全 文 ：农业环境科学学报 2007, 26(增刊):75-78
Journal of Agro-Environm ent S cience
有机锡对斜生栅藻 (Scenedesmus obliquu)
的毒性影响试验研究
何　炜1 , 梁淑轩2 , 杜道彬3 , 孟海涛2
(1. 中国地质大学(北京)水资源与环境工程北京市重点实验室 , 北京 100083;2. 河北大学化学与环境科学学院 , 河北
保定 071002;3. 北京蔚蓝天智诚科技有限公司 , 北京 100071)
摘　要:有机锡对海洋环境有着很大的破坏作用 , 为此以一甲基氯化锡 (CH3 SnC l3)和二甲基氯化锡((CH3)2 SnC l2)为
代表 , 研究了不同浓度有机锡对斜生栅藻(S cenedesm us obliquus)的毒性影响 , 并且对两种有机锡的毒性进行了对比试
验。结果表明 , 一甲基氯化锡和二甲基氯化锡对斜生栅藻的生长均有一定抑制作用 ,且二甲基氯化锡的毒性大于一甲
基氯化锡。当有机锡浓度为 200 μg L- 1时 ,对藻细胞的生长抑制达到 20. 4 %;随着有机锡浓度的增加 , 抑制效应增
大。
关键词:有机锡;斜生栅藻(Scenedesmus obliquus);毒性
中图分类号:X503. 23　　文件标识码:A　　文章编号:1672-2043(2007)增刊 -0075-04
Organotin Toxic ity Towards Scenedesmus obliquus
HEW ei1 , L IANG Shu-xuan2 , DU Dao-bin3 , MENG H a i- tao2
(1. Key Labo ra to ry o fW a ter Resource＆ Env ironment Eng ineering o f Be ijing C ity in Chine se University o f Geo logy , Be ijing
100083, China;2. Chem ica l＆ Environm en ta l Science C ollege of H ebe i Unive rsity, Baod ing 071002, Ch ina;3. Sc ience and
Techno logy L td of C eruc lean Sky- zhicheng, Beijing 100070, China)
Abstrac t:The tox icity and effects o f differen t concentrations fo r tw o o rgano tin com pounds towa rds S cenedesm us obliquus we re
stud ied in this pape rw ith CH3 SnC l3 and (CH3)2 SnC l2 , re spective ly, as represen tatives. It a lso compared the diffe rent toxic ity
between CH3 SnC l3 and(CH3)2 SnC l2 towa rds Scenedesmus obliquus. The re su lts showed tha t bo th CH3 SnC l3 and (CH3)2 SnC l2
had inhibiting effects to the g row th of Scenedesmus obliquus a t ce rtain deg rees. The e ffects inc reased w ith the inc rease of density
o f Se, m oreover, the tox icity o f(CH
3
)
2
SnC l
2
exhib ited a stronge r ability than d id that o f CH
3
SnC l
3
.
K eywords:organo tin compounds;S cenedesm us obliquus; tox icity
　　有机锡在工 、农业等方面有着广泛的应用 ,如用
于生产塑料 、稳定剂 、工业催化剂 、农用杀虫剂 、木材
防腐剂 、鱼网防护剂以及船体防污等。但是有机锡对
海洋环境 ,尤其是对海洋中的生物有着很大的破坏作
用 ,水相中的三丁基锡 (TBT)浓度达到 10-9mg kg -1
时就对敏感生物产生负影响 [ 1] ,如影响龙虾的幼体发
育 ,使雌性荔枝螺雄变等 ,并且海洋生物对有机锡又
有着较强的富集能力 。因此 ,有机锡对海洋环境的污
染引起了各国的普遍关注 , 1974年联合国海洋污染
收稿日期:2006-09-05
作者简介:何　炜(1972— ),女 ,四川资阳人 ,博士 ,主要研究方向为环
境生态和水污染控制工程。 E-m ail:duhewei@ 126. com
防治公约中就把有机锡列入必须控制的灰名单 , 1976
年 Rhine公约又把 5种毒性特别大的有机锡化合物
列入严格控制的黑名单上[ 2] 。
污染物对水体生物环境的影响通常以鱼类 、藻类
和水蚤等生物作为受试材料 ,采用毒理学方法进行研
究。藻类是水生生态系统的初级生产者 ,其种类多样
性和初级生产量直接影响水生生态系统的结构和功
能 ,是评价水环境质量的重要指标。斜生栅藻对毒物
敏感 、易获得 、个体小 、繁殖快 、易于分离培养 ,是一种
很好的测试生物 [ 3] , 国际经济合作与发展组织
(OECD)已将其定为藻类阻碍生长试验测试的标准
藻种 。
国内外许多学者已对三苯基锡和三丁基锡对海
洋动物和大型藻类的毒性效应作了很多研究 [ 4～6] ,认
为芳香烃类及三 、四烷基卤代锡化合物具有高等和中
等毒性 ,但对于一甲基及二甲基卤代锡化物的毒性研
究较少 。为此 ,以斜生栅藻作为试验生物 ,通过生长
抑制试验 ,研究有机锡化合物对水生浮游植物的毒
性 ,以期探讨不同烷基氯代有机锡的毒性 ,同时为海
洋水体水质标准提供参考 。
1　材料与方法
1. 1材料
1. 1. 1供试生物
斜生栅藻由中国科学院典型培养物保藏委员会
淡水藻种库 (FACHB)提供 。
1. 1. 2主要仪器
LRH -250-G光照培养箱 ,显微镜 , 752分光光度
计 ,血球记数板等 。
1. 1. 3试剂
有机锡包括 CH 3SnC l3 与 (CH3)2SnC l2两种。精
确称取所需药品 ,溶于少量丙酮溶液后 ,加水定容至
100mL,配置成 1mg mL- 1母液 ,根据试验需要稀释
为 5～200μg mL -1试验用溶液。
斜生栅藻 SE培养液由武汉武昌中科院水生生物
研究所提供配方 。
1. 2研究方法
1. 2. 1斜生栅藻的培养
将保存在斜面上的斜生栅藻在无菌条件下转移
至 SE培养液中培养 。培养至对数生长期后进一步扩
大培养 。培养条件为:25 ℃恒温光照静置培养 ,光强
4 000 lx,每日光照 8 h。每天人工摇动 5～ 6次 ,使藻
细胞与培养液混合并充氧 。 7～10 d后转接到新鲜培
养液中以防老化 。
1. 2. 2斜生栅藻光密度测定[ 7]
采用 752紫外光栅分光光度计 ,在 650 nm处测
定光密度 D650 nm 。
1. 2. 3有机锡对斜生栅藻的毒性效应测定
将等量斜生栅藻培养液接种到含不同浓度有机
锡 (5、10、20、100、200 μg L - 1)的藻类培养液中 ,光
照培养 ,每隔 12～ 24 h测定光密度 ,比较其与空白培
养液细胞生长之间的差别 ,以下式藻细胞生长抑制率
表示有机锡对斜生栅藻的毒性效应。
I=(At0 -At) /A t0 ×100%
式中:At0表示 t时刻空白培养液藻细胞光密度 , A t表
示 t时刻含有机锡培养液中藻细胞的光密度 。
2　结果与分析
2. 1斜生栅藻生长曲线的测定与斜生栅藻的同步
培养
　　进行生态毒理试验的受试生物大小 、生长时期一
致时 ,得到的结果才更具有代表性和可比性 ,因此需
对斜生栅藻进行同步培养。试验中在 150mL锥形瓶
中加入 40mL SE培养液 ,接种 10 mL斜生栅藻 ,置于
培养箱中进行培养 , 4～ 5 d后藻液逐渐由淡绿色变为
深绿色。
在斜生栅藻同步培养的一个周期中 ,每隔一定时
间进行光密度测定 ,做出其生长曲线图 (图 1)。由图
可以看出 ,藻细胞接种 1～4 d, D650 nm迅速增加 ,说明此
时藻细胞处于生长迅速的对数生长阶段;接种 5～7 d,
D650 nm增长缓慢 ,处于平台期;接种 7 d以后 ,光密度
下降 ,藻体逐渐死亡。因此 ,进行藻类毒性试验应选
取接种后培养 2～4 d处于对数生长期的藻类培养液。
试验中还发现光照期细胞数基本稳定 ,但光密度直线
增长 。停止光照以后 ,细胞数直线上升 ,而光密度基
本稳定。经过几个周期培养后 ,斜生栅藻可达到同步
生长状态 ,为试验提供良好的受试生物。藻液培养过
程中经常镜检 ,检查是否有杂藻 、纤毛虫和轮虫等生
物污染。
图 1　斜生栅藻生长曲线
F igu re 1　G row th curve o f ScenedesmusObliquu
2. 2有机锡对斜生栅藻的毒性效应
2. 2. 1 CH 3SnC l3对斜生栅藻生长的影响
测定 5～200 μg mL -1不同浓度 CH3 SnC l3有机
锡对斜生栅藻的生长影响 , 结果见表 1。各浓度
CH3 SnC l3试验组中藻细胞的生长与对照组相比都受
到了不同程度的抑制。
　　由表 1数据通过计算不同浓度 CH3 SnC l3有机锡
对斜生栅藻的生长抑制率绘图得到图 2。由图 2可
见 , CH3 SnC l3对斜生栅藻的生长抑制程度与其浓度
呈正相关 。 CH3SnC l3浓度为 5μg mL -1时 , 培养24 h
76 　 何　炜等:有机锡对斜生栅藻 (Scenedesmus obliquu)的毒性影响试验研究 2007年 3月
表 1　CH3 SnC l3浓度对斜生栅藻生长的影响(单位:光密度 D650 nm)
Tab le 1　E ffects o f various concentrations o f CH3 SnC l3 on the grow th of Scenedesm us Obliquu
时间 /h 空白 5μg mL- 1 10μg mL -1 20μg mL- 1 100μg mL - 1 200μg mL - 1
0 0. 118 0. 118 0. 118 0. 118 0. 118 0. 118
12 0. 163 0. 159 0. 153 0. 151 0. 148 0. 135
24 0. 221 0. 21 0. 2 0. 196 0. 195 0. 178
48 0. 279 0. 268 0. 261 0. 258 0. 243 0. 222
72 0. 339 0. 332 0. 324 0. 314 0. 299 0. 270
时斜生栅藻藻细胞的生长抑制率达到最高点 ,仅为
4. 98%,随后随着培养时间的延长斜生栅藻藻细胞
的生长抑制率逐渐降低到 2. 06%;CH 3SnC l3浓度为
200μg mL - 1时 ,藻细胞的 48 h生长抑制抑制率达
到了 20. 43%,但也是在培养的 24 h内生长抑制较为
明显 ,随后生长抑制作用不再显著增加 。镜检也发
现 , CH3 SnC l3有机锡浓度高时 ,培养液中的部分藻细
胞体积变大 ,形态也发生一定变化 ,出现畸形细胞 。
由此说明 CH3 SnC l3有机锡不仅会抑制藻细胞的生
长 ,对藻细胞有生长毒性 ,而且也会影响藻细胞的形
态结构 ,可能会通过影响藻细胞的组织结构进一步抑
制藻细胞的生长繁殖 。王珊珊等分析认为有机锡化
合物易溶于类酯和脂肪中 ,直接与生物膜牢固结合 ,
阻碍细胞膜上的物质正常传递 ,影响正常的生理功
能 ,使有机锡累积 ,导致生物体内一些基本新陈代谢
过程不可逆地被破坏 ,如呼吸作用 、光合作用等 [ 8] 。
2. 2. 2 (CH3)2 SnC l2对斜生栅藻生长的影响
5～200 μg mL -1不同浓度 (CH3)2SnC l2有机锡
对斜生栅藻的生长影响试验结果见表 2。由表 2可
见 ,各浓度(CH3)2 SnC l2试验组中藻细胞的生长与对
照组相比也都受到了不同程度的抑制 。
　　各浓度 (CH3)2SnC l2试验组中藻细胞的生长受
抑制状况见图 3,其抑制状况与 CH 3SnC l3的抑制状况
基本相同 ,即高浓度时生长抑制效应明显 ,在低浓度
情况下 (CH3)2SnC l2的生长抑制效应不明显。但是
(CH3)2 SnC l2对斜生栅藻的抑制作用比 CH3 SnC l3的
图 2　不同浓度 CH3 SnC l3对斜生栅藻生长的影响
F igure 2　E ffects of va rious concentrations o f CH3 SnC l3
on the g row th of Scenedesmus Obliquu
抑制作用快 ,在斜生栅藻培养 12 h的达到峰值。在
(CH 3)2SnC l2浓度为 200μg mL- 1时 ,藻细胞的 12 h
生长抑制抑制率达到了 23. 90%,随后缓慢稳定到
19%左右;在(CH3)2 SnC l2浓度为 5 μg mL -1时 ,培
养 12 h对斜生栅藻藻细胞的生长抑制率达到最高
点 ,仅为 2. 52%。研究中还发现 ,有些栅藻的生长出
现先抑制后开始恢复加快现象 ,这可能是斜生栅藻自
身的适应或解毒作用。由于解毒作用一部分有机锡
浓度降低 ,在低浓度下对其生长出现促进作用。
2. 2. 3 CH 3SnC l3 , (CH 3)2SnC l2的毒性对比试验
将等量斜生栅藻藻液分别接种到浓度同为 200
μg mL - 1的 CH 3SnC l3和 (CH3)2 SnC l2培养液中 ,在
表 2　(CH3)2 SnC l2浓度对斜生栅藻生长 的影响(单位:光密度 D650 nm )
Table 2　Effects o f various concentrations o f(CH3)2 SnC l2 on the g row th o fS cenedesm usObliquu
时间 /h 空白 5μg mL- 1 20μg mL -1 50μg mL- 1 100μg mL - 1 200μg mL - 1
0 0. 119 0. 119 0. 119 0. 119 0. 119 0. 119
12 0. 159 0. 155 0. 142 0. 146 0. 142 0. 121
24 0. 207 0. 201 0. 19 0. 198 0. 191 0. 167
48 0. 252 0. 248 0. 239 0. 242 0. 232 0. 206
72 0. 304 0. 302 0. 292 0. 294 0. 285 0. 246
77第 26卷增刊 农　业　环　境　科　学　学　报 　
图 3　不同浓度(CH3)2 SnC l2对斜生栅藻生长的影响
F igure 3　Effe cts o f variou s concen tra tions of(CH
3
)
2
SnC l
2
on the g row th o f ScenedesmusObliquu
相同条件下培养 ,每隔 12 h测定光密度 ,与对照相比
得出不同有机锡毒物在相同浓度时对斜生栅藻生长
影响情况 ,如图 4。
图 4　CH3 SnC l3与(CH3)2 SnC l2对斜生栅藻生长影响对比
F igure 4　Comparison be tw een the e ffects of CH3 SnC l3
and(CH3)2 SnC l2 on the plan t g row th
　　由图可见 , 24 h内 CH 3SnC l3和(CH 3)2 SnC l2对斜
生栅藻的生长都有明显抑制作用 。 CH3 SnC l3对斜生
栅藻的生长抑制率在培养 24 h达到最大值 11. 31%,
而后逐渐降低 ,到培养 48 h CH3 SnC l3对斜生栅藻的
生长抑制率降到 7. 58%,随后逐渐平稳 ,保持在 7%以
上 。 (CH 3)2SnC l2对斜生栅藻的生长抑制作用在培养
的 24 h内迅速达到 13. 57%,随着培养时间的延长抑
制作用不发生减弱 ,保持在 13%以上。由此说明 ,
(CH 3 )2 SnC l2 对斜生栅藻的生长毒性明显强于
CH 3SnC l3 ,经过一段时间的培养 ,斜生栅藻可以耐受
CH 3SnC l3的毒性作用 ,但是不能耐受 (CH3)2 SnC l2的
毒性作用。
　　王珊珊等也认为有机锡化合物对斜生栅藻的毒
性作用主要是由有机锡本身的理化性质决定 ,有机锡
对水生生物具有毒性在同一取代系列的有机锡化合
物中 ,取代烷基的数目越多 ,毒性越大 [ 8] 。
3　结论
　　经连续接种培养 ,斜生栅藻可达到同步生长状
态 。进行藻类毒性试验应选取接种后培养 2～ 4 d处
于对数生长期的藻类培养液 ,以消除试验材料生长状
态对于试验结果的影响。
CH 3SnC l3和 (CH 3)2 SnC l2对斜生栅藻的生长抑
制程 度与其 浓度呈正 相关 。 CH3 SnC l3 浓度 为
200μg mL -1时 ,藻细胞的 48 h生长抑制抑制率达到
了 20. 43%。各浓度 CH3SnC l3对斜生栅藻藻细胞的生
长抑制率在培养的 24 h内生生长抑制较为明显 ,随后
生长抑制作用不再显著增加 。 (CH3)2SnC l2对斜生栅
藻的抑制作用比 CH3 SnC l3的抑制作用快 ,在斜生栅
藻培养 12 h的达到峰值。在(CH3)2 SnC l2浓度为 200
μg mL -1时 ,藻细胞的 12 h生长抑制抑制率达到了
23. 90%,随后缓慢稳定 。
(CH3)2 SnC l2对斜生栅藻的生长毒性明显强于
CH 3SnC l3 ,经过一段时间的培养 ,斜生栅藻可以耐受
CH 3SnC l3的毒性作用 ,但是不能耐受 (CH3)2 SnC l2的
毒性作用。有机锡本身的理化性质决定 ,有机锡对水
生生物具有毒性在同一取代系列的有机锡化合物中 ,
取代烷基的数目越多 ,毒性越大 。
有机锡不仅会抑制藻细胞的生长 ,对藻细胞有生
长毒性 ,而且也会影响藻细胞的形态结构 ,可能会通
过影响藻细胞的组织结构进一步抑制藻细胞的生长
繁殖。
参考文献:
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