随着工业生产的不断发展, 重金属对人类赖以生存的水源污染日益严重。在美国环保署 (EPA) 公布的水环境中存在的129种优先污染物中, 重金属类化合物就占12种。另一方面, 含酚废水危害大、污染范围广。在许多工业领域诸如冶金、机械制造、玻璃、石油化工、化学有机合成工业、塑料、医药、农药、油漆等工业排出的废水中均含有酚 (陈延君等) 。人们对重金属和酚的毒性展开了广泛的研究, 然而现实环境中, 生物往往更多地、也更普遍地暴露在多种组分污染物存在的复杂混合体系中, 因此, 研究两者的联合毒性有着非常重要的意义。
1 材料与方法
1.1 菌种及主要仪器、试剂
青海弧菌Q67 (Vibrio-qinghaiensis sp.─Q67) , 华东师范大学提供, 培养基配方及培养方法参见文献 (莫凌云, 等, 2006) 。Veritas TM微板光度计 (美国TurnerBiosystems公司) ;LS-B50L型立式压力蒸汽灭菌器 (上海医用核子仪器厂) ;Pipetman型移液器 (P型移液器, P20, 2μl~20μl;P100, 20μl~100μl;PUM12×300, 20μl~300μl) (法国吉尔森公司) ;LRH-150Z型恒温振荡培养箱 (广东医疗器械厂) 。CdCl2·2.5H2O、CoSO4·5H2O、Cu (NO3) 2·3H2O、Fe (NO3) 3·3H2O、ZnSO4·7 H2O、N i (N O3) 2·6H2O, 苯酚, 邻甲基苯酚, 间甲基苯酚, 邻硝基苯酚, 间硝基苯酚 (以上化合物均为分析纯) 。以上化合物均以0.05mol·l-1的硝酸钠溶液为溶剂, 配制待测溶液后, 保存于4℃冰箱中待用。
1.2 实验方法
1.2.1 单个毒物对发光菌的毒性
单个毒物及其混合物对发光菌发光抑制率的测定方法参见文献 (邓辅财, 等, 2007) 。发光抑制率的计算方法参照文献 (莫凌云, 等, 2006) 。实验剂量-效应数据的非线性模拟以及应用剂量加和 (DA) 与独立作用 (IA) 原理预测混合污染物剂量-效应曲线 (DRC) 的原理均按文献方法 (葛会林, 等, 2006) 进行。
1.2.2 重金属及酚类化合物混合物对发光菌的联合毒性
混合物的设计采用等效应浓度比法设计了3个等效应浓度 (EC50、EC10和EC5) 比混合物 (分别记为EE-50、EE-10、EE-05) 。将各混合物视为总浓度为各单个毒物浓度之和的特殊“单个”物质按照1.2.1节的方法测定其对发光菌的毒性。
2 结果与分析
2.1 单个毒物对Q 6 7的毒性
分别利用Logit或Weibull函数 (葛会林, 等, 2006) 对实验测定的单个毒物数据进行拟合, 得出6种重金属化合物的半数效应浓度EC50大小顺序为:Cd2+>Zn2+>Cu2+>Fe3+>>Ni2+。若以EC50的大小作为毒性评价标准, 则这6种重金属化合物的毒性顺序为:Cd2+>Zn2+>Cu2+>Fe3+>>Ni2+。同理, 5种酚类化合物的毒性大小顺序为间甲基苯酚>邻甲基苯酚>间硝基苯酚≈邻硝基苯酚>苯酚。
2.2 6种金属与5种酚类等EC混合物对Q67的毒性
3个等效应浓度混合物的总剂量-效应预测曲线及相应混合物的实验总剂量-效应曲线可见图1。从图1我们还发现, 6种金属化合物与5种酚类化合物等EC50混合的混合物的实验点与DA/IA黏合在了一起, 即EE-50的毒性用DA和IA均可以很好的预测, 但具体是DA还是IA却并不明确。我们对此的研究发现, 原来的6种金属化合物中的各个β大部分都>2.3或者近于2.3, 故其DA与IA线可以较好的分离, 但加入的酚类化合物却大部分β都近于2.3或小于2.3, 尤其是P2远小于2.3 (仅为1.74) , 故将两条线拉近了距离, 从而导致预测的效果不是很好。由此可以推测, 运用DA/IA进行混合物研究时, 单个毒物的β值为2.3可能是一个分水岭。为了取得较好的DA/IA预测效果, 建议将β值大于和小于2.3的单个毒物分别混合来进行。此外, 等EC5混合的EE-05混合物的剂量-效应关系可以用IA模型进行有效的预测;而等EC10混合的EE-10混合物的剂量-效应关系的实验拟合点则处与DA和IA线的上方, 从而呈现出协同作用。此二者的实验点用DA/IA预测的结果及效果与EE-50有所不同, 究其原因, 可能是由于浓度配比的改变, 使得其中某种或某几种组分所占百分比例有所变化缩致。
摘要：应用微板毒性分析方法, 分别测定了CdCl2.2.5H2O、CoSO4.5H2O、Cu (NO3) 2.3H2O、Fe (NO3) 3.3H2O、ZnSO4.7H2O、Ni (NO3) 2.6H2O6种重金属化合物和苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、邻硝基苯酚及间硝基苯酚5种酚类化合物对淡水发光菌——青海弧菌Q67的抑制毒性, 设计了EE-50 (等EC50) 、EE-10 (等EC10) 、EE-05 (等EC05) 3个等效应浓度比混合物, 应用剂量加和 (DA) 与独立作用 (IA) 原理分析混合物的毒性。
关键词：青海弧菌Q67,重金属,酚类混合物,剂量-效应曲线,联合毒性
参考文献
[1] 陈延君, 赵勇胜, 景体凇, 等.镉和酚对多刺裸腹蚤的联合毒性试验[J].重庆环境科学, 2003, 25 (10) :10～11.
[2] 邓辅财, 刘树深, 刘海玲, 等.部分重金属化合物对淡水发光菌的毒性研究[J].生态毒理学报, 2007, 4:402～408.
[3] 葛会林, 刘树深, 刘芳.多组分苯胺类混合物对发光菌的抑制毒性[J].生态毒理学报, 2006, 1:295～302.
[4] 莫凌云, 刘海玲, 刘树深, 等.5种取代酚化合物对淡水发光菌的联合毒性[J].生态毒理学报, 2006, 1:259～264.