全 文 ：第 2 5卷 增刊 1
2 0 0 6 年 6 月
海 洋 环 境 科 学
M A R I N E E N V I R O N M E N T A L S;CI E N C E
V
o
l
.
2 5
,
S
u Pp
2 0 0 6
柴油和燃料油对小球藻的急性毒性试验研究
刘 娜 ` , 熊德琪 ` , 高 会 ` , 刘 伟“ , 公维民 ’ , 刘 昆
( 1
.大连海事大学 环境科学与工程学院 , 辽宁 大连 1 16 0 2 6 ; 2 . 唐山学院专科教育部管理工程 2系 ,河北 唐山 0 6 30 0 0)
摘 要 : 测定了 0 # 柴油 、 O“ 船用柴油和船用重质燃料油在不同时间对海产小球藻的急性毒性效应 ,发现在低浓度时对小球
藻有刺激作用 ,在高浓度时能抑制小球藻的生长 。 本文通过机率单位法对数据进行处理得出三种油品对小球藻的毒性顺序
为 。 # 柴油大于 。 # 船用柴油大于船用重质燃料油 。 研究还发现在 24 一 1 4 h 之间三种油品对小球藻的抑制率 ( E几。值 )随时
间变化呈规律性变化 。
关键词 : 石油类 ;小球藻 ; 急性毒性
中图分类号 : X 5 5 ; 0 9 4 9 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 10 0 7 一6 3 3 6 ( 2 0 0 6 ) 5 1一 5 0 29 一 0“
S t u d y o n
acu
te t ox i
c i t y o f t h re e fl 二1 0 115 t o m a :r i n e hC l o r e l l a
L l u N
a ` , X l o N G n -e iq `
,
G A o H u i ,
,
L IU W
e
iZ
,
G o 卜G W ie 一 m in ` , L I U K u n `
( 1
.
C on e g e o f E n v i r o n m e n t S ei e n e e an d E n gl
n e e r i n g
,
D al ian M ar i t i m e U n i v e r s i t y
,
I)公ian l l 6o 2 6 , C hi n a : 2 . D e p at m en t o f M an a g e
E n g i n e e it n g
,
T an g s h an U n i v e r s i t y
,
T an g s h an 0 6 3 0 0 0
,
C h i n a )
bA
s t ar c t : L e t h al t o x i e i t y o f N o
.
0 fu el 0 11 an d N o
.
0 fu el 0 11 fr o m a e a r g o b o at an d h e a v y fu el o d t o m a 6 n e e h lo r el a w as m e as u r e d
.
T h e r e s u l t s s h o w th a t t h e t h re e 0 1 5 i n h ib i t e d t h e g r o w th i n h i gh e o n e e n t r a t i o n
,
b。一t i n l o w e c ln e en t r at i o n s t im ul at e d th e g r o w t h
.
B as e d o n t h e t
e s t re s u l t s
,
t h e t o x i e i t y o f 0 1 5 15 i n o r d e r o f N o
.
0 fu el o让 > N o · 0 fu e l o d fr o m t h e e a r g o b o at > h e a v y fu e l 0 1 · T h e
r e s u l t o f s t u d y al s o s h o w s th a t th e E C 5 o e h an g e s re gul arl y fr
o m 2 4 h t o 14 4 h
.
K即 W O川 s : fu el 0 1 ; e h l o r el a u v l g a ir s ; le t h al t o x i e i t y
(石 )油类污染物是当今海洋主要污染物之
一 , 在 2 0 0 4 年中国海洋环境质量公报中石油污染
被列为第三大污染物〔`〕。 石油污染海洋 ,首当其
冲的受害者是浮游生物 ,包括浮游植物和浮游动
物 。 他们是海洋中其他动物的饵料来源 ,处在海
洋食物链的最低层 。 因此研究石油类污染物对浮
游植物的生物毒性作用 ,对于进一步研究石油烃
类有机污染物对海洋环境及海洋生态的危害都具
有重要的科学意义「幻 。
本文选择海洋小球藻作为受试生物 ,对溶解
和分散在海水中的石油进行急性毒性研究 。
研究方法
实验材料
.
1 仪 器
U v
一
7 2 1分光光度计 (上海市第三分析仪器
厂 ) ;紫外分光光度计 ;照度计 ; 日光灯架 ; 2 50 m L
三角烧瓶 ;分液漏斗 ;超声清洗器 。
1
.
1
.
2 试剂
O “ 柴油 ; o #船用柴油 ;船用重质燃料油 ;分光
纯石油醚 ; N处 5 0 4 ;浓 H Z S o 4 。
1
.
1
.
3 受试生物
小球藻 ( C h l o r 。。 l l a u o l邵 r i s )来 自本实验室培
育藻种 。
1
.
2 试验方法
1
.
2
.
1 含油试验海水的制备
过滤海水 : 取自大连市星海湾 , 经沉淀过滤
后用于实验 。 温度为 24 ℃ ,盐度为 3 1 . 35 , 电导率
为 4 7 . 3 , p l汪值为 8, . 1 3 。
油分散母液 : 将受试油品与过滤海水按体积
收稿 日期 : 2 0 0 5一 0 9 一 0 1 ,修订 日期 : 2 0 0 6 一0 1一0 6
基金项目 : 国家自然科学基金资助项 目( 4 04 7 60 4 6/ D 0 6 0 8)
作者简介 : 刘娜 ( 19 79 一 ) ,女 ,河北易县人 ,在读硕士 ,主要从事海洋化学和生物学研究
海 洋 环 境 科 学 第 2 5卷
比 1 : 9 混合 , 置于超声清洁器中连续恒温振荡 3
h
, 静置 3 h 后分离水相低温 (4 一 6 ℃ )保存 。 用紫
外分光光度法测定其浓度川 。
1
.
2
.
2 小球藻的培养
采用 f/ 2 营养液配方 , 温度 ( 24 * 2) ℃ (空调
控温 ) ,光照采用 日光灯 , 明暗比为 12 : 12 ,光照强
度为 2 4 O0 h , 用 7 21 分光光度计在 540 n m 处测
定光密度 ( O D 54。 )表示小球藻的生长情况 。 培养
藻液所用海水经煮沸消毒灭菌 ,仪器也采用高温
杀菌 。 受试小球藻在实验室条件下培养两天用于
试验 。
1
.
2
.
3 曝油试验
小球藻曝油试验采用封闭式静水培养法 , 人
工摇匀藻液 ,上下午各 3 次 。 试验容器为 2 50 m L
三角烧 瓶 , 培 养 液及 油分 散 液 的 总体 积 为
10 m L
。 接种藻液光密度 ( o D 54 。 )为 0 . 03 ,试验
藻液初始光密度 ( 口D 54。 )为 0 . 07 一 0 . 08 , 置于 日
光灯架上培养 ,试验条件和小球藻培养相同 。 试
验过程中以两层保鲜膜封 口 。
急性毒性试验时间一般控制在 % h 以内 ,但
根据周永欣的藻类急性毒性试验方法厂3」可知 , 如
果藻类仍有明显生长 ,试验时间可延长至 7 d , 因
此 ,在本实验室条件下试验时间定为 6 d 。 预试验
中按等对数间距设置 7个浓度组 ,并设空 白对照 。
直至 找到受试油 品使小球藻生 长抑制率达到
10 0 % 的最小浓度及使小球藻生长不受影响的最
大浓度 ,用直线内插法确定 9 6 h E几。值 。
在预试验的基础上 , 以 % h E姚。值为中心向
两边按等对数间距的形式设置 3 个浓度组 , 共 7
个浓度组 ,并设空白对照 ,每组设置 2 个平行组 。
试验结果出现 3一次重复结束试验 。
1
.
3 试验数据处理方法
根据试验结果采用机率单位法计算 E吮。 。
即通过查表 ,先将抑制率换算成概率单位 ,然后利
用受试油品浓度的对数与概率单位进行一元线性
回归 ,得到油品对小球藻的剂量 一 反应方程 , 当概
率单位为 5 时 , 通过回归方程计算 E比。值 , 为保
证计算结果的可信度 ,对所做一元回归方程进行
X Z 检验 。
球藻有刺激作用 。 如 。 # 柴油在 3 . s m扩 L 、 o “ 重
柴油在 4 . 94 m g / L 、燃料油在乒 s m扩 L 时对小球
藻有刺激作用 ,这与文献风 5〕的报道相符 。
2
.
2 急性毒性效应曲线
由图 1 一 3 可以看出 , 在 24 h 以内 , 三种油品
各浓度组的小球藻生长都非常快 , 而且也没有明
显区别 ,到 48 h 时三种油品各浓度组的小球藻长
势出现明显差异 :低浓度组受到的影响明显低于
高浓度组 。 从三种油品 d6 的长势图来看 ,低浓度
组的小球藻虽然受到影响但是仍然在缓慢生长 ,
而高浓度组在长到一定程度后开始下降直至试验
液成无色透明 ,用显微镜观察表明 , 大量藻细胞死
0
,
4
0
.
3 5
0
.
3
, 0 2 5
0
.
2
0
.
15
0
.
1
0
.
0 5
0
一对照 一奋 - 6.1 2 m gL/ ~ 叫卜一 7名 7山目飞. 明` . 10 5m幼洲 ~ .卜~ 12 2 5功乡L . -闷卜 . 14m gL/
一 15 . 74 m叭— I7 . s m叭
图 1 0 “ 柴油一小球藻各试验组 6 d内生长比较
F ig
.
1 G r o w t h e o m p a ir n g o f e hl o r e刀a a m o n g v iar o u s e o n -
e e n t r a t i o n s o f o # fue l
0 1 5 i n 6 d a y s
0
,
4
0
、
3 5
0 3
0
.
2 5
咬 0 . 2
0
.
15
0
.
1
0
.
05
0
3
叮d
~ 叫卜~ 对照
- 中卜~ 18 4 3m创L
一 4 0· 5 5m 习飞
. 闷 . . . 7 ,3 7 m目工
- . 一 23 9 6 m叭
- , 卜 - 14
,
74 m乡t
- 叫卜- 3 1 .3 3m幼刁
2 结果与讨论
2
.
1 束J激效应
在预试验的过程中发现 , 各油品高浓度组对
小球藻均有较强的抑制作用 , 而低浓度组则对小
图 2 0 # 船用柴油一小球藻各试验组 6 d 内生长比较
F ig
·
2 G r o w t h e o m p a ir n g o f e hlo
r已l a a m on g v ar io u s e o n
-
e e n t r a t i o n s o f o
# fu el 0 15
u s e
d b y
e ar g ob
o a t i n 6
d
a y s
增刊 l 刘 娜等 :柴油和燃料油对小球藻的急性毒性试验研究
0
.
3 5
0
.
2 5
0
.
1 5
0
.
1
0
.
0 5
一姗 一 10 2 5m叭 -奋 - 12 . 1 7m叭州片 - 1 4. 09 m叭 - -踌 - . 1 7. 2 9m叭 一 2 0 . 49m叭一 2 3. 4 4m叭 — 2 8 . 8 2m泌
m扩 L,按照藻类生长抑制毒性分级 〔“ 〕属于中毒 。
由表 J 可以看出 , O ” 柴油 、 O ” 船用柴油和船
用重质燃料油中 , 以 O “ 柴油 的毒性最大 , 船用重
质燃料油的毒性最小 。 本试验所做出的三种油类
的毒性顺序与其他文献〔7 一 ”】报道的油类毒性试
验的结果一致 。 由表 1 还可以发现 。 # 柴油和 。 ”
重柴油各时间的 E几。值非常接近 。 有文献 [`“ 〕报
道 ,不同油类的毒性差异是由所含组分的差异造
成的 ,尤其与低分子量烃类特别是低分子芳香烃
的组成及其绝对含量有密切关系 。 O # 柴油的芳
香烃含量为总组分的 20 % 一 30 % , 而 O “ 船用柴
油芳香烃的含量为 25 % 左右 , 两者芳香烃含量相
近可能是毒性相近的原因之一 。
2
.
4 E几。值随时间变化规律
图 4 是三种油品不同时间 E仇。值关系图 ,
公·切朽35201工公`贬月粥图 3 船用重质燃料油一小球藻 6 d 内生长比较F i g · 3 G r o w th e o m p a r in g o f e h lo r el a a m o n g v a r i o u s e o n -e e n t r a t io n s o f h e va y fu el 0 115 u s e d b y e a r g o b o a t i n 6d a y s亡 ,但是并不能杀死全部藻细胞 。 恢复培养表明三种油品试验组中的最大浓度完全恢复需要 13一 1 7 d 的时间。
2
.
3 数据处理及 X Z 检验
采用概率单位法分别计算 48 , 72 , % , 1 20 ,和
14 4 h 时各油品试验组浓度对数 ( x )与概率单位
( y )的一元线性回归方程 ,并进行 X Z 检验 , 然后
由回归方程计算各个时间的 E C 50 值 , 见表 1 。 结
果表明三种油品各时间的 E几。值都在 10 一 10
表 l 三种油品各时间剂量
T
a b 1 E ac h d
o s e 一 er s p o n s e e q u a t i o n s
一` 一一~ -~ ~ 一~ . `~ 一一 .一- 一`
50 1 0 0 15 0 20 0
t h/
图 4 三种受试油品不同时间一 E吼。值关系
F ig
.
4 T l
z e
elr
a t i o n o f be t w e
n v a ir o u s t i功 e a n d E C: o
一 反应方程及卡方检验
a n d t h e X Z 之es t fo r th概 fu el 0 115
剂量反应方程 自由度 E C S。值 / m g · L 一 `
53920H461782314108n6巧
0 “ 船用柴油
船用重质燃料油
J 二 3
.
0 8 8 x + 0
.
7 64 6
了二 2 . 7 2 2 6 % + 1 8 64 8
J = 3
.
0 9 10 x + 1
.
5 36 3
少二 3 . 4 7 33 x + 1 . 2 3 8 3
了 = 3 . 34 95 x + 1 . 5 1 1 5
少 = 3 . 5 2 16 x + 1 . 4 0 9 5
少 = 3 . 0 9 3 3 劣 + l , 10 9 2
, = 3
.
4 3 16 x + 1
.
0 9 18
少 = 3 . 4 3 5 2 万 + 1 . 2 6 6 2
少 = 3 . 5 6 8 8 x + 1 . 2 7 3 9
少 = 4 . 0 8 3 8 x + 0 . 7 89 0
了二 1 . 7 2 9 3 % + 2 . 2 24 4
了 = 1 . 9 5 5 4 x + 2 . 0 12 4
了二 3 . 7 2 5 5 x 一 0 . 12 3 5
了 = 4 . 2 5 6 3 x 一 0 . 4 15 9
, = 5
.
5 7 2 3 x
一
1
.
7 9 10
了 = 6 . 7 3 2 0 x 一 3 . 0 14 9
0
.
9 9 5 6
0
.
9 86 7
0
.
9 8 8 0
0
.
9 9 2 2
0
.
9 95 3
0
.
9 9 6 1
0
.
9 92 5
0
.
9 9 3 3
0
.
9 94 3
0
.
9 9 8 9
0
.
9 9 5 9
0
.
9 9 17
0
.
9 5 6 3
0
.
9 7 6 7
0
.
9 8 5 6
0
,
9 8 2 1
0
.
9 6 7 3
0
.
87 4 4
2
.
07 6 4
0
.
80 9 6
0
.
3 55 3
1
.
0 60 3
0
.
9 1 30
2
.
6 4 57
5
.
3 4 1 3
1
.
6 2 1 0
1
.
0 2 7 6
1
.
2 0 9 2
0
.
5 0 9 1
3
.
7 9 6 6
6
.
6 6 7 8
6
.
9 6 8 0
6
.
2 3 2 1
9
.
0 0 0 1
2487%120496
受试油品
0 “ 柴油
海 洋 环 境 科 学 第5 2卷
从图中可以看出 , 每种油品的 E几。值随时间变时
间变化呈 2 次抛物线规律变化 。
作正在进行当中 。
3 结 论
l( )研究结果表明 , 0 # 柴油 、 O “船用柴油和船
用重质燃料油对小球藻的生长都有影响 , 浓度分
别在 3 . 5 m酬 L 、 .4 94 m g / L 和 6 . 5 m扩 L 以下时
对小球藻有刺激作用 。 而在高浓度时均抑制小球
藻的生长 ,但是即使是高浓度组也不能杀死全部
的藻类 ,试验组中各油 品的最高浓度在 13 一 1d7
内可以恢复生长 。
( 2 )试验结果还证明 ,对于小球藻 , 轻质油的
毒性大于重质油的毒性 ,其毒性均为中毒 ,符合其
他学者对各种石油产品的毒性研究顺序 。
( 3) 三种油品不同时间的 E q 。值随时间的变
化也呈规律性变化 。 一般急性毒性试验由于时间
限制只考虑 24 、 4 8 、 7 2 或 % h 的毒性效应 , 其他
时间的毒性效应很少考虑 ,但实际中其他时间的
毒性影响也会用到 , 由此可以设想利用各油品的
时间一 E sC 。值之间的关系建立一个模型用 于推
断其他时间的毒性效应 ,既可似节省试验时以为
其他时间的毒性影响提供有依据的数据 。 此项工
参考文献
〔川 国家海洋局 . 2 0 04 年海洋环境质量公报 〔R] . 北京 : 国家海洋
局 , 2 0 0 5 .
[ 2〕国家海洋局人事劳动教育司和成人教育中心 .海洋环境保护
与监测仁M 〕. 北京 : 海洋出版社 , 1 9 .8
〔3] 联合国海洋污染科学问题专家组 (李国庆 , 秦德润译 ) . 海洋
健康状况评价仁M 〕.北京 :海洋出版社 , 19 84 .
〔4」毛跟年 , 许牡丹 , 黄建文 . 环境中有毒有害物质与分析检测
[M 」. 北京 :化学工业出版社 2 0 04 . 2 81 一 2 83 ,
〔5 」F A B R E G A s J (林凤翱译 ) . 油和分散剂对微型海藻 eT -
t
~
l m i 3 : u ec ica 的生长和叶绿素含量 a 的影响 〔J 〕` 海洋译
丛 , 1 9 8 5 , 4 : 5 2 一 5 4 .
〔6〕周永欣 , 章宗涉 _水生生物毒性试验方法【M 〕. 北京 :农业出版
社 , 19 8 9 17 5一 17 6 .
「7 3水和废水监测分析方法编委会 , 国家环境保护局 .水和废水
监测分析方法 (第 四版 ) 【M 〕. 北京 : 中国环境科学出版社 ,
20 0 2
.
7 15
一
72 1
.
仁幻贾晓平 ,林 欣 . 南海原油和燃料油对仔虾和仔鱼的急性毒性
试验 [ J」. 热带海洋 , 19 9 8 , 1 7 ( 1 ) : 9 3 一9 7
「9〕贾晓平 ,林 欣 ,蔡文贵 ,等 . 原油和燃料油对南海重要海水增
养殖生物的急性毒性试验〔J〕. 水产学报 , 加o , 24 ( 1 ) : 3 2 -
3 6
.
: 10 」昊彰宽 , 陈国江 . 二十三种有害物质对对虾的急性致毒试验
川 .海洋科学 , 19 98 , 4 : 36 一40 .