，WEI Chen-xi1，LIU Dan-dan1，YANG Xu1，*
1 . Laboratory of Environmental Sciences and Hubei Key Laboratory of Genetic Regulation and Integrative Biology , College of Life
Sciences , Huazhong Normal University , Wuhan 430079
2. Department of Applied Biology and Chemical Technology, Hong Kong Polytechnic University , Hong Kong
Received 20 February 2009 accepted 17 March 2009
Abstract：In order to explore the ecological toxicity of di -（2 -ethylhexyl） phthalate（DEHP）on algae, effects of DEHP on
the growth of（Scenedesmus obliquus）were studied. The exposure concentrations of DEHP were 0, 5, 10, 20, 40, 80mg·L-1,
After 96h exposure, the cell density and photosynthetic pigment content of Scenedesmus Obliquus were examined. Results
showed that, after 96h exposure, the cell densities in exposure groups were significantly lower than those in control group
（p <0.05）. The cell densities decreased with the increase of DEHP concentrations. The contents of Chlorophyll a and
Chlorophyll b in exposure groups were also significantly lower than those in control group （p <0.05）. The contents of
Chlorophyll increased slightly at the low concentrations（5, 10mg·L -1）and decreased at the high concentrations（≥40mg·
L -1）. DEHP had little effect on carotenoid, and no significant difference was found between groups except for the
significant decrease of carotenoid content in 80mg·L-1 group.
Keywords：di-（2-ethylhexyl）phthalate；Scenedesmus obliquus；ecotoxicity；Chlorophyll a；Chlorophyll b；carotenoid
王莉等：邻苯二甲酸二 （2-乙基） 己酯对斜生栅藻的生态毒性作用第 3 期
1 引言（Introduction）
邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（Di-ethylhexyl
phthalate，DEHP）是酞酸酯类化合物（Phthalatic-acid
esters，PAEs）中的一种，作为添加剂或溶剂广泛应
用于塑料、油漆、橡胶、化妆品、润滑剂和去污剂等
化工产品中 . DEHP 因其可显著增强塑料的可塑性
和柔韧性，提高塑料的强度和稳定性而成为塑料
生产工艺中不可缺少的一种改性添加剂（陈莉等，
2008）. 塑料中的 DEHP 会慢慢逸出，造成对空气、
水和土壤乃至食物的污染，目前 DEHP 已成为一种
全球性的环境污染物，美国、日本以及包括我国在
内的许多国家已将其列为重点控制的环境污染物 .
DEHP 在环境中较为稳定且难以降解，研究表明，
在室温条件下，进入土壤的 DEHP 经过 6 个月，仍
有 75% ~90%残留在土壤中 （Kirchmann et al . ,
1991）. Wang 等（2008）对武汉长江水样的检测发
现 DEHP 是 PAEs 类物质中最主要的污染物，含量
已远远超过我国地表水质量标准，并且发现 DEHP
可以在水相和沉积相之间转移 . 研究显示，DEHP
可对实验动物的脑、生殖器官、血液、肾脏、肺脏、
肝脏等多种器官造成损害（陈莉等，2008；Park et
al . , 2002；Yang et al . , 2008），此外，还可引起运动
功能下降（Thurén and Woin, 1991）、激素分泌失调
（Kirchmann et al. , 1991）、生殖器官畸形甚至癌变
（曹露露等，2008；张伟等，2008）.
作为水生生态系统的第一营养级，藻类对于水
生生态系统的平衡和稳定起着极其重要的作用 .
进入水体的 DEHP 可能会对藻类的生长产生一定
影响，并通过食物链影响上层生物，进而对人类的
健康和生存环境产生影响（聂湘平等，2008；邱海
源和王宪，2005）. 目前有关 DEHP 对藻类的影响
已有一些报道，但研究多集中于藻类对 DEHP 的富
集和降解等方面（迟杰等，2005；2006），而从藻细胞
生物量和细胞色素角度出发，探讨 DEHP 对藻类的
毒性效应尚未见报道 .
斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）属于绿藻纲、
绿球藻目、栅藻科、栅藻属，是一种分布于温暖地
区池塘、沟渠及河流中的淡水单细胞绿藻 . 其生命
力强、繁殖快、对环境条件变化反应敏感，在检测
污染物对水环境的影响时，通常把对斜生栅藻的
影响作为测试的一项重要指标（Lewis , 1995）. 本
实验初步探讨了 DEHP 对斜生栅藻生长的影响，以
期为进一步评价 DEHP 对水生生物的生态毒性效
应及其环境风险评价提供一定的基础依据 .
2 材料与方法（Materials and methods）
2.1 实验材料和仪器
邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP），分析纯，
密度 0.986g·mL -1，纯度≥99%，购自 Sigma 公司 .
吐温 -80，分析纯，购自 Sigma 公司 . 其他试剂均为
国产分析纯 .
斜生栅藻（Scenedesmus obliquus），由中国科学
院水生生物研究所淡水藻种库提供 .
无菌操作台（苏州净化科学仪器厂），1800 紫
外-可见分光光度计（日本 Hitachi 公司），光照培养
箱（美国 Thermo 公司），显微镜（日本 Olympus 公
司），Eppendorf 5415R 高速冷冻离心机 （德国
Eppendorf 公司），BIO-TEK 酶标仪（美国 BIO-TEK
公司），血球计数板，计数器等 .
2.2 实验方法
2.2.1 斜生栅藻的培养
斜生栅藻在无菌操作台用水生 4号培养基（HB-
4）接种培养（况琪军等，2003），配好的培养基需高温
灭菌备用 . 斜生栅藻培养至对数生长期（OD≈0.3
左右），藻细胞密度大约为 105个·mL-1即可进行实
验 . 培养条件：温度（25±1）℃，光强约 3000Lux，光
暗循环 12h :12h，培养期间每天定时摇动 3 次 .
2.2.2 DEHP 对斜生栅藻生长的影响
准备 50mL 锥形瓶数个，高温灭菌备用. 实验溶
液采用 HB-4 培养及配制，土温-80 助溶. 实验设置
5 个 DEHP 浓度梯度，即 5、10、20、40、80mg·L-1和
1 个对照组（HB-4 培养基），每个浓度设 3 个平行
组 . 培养条件同 2.2.1 节 . 实验结果以藻细胞密度
和光合色素含量为指标，实验周期为 96h，每隔 24h
用血球计数板测定藻细胞密度（个·mL -1），96h 后
用酶标仪测定 650nm 波长下各实验组藻的吸光值 .
2.2.3 细胞色素含量的测定
暴露 96h 后，将 20mL 斜生栅藻溶液 4000g·
min-1离心 10min，去上清，加入 5mL 80%的丙酮溶
液，摇匀，在暗处抽提 24h，再 10,000g·min -1 离心
10min，取上清置于 96 孔酶标板中，以 80%的丙酮
溶液为空白对照，于酶标仪下分别测定在 663、
453
生 态 毒 理 学 报 第 4 卷
645、470nm 处的吸光值 . 采用如下公式计算叶绿
素 a、b 和类胡萝卜素含量（李合生等，2003）：
C.a=12.21OD663-2.81OD645 （1）
C.b=20.13OD645-5.03OD663 （2）
C.k=（1000OD470-3.27C.a-104C.b）/229 （3）
其中 C.a 表示叶绿素 a 含量；C.b 表示叶绿素 b 含
量；C.k 表示类胡萝卜素含量，单位均为 μg·mL -1.
实验中暴露浓度为 20mg·L -1 的实验组样品损坏，
未测得光合色素含量 .
2.3 统计方法
实验数据处理使用 Origin Pro 7.0 统计分析软
件，并进行 t 检验和绘图 .
3 结果（Results）
3.1 DEHP 对斜生栅藻生物量的影响
不同浓度 DEHP 暴露下，斜生栅藻藻细胞密度
随培养（暴露）时间的变化如图 1 所示 . 由图 1 可
见，随着培养时间的延长，各实验组藻细胞密度均
逐渐升高，约在 24~72h 时达到指数生长期 . 24h
时，各 DEHP 暴露组藻细胞密度与对照组无显著差
异（p>0.05），表明 DEHP 短期暴露可能对藻生物量
影响不大；48h 时，各暴露组藻细胞密度开始显著
低于对照组；到 96h 时，各暴露组藻细胞密度均显
著低于对照组（p<0.05），且随 DEHP 暴露浓度的升
高，藻细胞密度逐渐降低，表明暴露一定时间后，
DEHP 可显著降低斜生栅藻生物量，且暴露浓度越
大，毒性越强 . 镜检观察发现，DEHP 暴露后的藻细
胞呈椭圆形，藻细胞体积增大，细胞壁增厚，细胞
分裂受阻，细胞分裂次数多的细胞呈两端尖细、中
间大的纺锤形，部分细胞破裂 . 随着 DEHP 暴露浓
度的升高，细胞变形、破裂程度增大 .
3.2 培养 96h 后 DEHP 对斜生栅藻藻细胞色素含
量的影响
观察发现，培养 96h 后各暴露组藻液与对照组
相比，颜色明显变浅，各暴露组之间藻液颜色差异
不大 . 不同浓度 DEHP 对斜生栅藻藻细胞色素含
量的影响如图 2 所示 . 由图 2 可见，各暴露组叶绿
素 a、b 含量均显著低于对照组（p<0.05）；在较低
DEHP 浓度（5、10mg·L-1）下，叶绿素 a、b 含量略呈
上升趋势，较高 DEHP 浓度（≥40mg·L -1）下，则呈
下降趋势；DEHP 暴露对类胡萝卜素含量影响不
大，除 80mg·L -1 组显著降低（p<0.05）外各实验组
差异不大（p>0.05）.
4 讨论（Discussion）
本研究结果显示，DEHP 可显著抑制斜生栅藻
生长，且随暴露浓度的升高，抑制作用逐渐增强 .
这可能是因为 DEHP 暴露降低了斜生栅藻代谢繁
殖相关酶的活性，从而抑制了藻的代谢和繁殖 , 导
致藻细胞数量减少 . Ito 等（2005）研究表明 DEHP
对动物细胞的毒性，首先是 DEHP 在脂肪酶的作用
下水解为活性中间产物邻苯二甲酸单（2 乙基）己
酯（MEHP）和 2 -乙基已醇（2 -EH），然后 MEHP 和
2-EH 在尿苷二磷酸葡萄糖醛基转移酶、醇脱氢酶
和醛脱氢酶作用下，转变为水溶性代谢产物，
藻
细
胞
密
度
Ce
ll
de
ns
ity
/（
×
50
00
0
个
·
m
L-
1 ）
●
●
●
●
●
▲
▲
▲
▲
▲荨
荨
荨
荨
荨
茛
茛
茛
茛
茛
■
■
■
■
■
■
●
▲
茛
◆ ◆
◆
◆
◆
◆
荨
control
5mg·L-1
10mg·L-1
20mg·L-1
40mg·L-1
80mg·L-1
200
180
160
140
120
100
80
60
40
0 24 48 72 96
培养时间
Culture time/h
图 1 不同浓度 DEHP对斜生栅藻生物量的影响
Fig.1 Effects of different concentrations of DEHP on the
biomass of Scenedesmus Obliquus at different culture times
图 2 培养 96h后不同浓度 DEHP对斜生栅藻光合色素含
量的影响
Fig.2 Effects of different concentrations of DEHP on the
photosynthetic pigment content of Scenedesmus Obliquus after
96h exposure
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
色
素
含
量
Pi
gm
en
tc
on
te
nt
/（
μg
·
m
L-
1 ）
0 5 10 40 80
●
● ● ●
●
■
■
■
■
■
▲ ▲ ▲ ▲
▲
DEHP浓度
DEHP concentration/（mg·L-1）
●
■
▲
chlorophyll a
chlorophyll b
carotenoid
454
王莉等：邻苯二甲酸二 （2-乙基） 己酯对斜生栅藻的生态毒性作用第 3 期
MEHP 及其他代谢产物可能是在细胞内发挥最终
毒性效应的物质 . 而 DEHP 对藻类细胞毒性的作
用机制可能与上述机制不尽相同，在藻细胞中
DEHP 诱导产生活性氧（ROS）和氧化应激可能是
造成藻细胞毒性的主要原因（汪星等，2006；胡芹
芹等，2008）. 在藻类细胞正常代谢过程中可产生
各种活性氧代谢产物，如超氧阴离子（O2·-）、单线
态氧（1O2）、过氧化氢（H2O2）和羟自由基（OH·）等 .
同时，细胞内外的各种抗氧化物质和抗氧化酶如
超氧化物歧化酶（SOD）和还原型谷胱甘肽（GSH）
等负责清除过多的活性氧代谢产物，使细胞内
ROS 的产生与消除处于动态平衡并维持在较低水
平 . Santhosh 等（1998）研究发现当血液保存在含有
DEHP 的塑料血袋内，血细胞溶血加剧，这是由于红
细胞膜发生了脂质过氧化反应（如图 3 所示），细胞
通透性增加，细胞变脆（马玉红，2007）. DEHP 同样
可诱导斜生栅藻细胞内大量产生亲电子的自由基，
超过了细胞自身的自由基清除能力，过多的自由基
攻击生物膜上所含有的大量不饱和脂肪酸诱发脂
质过氧化反应，产生丙二醛（MDA）等，使膜的通透
性增加，膜上的受体和供体被破坏，细胞代谢因此
发生紊乱，同时破坏膜的正常结构，使膜的结构损
伤，并影响细胞内各种酶的活动，同时自由基还可
通过氧化作用引起分子交联、DNA 突变和复制异
常，破坏细胞分裂和光合色素的合成 .
光合色素是客观反映植物利用光照能力的一
类重要指标，往往可以作为判断植物光合生理能
力、反映环境胁迫状况的依据，其含量变化能较好
地反映生物各阶段生长发育正常与否 . 光合器官
是植物细胞内活性氧的主要来源之一，而光合色
素及与之结合的内囊体膜均具有不饱和多烯结
构，极易受活性氧的攻击（刘碧云等，2006）. 本研
究结果显示，DEHP 暴露可使叶绿素含量显著降
低，这可能是因为 DEHP 进入藻细胞内部产生活性
氧，细胞内活性氧的积累导致叶绿体结构破坏，叶
绿素合成受阻（Geoffroy et al. , 2003）. 在 DEHP 浓
度为 5~10mg·L -1 时叶绿素含量略有增加，这与胡
芹芹等（2008）对 DBP 的研究结果一致 . 这可能是
由于此浓度范围内斜生栅藻对 DEHP 的降解作用
所致（迟杰等，2003）. 生物降解发生在藻细胞内
部，在较低 DEHP 浓度下，DEHP 由藻表面吸附进
入藻体中的活性反应中心，部分被藻降解，从而导
致对叶绿素影响降低，叶绿素含量上升（迟杰等，
2003；2005；Safonova et al. , 2005）. 随着暴露浓度
的增大，超过了藻细胞的降解能力，使叶绿素含量
又呈下降趋势 .
通讯作者简介：杨旭（1954—），华中师范大学生命科学
学院教授，博士生导师，环境科学实验室主任 .
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