免费文献传递   相关文献

异丙甲草胺与锌共存对斜生栅藻毒性手性差异影响



全 文 :第 35 卷第 1 期
2014 年 1 月
环 境 科 学
ENVIRONMENTAL SCIENCE
Vol. 35,No. 1
Jan.,2014
异丙甲草胺与锌共存对斜生栅藻毒性手性差异影响
胡晓娜,张淑娴,陈彩东,刘惠君*
(浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江省固体废物处理与资源化重点实验室,杭州 310012)
摘要:为评价重金属与手性农药共存的生物选择性毒性,采用毒性试验标准方法研究了 Rac-、S-异丙甲草胺单独及与锌共存
对斜生栅藻的手性毒性差异. 结果表明,Zn2 +存在条件下 Rac-、S-异丙甲草胺对斜生栅藻的生长趋势影响与除草剂单独作用
时的趋势基本相同,Zn2 +的存在降低了高浓度除草剂对斜生栅藻的生长抑制作用,处理初期(24 h)0. 30 mg·L -1Rac-和 S-异丙
甲草胺单独对斜生栅藻生长的抑制率分别为 49. 61%和 59. 73%,与 Zn2 +联合作用其抑制率分别为 38. 41%和 42. 52% . Zn2 +
的存在增加了 Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的立体选择性毒性差异,使 S-异丙甲草胺急性毒性增大的程度大于 Rac-异丙
甲草胺毒性的增加;与 Zn2 +的联合毒性作用类型表现为除草剂在低浓度下为部分相加作用,高浓度下为拮抗作用;除草剂单
独及与 Zn2 +联合作用处理 96 h后的斜生栅藻叶绿素含量变化与其生长趋势基本一致.
关键词:斜生栅藻;Zn2 +;手性差异;半数效应浓度;叶绿素
中图分类号:X171. 5 文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2014)01-0292-07
收稿日期:2013-04-15;修订日期:2013-05-27
基金项目:国家自然科学基金项目(21377115);浙江工商大学研究
生科研创新基金项目(1260XJ1512147)
作者简介:胡晓娜(1988 ~),女,硕士研究生,主要研究方向为污染
物环境生态毒理,E-mail:731696698@ qq. com
* 通讯联系人,E-mail:lhj@ mail. zjgsu. edu. cn
Influence of the Coexistence of Zn2 + on the Enantioselective Toxicity of
Metolachlor to Scenedesmus obliquus
HU Xiao-na,ZHANG Shu-xian,CHEN Cai-dong,LIU Hui-jun
(Zhejiang Provincial Key Laboratory of Solid Waste Treatment and Recycling,College of Environmental Science and Engineering,
Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310012,China)
Abstract:To evaluate the enantioselective toxicity of chiral pesticide coexisting with heavy metal,the enantioselective toxicity of Rac-,
S-metolachlor alone and coexisting with Zn2 + on Scenedesmus obliquus was studied by using standard toxic testing method. The results
showed that the trend of the enantioselective toxicity of Rac- and S-metolachlor coexisting with Zn2 + was similar to that of Rac-and S-
metolachlor alone. The growth inhibition rate of Scenedesmus obliquus was decreased by the coexistence of Zn2 + with high concentrations
of metolachlor. The inhibition rates with 0. 30 mg·L -1 Rac- and S-metolachlor alone at 24 h were 49. 61% and 59. 73%,and in the
coexistence of Zn2 + the values were 38. 41% and 42. 52%,respectively. The enantioselective toxicity of Rac- and S-metolachlor was
expanded and the toxicity of S-metolachlor increased greater than that of Rac-metolachlor. The coexistence of Zn2 + showed partial
increase in toxicity of metolachlor in low concentrations,while there was antagonistic effect in high content of metolachlor. The trend of
Chlorophyll content of Scenedesmus obliquus at 96 h was in accordance with the growth inhibition.
Key words:Scenedesmus obliquus;Zn2 +;enantioselective toxicity;EC50;chlorophyll
由于手性农药的广泛使用及其对映体环境归趋
的差异性和立体选择性毒性,手性农药的环境选择
性毒理研究已成为研究热点[1]. 异丙甲草胺是手性
农药对映体纯的研究与应用最成功的一例,有两种
商品化的异丙甲草胺,一种是外消旋异丙甲草胺
(Rac-metolachlor,Racmt),又称都尔、稻乐思;另一
种是富集了 S-对映体的产品 S-异丙甲草胺(S-
metolachlor,Smt),又称精异丙甲草胺或金都尔. 关
于 Rac-和 S-异丙甲草胺环境行为及其施用后产生
的对映体生态安全差异研究已受到关注[2 ~ 7],然而
关于手性农药与重金属共存的生物选择性毒性差异
鲜有报道.
二价锌离子(Zn2 +)既是生物代谢的微量营养
元素,又是高毒重金属. 高浓度 Zn2 +会抑制藻类生
长[8 ~ 10],影响光合作用,使叶绿素含量下降,类胡萝
卜素与叶绿素的比率失调,藻类渗透压增高,电解质
漏失,最终导致藻类形态发生变异[11].
水藻是水生生态系统中最常见的生物,由于其
对毒物敏感、易获得、个体小、繁殖快,在较短时间
内可得到化学物质对藻类许多世代及种群水平的影
响评价,因此常被用来监测和评价水体环境质量变
化和水体污染状况[12,13]. 本研究选择斜生栅藻为
指示生物,从急性毒性和叶绿素含量影响分析并比
较了 Rac-及 S-异丙甲草胺单独及与锌联合作用对
斜生栅藻的影响,并探讨了 Zn2 +对除草剂手性毒性
DOI:10.13227/j.hjkx.2014.01.071
1 期 胡晓娜等:异丙甲草胺与锌共存对斜生栅藻毒性手性差异影响
差异性的影响,以期更准确地评估污染物生态风险
性并为手性农药的合理使用提供理论依据.
1 材料与方法
1. 1 实验材料
斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)购自中国科学
院水生生物研究所,培养基采用水生 4 号(HB-4)人
工培养液;Rac-异丙甲草胺(96%)购自杭州庆丰农
药厂,S-异丙甲草胺(96%)购自先正达(瑞士)公
司;氯化锌(ZnCl2)购自上海生工生物工程有限公
司;其他试剂、药品均为分析纯.
1. 2 实验方法
1. 2. 1 斜生栅藻的培养
斜生栅藻置于智能型可编程光照培养箱恒温光
照培养,用 4 层纱布封口,培养温度为 24. 0℃ ±
1. 0℃,光照 63 μmol·(m2·s)- 1连续静置培养,设置
光暗比为 16 h∶ 8 h,每天定时摇动 3 ~ 5 次,当进入
对数生长期(藻密度约为 5 × 105 ~ 6 × 105个·mL -1)
时转接至下一代,镜检细胞正常.
1. 2. 2 急性毒性试验方法
将处于对数生长期的斜生栅藻 100 mL 接种到
250 mL锥形瓶中,藻密度为 7. 5 × 105 个·mL -1,设
置 3 个平行. Rac-和 S-异丙甲草胺浓度设置为 0、
0. 050、0. 075、0. 10、0. 15、0. 20 和 0. 30 mg·L -1,
Zn2 +浓度为 0. 15 mg·L -1(本实验得到 Zn2 +单独作
用斜生栅藻时的 EC50,48 h、EC50,72 h和 EC50,96 h值分
别 0. 14、0. 15 和 0. 17 mg·L -1). 进行异丙甲草胺
单独及与锌联合培养,用可见光分光光度计(721E)
分别于 24、48、72、96 h测定藻液在 680 nm处的吸
光值.
1. 2. 3 叶绿素含量测定方法
取处理 96 h的藻液,用 90%的丙酮在低温暗处
浸提 24 h,取上清液用紫外可见分光光度计(TU-
1901)测定 663 和 645 nm处吸光值,按照 Mackinney
公式计算叶绿素 a(Chl a)和叶绿素 b(Chl b)的含
量[14],公式如下:
叶绿素 a浓度(mg·L -1)= 12. 7 A663 - 2. 69 A645 (1)
叶绿素 b浓度(mg·L -1)= 22. 9 A645 - 4. 68 A663 (2)
1. 2. 4 数据统计与分析
采用 SPSS 15. 0 进行数据分析与处理,对藻细
胞叶绿素含量的差异性用方差检验,并用 Duncuns
New Multiple Test做浓度之间的多重比较,显著性水
平为 P < 0. 05. 异丙甲草胺单独及与锌联合作用对
斜生栅藻的生长抑制率表达为:100% ×(对照吸光
值 - 处理吸光值)/对照吸光值,采用 Logistic 模
型[15]计算其半数效应浓度 EC50 .
2 结果与讨论
2. 1 Zn2 +存在下 Rac-、S-异丙甲草胺对斜生栅藻
的急性毒性影响
采用 Logistic 模型拟合得 Zn2 +(0. 15 mg·L -1)
存在条件下 Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻生长
抑制率的最佳浓度-效应曲线,同时得到相应 EC50值
(图 1 和图 2). 可以看出,Rac-和 S-异丙甲草胺对斜
生栅藻的生长抑制率随着除草剂浓度的增大而升
高,EC50值随暴露时间的延长而减小. 低浓度(<
0. 15 mg·L -1)情况下,Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生
栅藻的生长抑制作用较小,S-异丙甲草胺的毒性作
用显著高于 Rac-异丙甲草胺,96 h 时 0. 075 mg·L -1
Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的抑制率分别为
9. 12%和 35. 13%,两者相差约 3. 9 倍. 在浓度 <
0. 075 mg·L -1下,24、48、72和 96 h时 0. 050 mg·L -1
Rac-异丙甲草胺对斜生栅藻的抑制率随着暴露时间
的延长分别为 5. 53%、1. 09%、2. 74%和 0. 54%,S-
异丙甲草胺分别为 19. 25%、7. 76%、6. 79% 和
6. 20%,随着暴露时间的延长斜生栅藻表现出一定的
恢复能力. 这与 Liu 等[5]研究发现小球藻在低浓度
异丙甲草胺(0. 01 mg·L -1和 0. 04 mg·L -1)作用下随
时间的延长生长恢复一致. 在浓度≥0. 075 mg·L -1
时,Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的生长抑制率随
着暴露时间的延长而增大,0. 15 mg·L -1 Rac-异丙甲
草胺对斜生栅藻的抑制率分别为 28. 04%、28. 72%、
55. 84%和 67. 07%,S-异丙甲草胺分别为 47. 56%、
85. 87%、89. 86%和 91. 90% .
Zn2 +存在时,Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻
的毒性作用趋势与除草剂单独作用时的趋势基本相
同. 随着培养时间的延长,斜生栅藻在低浓度异丙
甲草胺与 Zn2 +联合作用下也表现出一定的恢复能
力. 低浓度除草剂与 Zn2 +共存时对斜生栅藻的生长
抑制率比除草剂单独作用时的抑制率大,但 Zn2 +的
添加使高浓度除草剂抑制率下降. 处理初期(24
h),各处理浓度 Rac-异丙甲草胺单独作用对斜生栅
藻的抑制率分别为 5. 35%、6. 27%、8. 04%、
28. 04%、44. 77%和 49. 61%,与 Zn2 + 联合作用对
斜生栅藻的抑制率为 28. 33%、29. 08%、26. 84%、
29. 08%、33. 56%和 38. 41%(图 1);各浓度 S-异
丙甲草胺单独作用对斜生栅藻的抑制率分别为
19. 25%、21. 43%、35. 79%、47. 56%、48. 92%和
392
环 境 科 学 35 卷
图 1 Zn2 +存在条件下 Rac-异丙甲草胺对斜生栅藻的抑制作用
Fig. 1 Concentration-response fitting curve of Rac-metolachlor in the presence of Zn2 +
图 2 Zn2 +存在条件下 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的抑制作用
Fig. 2 Concentration-response fitting curve of S-metolachlor in the presence of Zn2 +
492
1 期 胡晓娜等:异丙甲草胺与锌共存对斜生栅藻毒性手性差异影响
59. 73%,与 Zn2 +联合作用对斜生栅藻的抑制率分
别 为 21. 61%、 27. 21%、 29. 45%、 33. 56%、
35. 42%和 42. 52%(图 2),Zn2 +的存在降低了高浓
度除草剂对斜生栅藻生长的抑制作用.
2. 2 Zn2 +与 Rac-、S-异丙甲草胺联合毒性分析
评价联合毒性的方法有很多,如毒性单位法、
相加指数法等. 本研究采用毒性单位法对除草剂与
Zn2 +的联合毒性进行评价,毒性单位指当实验溶液
的毒物浓度等于该毒物对某种水生生物的半数效应
浓度(EC50)时,实验溶液对水生生物的毒性强度为
一个毒性单位[16]. 根据这个原理,混合物中第 i 组
分的毒性单位(TUi)可表示为:
TUi =
ci
EC50,i
(3)
M = Σ
n
i = 1
TUi (4)
M0 =
M
TUi,max
(5)
式中,ci 指 i组分在混合物中的浓度,EC50,i指 i 组
分单独作用时的半致死浓度(或半数有效浓度);
TUi,max指混合物中毒性单位最大值. 由 Zn
2 + 和
Rac-、S-异丙甲草胺单独作用的 EC50值计算 M 和
M0 值,根据 M和 M0 值的大小来评价联合作用的类
型(表 1 和表 2). 培养 48 h Rac-及 S-异丙甲草胺与
Zn2 +的联合作用类型均为拮抗作用;培养后期(72
h和 96 h),Rac-、S-异丙甲草胺与 Zn2 +的联合作用
类型均表现为除草剂在低浓度下的联合作用为部分
相加作用,高浓度下为拮抗作用.
表 1 联合毒性评价方法的具体评价标准
Table 1 Standard of the evaluation methods for joint toxicity
方法 协同(大于相加) 简单相加 部分相加 独立 拮抗
TU法 M < 1 M = 1 M0 >M > 1 M =M0 M >M0
表 2 Rac-、S-异丙甲草胺与 Zn2 +的联合毒性分析
Table 2 Joint toxicity of Rac-and S-metolachlor with Zn2 +
除草剂浓度
/mg·L -1
48 h 72 h 96 h
Racmt Smt Racmt Smt Racmt Smt
M M0 作用类型 M M0 作用类型 M M0 作用类型 M M0 作用类型 M M0 作用类型 M M0 作用类型
0. 050 1. 37 1. 28 拮抗 1. 57 1. 46 拮抗 1. 34 1. 35 部分相加 1. 58 1. 59 部分相加 1. 25 1. 42 部分相加 1. 49 1. 69 部分相加
0. 075 1. 51 1. 41 拮抗 1. 81 1. 69 拮抗 1. 51 1. 52 部分相加 1. 88 1. 89 部分相加 1. 44 1. 64 部分相加 1. 79 1. 97 部分相加
0. 10 1. 66 1. 55 拮抗 2. 06 1. 93 拮抗 1. 69 1. 70 部分相加 2. 17 1. 84 拮抗 1. 62 1. 84 部分相加 2. 10 1. 72 拮抗
0. 15 1. 96 1. 83 拮抗 2. 56 1. 72 拮抗 2. 03 1. 95 拮抗 2. 76 1. 56 拮抗 1. 99 1. 79 拮抗 2. 71 1. 48 拮抗
0. 20 2. 25 1. 90 拮抗 3. 05 1. 54 拮抗 2. 38 1. 71 拮抗 3. 35 1. 42 拮抗 2. 36 1. 59 拮抗 3. 32 1. 36 拮抗
0. 30 2. 85 1. 60 拮抗 4. 04 1. 36 拮抗 3. 08 1. 48 拮抗 4. 52 1. 28 拮抗 3. 10 1. 40 拮抗 4. 27 1. 17 拮抗
2. 3 Zn2 +存在对 Rac-及 S-异丙甲草胺对映体选择
性差异的影响
为了说明 Zn2 +存在对异丙甲草胺对映体选择
性差异的影响,通过分析 Rac-及 S-异丙甲草胺的半
数有效浓度比值(enantioselective toxicity,ET)来表
征异丙甲草胺的潜在立体选择性毒性:
ET =
iEC50S + jEC50R
EC50S
=
EC50Rac
EC50S
(6)
式中,EC50S、EC50R、EC50Rac分别指 S-、R-及 Rac-异
丙甲草胺对斜生栅藻的 EC50值,i 和 j (i + j = 1)分
别指 EC50S和 EC50R对 EC50Rac的贡献率
[17].
当 ET > 1 时,说明 S-对映体的潜在毒性较大;
反之,R-对映体的毒性较大;当 ET =1 时,对映体间
不存在毒性差异.
Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的 ET 值分别
为 1. 67(48 h)、1. 69(72 h)和 1. 65(96 h),均大于
1,说明两者对斜生栅藻的急性毒性存在差异,毒性
主要来自 S-异丙甲草胺. 随着暴露时间的延长,ET
值变化不明显,说明 Rac-和 S-异丙甲草胺的立体选
择性毒性随时间变化不大. Zn2 +存在条件下,Rac-
和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的 ET 值分别为 2. 20
(48 h)、2. 62(72 h)和 2. 00(96 h). 进入环境的手
性物质被生物摄取后,其不同对映体潜在的生物效
应大都具有对映体选择性差异[1,18,19],Wen等[20]研
究报道铜存在条件下除草剂 2,4-滴丙酸的毒性发
生了对映选择性反转. 本研究表明 Zn2 +的存在没有
导致对映体毒性反转,但是增加了 Rac-和 S-异丙甲
草胺对斜生栅藻的立体选择性毒性差异,Zn2 +的存
在使 S-异丙甲草胺急性毒性增大的程度大于 Rac-
异丙甲草胺毒性的增加.
2. 4 Zn2 +存在下 Rac-、S-异丙甲草胺对斜生栅藻
叶绿素含量的影响
592
环 境 科 学 35 卷
在光合作用中叶绿素占有非常重要的地位,
Chl a或总叶绿素含量在许多研究中常被作为测定
光合作用的指标,而 Chl b含量可能会随着光密度、
光范围的变化而变化. Zn2 +(0. 15 mg·L -1)存在条
件下 Rac-、S-异丙甲草胺对斜生栅藻叶绿素含量影
响见表 3.
表 3 处理 96 h后斜生栅藻的 Chl a和 Chl b的浓度及其含量比1)
Table 3 Chl a and Chl b concentration and the Chl a /Chl b ratio of S. obliquus after 96 h treatment
除草剂浓度 /mg·L -1 处理 Chl a /mg·L -1 Chl b /mg·L -1 Chl a /Chl b
0 / 0. 546 ± 0. 054 f 0. 487 ± 0. 090 d 1. 139 ± 0. 110 a
Racmt 0. 443 ± 0. 017 e 0. 364 ± 0. 022 c 1. 219 ± 0. 030 ab
0. 050 Racmt + Zn 0. 327 ± 0. 026 e 0. 233 ± 0. 053 e 1. 403 ± 0. 022 b
Smt 0. 314 ± 0. 029 d 0. 287 ± 0. 055 b 1. 110 ± 0. 108 a
Smt + Zn 0. 227 ± 0. 015 d 0. 178 ± 0. 035 d 1. 556 ± 0. 030 d
Racmt 0. 403 ± 0. 006 e 0. 319 ± 0. 010 bc 1. 266 ± 0. 032 bc
0. 10 Racmt + Zn 0. 286 ± 0. 038 d 0. 159 ± 0. 022 d 1. 799 ± 0. 043 c
Smt 0. 153 ± 0. 005 c 0. 101 ± 0. 008 a 1. 507 ± 0. 071 b
Smt + Zn 0. 076 ± 0. 009 c 0. 060 ± 0. 008 c 1. 267 ± 0. 014 c
Racmt 0. 435 ± 0. 035 e 0. 302 ± 0. 062 bc 1. 470 ± 0. 201 c
0. 15 Racmt + Zn 0. 149 ± 0. 036 c 0. 093 ± 0. 043 b 1. 602 ± 0. 069 c
Smt 0. 080 ± 0. 001 b 0. 049 ± 0. 001 a 1. 632 ± 0. 014 c
Smt + Zn 0. 054 ± 0. 002 a 0. 071 ± 0. 005 a 0. 761 ± 0. 018 a
Racmt 0. 167 ± 0. 011 c 0. 100 ± 0. 019 a 1. 696 ± 0. 210 d
0. 20 Racmt + Zn 0. 083 ± 0. 009 b 0. 058 ± 0. 017 b 1. 431 ± 0. 035 b
Smt 0. 032 ± 0. 001 a 0. 027 ± 0. 001 a 1. 176 ± 0. 030 a
Smt + Zn 0. 024 ± 0. 003 a 0. 026 ± 0. 006 a 0. 923 ± 0. 025 b
1)表中不同数值为平均值 ±标准偏差,数值后的字母表示差异显著性(P < 0. 05)
结果表明,除草剂单独处理 96 h 后的斜生栅藻
叶绿素含量变化与其生长趋势基本一致. 处理组的
Chl a、Chl b明显低于空白组,其含量与除草剂浓度
呈负相关效应. S-异丙甲草胺对斜生栅藻 Chl a 和
Chl b含量的影响显著于 Rac-异丙甲草胺的影响(P
<0. 05),与对照相比,0. 10、0. 20 mg·L -1 Rac-异丙
甲草胺分别使 Chl a含量减少了 26. 2%、69. 4%,S-
异丙甲草胺分别使 Chl a 减少了 72. 0%、94. 1%;
研究表明斜生栅藻 Chl b含量对异丙甲草胺较为敏
感,0. 10 mg·L -1;0. 20 mg·L -1 Rac-异丙甲草胺分
别使 Chl b含量减少了 34. 5%、79. 5%,S-异丙甲草
胺分别使 Chl b 减少了 79. 3%、94. 5%,说明 S-异
丙甲草胺对藻光合作用影响更大,毒性更强. 此结
果与 Liu等[5]关于异丙甲草胺对蛋白核小球藻的毒
性研究一致. 与对照相比,Rac-异丙甲草胺处理组
Chl a和 Chl b含量比(Chl a /b)增大,随浓度呈上升
趋势;S-异丙甲草胺处理组 Chl a /b 比值先上升后
又下降,研究报道 Chl a /b 的上升意味着生物于逆
境下抗性的增强[21]. Zhao等[22]报道,人工增强 UV-
B辐射下,喜树叶片中叶绿素含量与对照相比明显
降低,但 Chl b含量的变化更为显著.
除草剂与 Zn2 +联合作用的斜生栅藻叶绿素含
量变化与除草剂单独作用时变化一致. Zn2 +存在条
件下,处理组的 Chl a、Chl b 明显低于空白组和相
同浓度除草剂单独处理组含量,说明联合作用对斜
生栅藻叶绿素含量的影响大于除草剂单独作用的影
响. S-异丙甲草胺与 Zn2 +联合作用对 Chl a和 Chl b
含量的影响显著于 Rac-异丙甲草胺(P < 0. 05),相
比较空白组,0. 10、0. 20 mg·L -1 Rac-异丙甲草胺分
别使 Chl a含量减少了 47. 6%、84. 8%,S-异丙甲草
胺分别使 Chl a减少了 86. 1%、95. 6%;0. 10、0. 20
mg·L -1;Rac-异丙甲草胺分别使 Chl b 含量减少了
67. 4%、88. 1%,S-异丙甲草胺分别使 Chl b 减少了
87. 7%、94. 7% . Zn2 +存在条件下,Rac-和 S-异丙甲
草胺处理组 Chl a /b 均先增大后降低. 0. 10、0. 20
mg·L -1 S-异丙甲草胺处理组 Chl a /b 均小于 1,说
明 Chl a含量小于 Chl b含量,S-异丙甲草胺与 Zn2 +
联合作用抑制斜生栅藻 Chl a 含量较多于 Chl b 含
量. Moyen 等[23]和 Xia 等[24]研究报道锶、铜胁迫
下,Chl a含量变化比 Chl b 含量更为敏感. 本实验
在有 Zn2 + 存在条件下,Chl a 含量变化比较敏感.
Chl b含量的相对稳定从而导致 Chl a /b 比值的降
低可能与叶黄素的稳定性相关;反之,Chl a 含量的
相对稳定从而导致 Chl a /b 比值的升高可能与 β-类
692
1 期 胡晓娜等:异丙甲草胺与锌共存对斜生栅藻毒性手性差异影响
胡萝卜素的稳定性相关[25]. 异丙甲草胺与 Zn2 +联
合作用时 Chl b 含量较 Chl a 含量稳定,Chl a /b 比
值下降,说明异丙甲草胺与 Zn2 +联合作用对斜生栅
藻叶黄素的影响较明显于 β-类胡萝卜素.
3 结论
(1)异丙甲草胺对斜生栅藻的急性毒性随着除
草剂浓度的上升和暴露时间的延长而增大,存在剂
量效应和时间效应关系;Zn2 +存在条件下,Rac-、S-
异丙甲草胺对斜生栅藻的毒性作用趋势与其单独作
用时的趋势基本相同,Zn2 +的存在降低了高浓度除
草剂对斜生栅藻生长的抑制作用.
(2)培养 48 h 时,Rac-及 S-异丙甲草胺与 Zn2 +
联合作用类型均为拮抗作用,72 h和 96 h时与 Zn2 +
的联合作用类型均表现为除草剂在低浓度下的联合
作用为部分相加作用,高浓度下为拮抗作用.
(3)Rac-和 S-异丙甲草胺对斜生栅藻的急性毒
性存在差异,毒性主要来自 S-异丙甲草胺. Zn2 +的
存在没有导致对映体毒性反转,但是增加了 Rac-和
S-异丙甲草胺对斜生栅藻的立体选择性毒性差异,
Zn2 +的存在使 S-异丙甲草胺急性毒性增大的程度
大于 Rac-异丙甲草胺毒性的增加.
(4)处理 96 h后异丙甲草胺对斜生栅藻叶绿素
含量的影响存在浓度-效应关系,叶绿素含量变化与
其生长趋势基本一致. Zn2 +存在条件下,Rac-和 S-
异丙甲草胺处理组 Chl a 和 Chl b 含量比(Chl a /b)
均先增大后降低.
参考文献:
[1] Liu W P,Gan J Y,Schlenk D,et al. Enantioselectivity in
environmental safety of current chiral insecticides [J].
Proceedings of the National Academy of Science of the United
States of America,2005,102(3):701-706.
[2] Cao P Y,Wang X Y,Liu F M,et al. Dissipation and residue of
S-metolachlor in maize and soil[J]. Bulletin of Environmental
Contamination and Toxicology,2008,80(5) :391-394.
[3] Pereira S P,Fernandes M A S,Martins J D,et al. Toxicity
assessment of the herbicide metolachlor comparative effects on
bacterial and mitochondrial model systems[J]. Toxicology in
Vitro,2009,23(8) :1585-1590.
[4] Liu H J, Huang R N, Xie F, et al. Enantioselective
phytotoxicity of metolachlor against maize and rice root[J].
Journal of Hazardous Materials,2012,217-218:330-337.
[5] Liu H J,Xiong M Y. Comparative Toxicity of Rac-metolachlor
and S-metolachlor to Chlorella pyrenoidosa [J]. Aquatic
Toxicology,2009,93(2-3) :100-106.
[6] Liu H J,Cai W D,Huang R N,et al. Enantioselective toxicity
of metolachlor to Scenedesmus obliquus in the presence of
cyclodextrins[J]. Chirality,2012,24(2) :181-187.
[7] 蔡卫丹,刘惠君,方治国. Rac-及 S-异丙甲草胺对 2 种微藻
毒性特征影响研究[J]. 环境科学,2012,33(2):448-
453.
[8] Monteiro C M,Fonseca S C,Castro P M L,et al. Toxicity of
cadmium and zinc on two microalgae,Scenedesmus obliquus and
Desmodesmus pleiomorphus,from Northern Portugal[J]. Journal
of Applied Phycology,2011,23(1) :97-103.
[9] 阎海,王杏君,林毅雄,等. 铜、锌和锰抑制蛋白核小球藻
生长的毒性效应[J]. 环境科学,2001,22(1):23-26.
[10] 李坤,李琳,侯和胜,等. Cu2 +、Cd2 +、Zn2 +对两种单胞藻的
毒害作用[J]. 应用与环境生物学报,2002,8(4):395-398.
[11] 况琪军,夏宜铮,惠阳. 重金属对藻类的致毒效应[J]. 水生
生物学报,1996,20(3):277-283.
[12] Lin K C,Lee Y L,Chen C Y. Metal toxicity to Chlorella
pyrenoidosa assessed by a short-term continuous test[J]. Journal
of Hazardous Materials,2007,142(1-2) :236-241.
[13] Nie X P,Wang X,Chen J F,et al. Response of the freshwater
alga Chlorella vulgaris to trichloroisocyanuric acid and
ciprofloxacin[J]. Environmental Toxicology and Chemistry,
2008,27(1) :168-173.
[14] Marr I L,Suryana N,Lukulay P, et al. Determination of
chlorophyll a and b by simultaneous multi-component
spectrophotometry [ J]. Fresenius Journal of Analytical
Chemistry,1995,352(5) :456-460.
[15] Isnard P,Flammarion P,Roman G,et al. Statistical analysis of
regulatory ecotoxicity tests[J]. Chemosphere,2001,45(4-5) :
659-669.
[16] Sprague J B,Ramsay B A. Lethal levels of mixed copper-zinc
solutions for juvenile salmon[J]. Journal Fisheries Research
Board of Canada,1965,22(2) :425-432.
[17] Zhang A P,Xu C,Liu W P. Influence of toxicity and dissipation
of racemic fenoxaprop and its R-enantiomer in Scenedesmus
obliquus suspension by cyclodextrins [ J]. Journal of
Environmental Science and Health,Part B:Pesticides,Food
Contaminants,and Agricultural Wastes,2008,43(3) :231-
236.
[18] Xu C,Zhao M R,Liu W P,et al. Enantioselectivity in zebrafish
embryo toxicity of the insecticide acetofenate[J]. Chemical
Research in Toxicology,2008,21(5) :1050-1055.
[19] Ma Y,Chen L H,Lu X T,et al. Enantioselectivity in aquatic
toxicity of synthetic pyrethroid insecticide fenvalerate[J].
Ecotoxicology and Environmental Safety,2009,72(7) :1913-
1918.
[20] Wen Y Z,Chen H,Shen C S,et al. Enantioselectivity tuning of
chiral herbicide dichlorprop by copper:roles of reactive oxygen
species[J]. Environmental Science and Technology,2011,45
(11) :4778-4784.
[21] 王海霞,刘文哲. UV-B 辐射增强对喜树叶片色素含量和形
态结构的影响[J]. 中国农学通报,2011,27(5):209-213.
[22] Zhao Y,Du L F,Yang S H,et al. Chloroplast composition and
structural differences in a chlorophyll reduced mutant of oilseed
792
环 境 科 学 35 卷
rape seedlings[J]. Acta Botanica Sinica,2001,43(8):877-
880.
[23] Moyen C,Roblin G. Uptake and translocation of strontium in
hydroponically grown maize plants,and subsequent effects on
tissue ion content,growth and chlorophyll a /b ratio:comparison
with Ca effects[J]. Environmental and Experimental Botany,
2010,68(3) :247-257.
[24] Xia J R,Tian Q R. Early stage toxicity of excess copper to
photosystem Ⅱ of Chlorella pyrenoidosa-OJIP chlorophyll a
fluorescence analysis[J]. Journal of Environmental Sciences,
2009,21(11) :1569-1574.
[25] Biswal B. Carotenoid catabolism during leaf senescence and its
control by light[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology,
B:Biology,1995,30(1) :

3-13.
《环境科学》多项引证指标名列前茅
2013 年 9 月 27 日,中国科学技术信息研究所在中国科技论文统计结果发布会上公布了 2012 年度中国
科技论文统计结果. 统计结果显示 2012 年度《环境科学》多项引证指标位居环境科学技术及资源科学技术
类科技期刊前列.
《环境科学》综合评价总分 77. 8,排名第一,总被引频次6 489,影响因子 1. 156.
综合评价总分是根据中国科技期刊综合评价指标体系,计算多项科学计量指标(总被引频次、影响因
子、他引率、基金论文比、引文率等),采用层次分析法确定重要指标的权重,分学科对每种期刊进行综合评
定,计算出每个期刊的综合评价总分.这项指标屏蔽了各个学科之间总体指标背景值的差异,使科技期刊可
以进行跨学科比较.根据发布的统计结果,2012 年度《环境科学》综合评价总分 77. 8,在被统计的 30 种环境
科学技术及资源科学技术类期刊中名列第一.
892