论文部分内容阅读
随着化工、医药和农药等行业的迅猛发展，人工合成的有机物种类和数量日益递增，这些有机物在生产、消费、运输等过程中易进入环境，尤其是易进入水环境，影响水生生物正常生长和存活，同时通过食物链蓄积，逐级传递，进入到人体，造成健康危害。因此，有毒有机物的生态毒理学研究已经成为当今人们关注的热点，尤其是对持久性有机污染物和环境内分泌干扰物毒性效应和致毒机理的研究。通常人们对污染物的毒性研究主要是采用单指标生物毒性试验方法，这种方法能够较准确地反映出化合物对某一特定生物产生的特定毒性作用。然而，环境中有成千上万种生物，对毒物的敏感程度存在极大的差异，因此很难从一种生物的毒性效应推测到另一种生物的毒性效应。即使对同一种系的生物，对某种污染物的敏感性也存在着明显的差别。因此，90年代人们发展了同一营养级多指标生物测试(Multispecies Bioassay)和不同营养层次的成组生物检测(Battery of Bioassay)，为生态毒理学和环境毒理学的研究提供了更丰富的生态风险评价信息，同时，成组生物检测方法的研究为污染物在生物体内的毒性效应和作用机制的研究奠定了基础。
基于上述指导思想，本论文围绕典型有机污染物氯代酚、双酚A及其溴取代物和染发剂添加剂4-羟基．2-硝基二苯胺，开展了不同生物水平(分子、细胞、器官、组织)和不同营养级生物个体(小球藻、大型溞、红鲫鱼、斑马鱼及其胚胎)的剂量—效应和时间—效应关系研究，对污染物的影响进行了定量评价，初步探讨了污染物的分子作用机制。主要的研究内容和结果如下：
1、五氯酚及其同系物的成组毒理学效应研究
(1)对大型溞、斑马鱼和斑马鱼胚胎的毒性效应研究 五氯酚和2，4-二氯酚对这2种水生生物分别是极毒和高毒物质，大型溞48 hEC50值分别为0.42和4.40 mg/L，斑马鱼96 h LC50值分别为0.11和2.63 mg/L，斑马鱼对它们的敏感性强于大型溞；暴露于0.1 mg/L的PCP溶液中的红鲫鱼肝脏呈现明显的病变症状；五氯酚和4-氯酚对斑马鱼胚胎发育有明显抑制作用，在暴露48 h时表现出比较大的毒性效应，并且它们对卵裂期暴露的危害大于成形期暴露。
(2)应用流式细胞术研究五氯酚和2，4-二氯酚对蛋白核小球藻酯堕适性的影响 在试验设计的暴露浓度和暴露时间范围内，发现五氯酚和2，4-二氯酚对蛋白核小球藻酯酶活性诱导和抑制效应比较复杂，暴露后期都有不同程度的抑制，但没有明显的规律性。
(3) 采用报告基因试验方法研究五氯酚和2，4-二氯酚的雌、(抗)雄激素干扰效应 研究结果表明：在10-8M～10-6M的浓度范围内，10-7M 的2，4-二氯酚显著诱导雌激素报告基因的表达，并呈剂量—效应关系，EC50值为2.44×10-7 M；五氯酚在10-7M～10-6M范围内没有显著诱导雌激素受体报告基因的表达，说明PCP未表现雌激素的激动作用；进行雄激素受体拮抗作用检测发现：五氯酚和2，4-二氯酚既没有雄激素激动作用，也没有拮抗作用。
2、四溴双酚A(TBBPA)和双酚A(BPA)的成组毒理学效应研究
(1) 对大型溞、斑马鱼和斑马鱼胚胎的毒性效应研究 大型溞暴露于不同浓度的TBBPA和BPA，活动会受到抑制，甚至死亡，48 h的EC50值分别为0.69和8.91 mg/L；对斑马鱼也有明显的毒性作用，其96 h的LC50值分别为1.78和9.06 mg/L；这2个化合物都属于高毒物质，并且它们对大型潘的致毒作用大于斑马鱼的影响。在斑马鱼胚胎毒性试验中，72 h孵化延迟是TBBPA的最敏感指标，EC50值为0.14 mg/L；72 h孵化畸形是BPA的最敏感指标，EC50值为2.90 mg/L，说明BPA对斑马鱼胚胎有致畸效应。
(2)研究TBBPA和BPA对蛋白核小球藻的毒作用方式 研究结果发现，酯酶活力抑制和自由基水平失衡是TBBPA作用藻细胞损伤的原因。TBBPA对小球藻致毒效应明显，4 h的暴露，酯酶活力随着暴露浓度的增加受抑制显著；同时暴露浓度越高，TBBPA越容易破坏藻细胞自由基水平的平衡；暴露168 h以后叶绿素自发荧光强度随着TBBPA的浓度增大而呈明显的减弱趋势。BPA作用下的小球藻酯酶活性变化呈双阶段的剂量—效应关系，它不同于TBBPA的作用，通过共聚焦扫描显微镜，发现BPA作用下的小球藻除具有形态变化之外，还伴随着藻的聚集现象。
(3)采用受体报告基因试验方法研究TBBPA和BPA的内分泌干扰效应 研究发现，10-6M的BPA能够显著诱导雌激素受体报告基因的表达，并呈剂量—效应关系，EC50值为5.16×10-7 M；在10-6M～10-5M 浓度范围，TBBPA具有雌激素活性，等摩尔浓度的BPA对雌激素受体报告基因的诱导倍数高于TBBPA。在进行雄激素受体拮抗作用检测时发现：BPA 的浓度为10-7M时有明显的雄激素拮抗作用，随着暴露浓度的升高，拮抗作用在加大，说明BPA是雄激素受体的拮抗剂，IC50值为3.05×10-5M，而TBBPA在10-6M～10-5M浓度范围内未引起雄激素的拮抗作用。
3、4-羟基-2-硝基二苯胺(HCO1)成组毒理学效应研究
(1)HCO1对大型溞、斑马鱼和红鲫鱼的毒性效应研究 化合物的正辛醇/水分配系数lgKow=3.06和生物富集系数lgBCF=2.39，反映了HCO1易在生物组织内富集，且对水生生物具有高等毒性。当大型溞暴露于不同浓度的HCO1时，其活动会受到抑制，甚至死亡，48 h的EC50值为1.54 mg/L；HCO1对斑马鱼和红鲫鱼也有明显的毒性作用，96 h的LC50值分别为4.04和5.37 mg/L。
(2)HCO1对斑马鱼胚胎发育影响 HCO1对斑马鱼胚胎发育有明显抑制作用，可以造成胚胎发育障碍甚至死亡，具有特定的最敏感毒理学终点。48 h凝结LC50值为0.54 mg/L，96 h孵化EC50值为0.19 mg/L。
(3)HCO1对小鼠表皮结缔组织成纤维L929细胞的毒性效应研究通过MTT法研究HCO1对L929细胞的急性毒性效应，24 h和48h的LC50值分别是28.19和14.12 mg/L。荧光染料染色观察、DNA片断分析和流式细胞仪分析结果表明，HCO1易引起L929细胞坏死。