宁波原油和消油剂对鱼类毒性的研究进展

时间:2019-9-4 14:52:00      来源:http://ningbo.ykzygm.com/news128369.html

中翼工贸有限公司为您免费提供宁波危化品吸附剂,宁波油类危化品吸附剂,宁波灭火防爆危化品吸附剂等相关信息发布和资讯展示,敬请关注!

原油和消油剂对鱼类毒性的研究进展

                                                                                                                                                                                                                          沈君逸 贾玉芳

 大连海洋大学 水产与生命学院 辽宁省水生生物学重点实验室辽宁 大连 116023)

 

原油对鱼类的毒性主要来自其水溶性成分可导致鱼卵死亡或发育畸形并造成鱼类麻痹发炎粘膜受损和死亡 消油剂的使用在分散了油膜的同时也带来二次污染其活性剂对鱼类产生新的毒性影响  消油剂将原油分散为乳化颗粒并能进入鱼体内加大了原油的毒性并延长其作用时间   综述了原油和消油剂对鱼类毒性的研究进展展望了鱼类在相关毒性试验领域的应用及发展方向

关键词 原油消油剂鱼类毒性试验

中图分类号 174; 55 文献标识码     文章编号 2095 -1736(2014)05 -0085 -04

Review on toxicity of crude oil and dispersant to fish

                                                                                                                                                                                                                                                            S -  -  

    og   ov       li ea  li 60 

Abstract  ea og  oxit       fi        oxit  fi    it     ca     fi ggea   it    fi   flmmti co ag  ea      fil ca ec llti    ti acti age      ff  fi       ifi ti ca          oxit   it ti ti li      ea -   

Keywords crude oil dispersant fish toxicity test

 


随着原油工业的发展原油污染所造成的海洋环境污染问题日渐凸显 大规模的溢油事故对海洋的生态环境和海洋产业产生了灾难性的影响 全世界因油轮事故溢入海洋的石油每年约 39 中国沿海地区平均每 发生一起溢油事故 1973 年至 2006

国沿海大小船舶事故溢油量达到 37077 近海水体系统长期处于不健康或亚健康状态[1]

原油烃化合物进入水域之后除了挥发性和易溶性的部分迅速分散其他大量不溶组分会被乳化分散成小颗粒或形成固体漂浮物原油中的沉积物会黏附于礁石或滩涂要完全消除需要经过数年时间 原油对水环境的危害具体表现为如下 个方面:1) 阻碍水气交换破坏了初级生产力;2) 油膜对生物造成物理损

;3) 原油中的毒性成分能使水生生物致畸或致死 4) 水产生物或产品经原油污染肉质变质发臭失去经济价值

消油剂作为控制和减轻原油污染的常用手段 1967 年以来大量被应用于原油污染处理 消油剂在国标中的定义是可将水面浮油乳化分散或溶解于水体中的化学制剂”,其活性剂分子中有亲油和亲水两种基团从而削弱了油 水界面的张力将油污乳化分散易于被水中的微生物等降解最终成为二氧化碳等产物促进水体的净化过程 但消油剂的使用也造成了新的二次污染 污染来自两方面消油剂自身的毒性和其乳化分散的原油毒性 早期的消油剂芳烃含量高,10   就可使大部分海洋生物致死对海洋生态


 

投稿日期:2013 -04 -15;修回日期:2013 -05 -20

基金项目国家海洋公益项目(201305005 -02)

作者简介沈君逸硕士研究生研究方向为水域生态学-163co

通讯作者    教授主要研究方向为水域生态学实验海洋生物学-

85


2014 10

JOURNAL OF BIOLOGY

 


 


造成了严重破坏 目前多采用低毒且乳化率高的酯型主剂产品并在产品投放前进行严格的有效性和毒性实验但人们对其污染性仍然看法不一 -3] 

针对原油和消油剂对海洋生态环境的影响多年国内外学者积累了大量的试验结果和研究资料在众多的试验方法中鱼类毒性实验作为最基础和运用最广泛的方式对人们了解这两种物质的毒性起到了重要的作用本文对原油和消油剂对鱼类毒性试验的相关研究领域做了总结和展望旨在为推进原油和消油剂的毒性生物监测和污染防治提供参考

原油对鱼类毒性的相关研究

原油在水环境中的毒性

原油是一种有机混合物其主要成分是链烷烃以及多种环烷烃和芳香烃 在原油成分中主要是溶解于水的组分引起了水体污染 其中易溶的芳香烃构成了对水生生物的主要危害而不溶成分的毒性滞留时间较长因此原油对水生生物既有急性毒性也有慢性毒性 浓度较高的原油污染可引起生物的麻醉癌甚至致死原油中的一些化合物成分可在生物体内蓄积并通过食物链而逐级放大造成生态系统的受

鱼类试验在水环境毒理学中被广泛应用

在水环境污染的监测和防治中生物测试可以弥补传统的理化检测试验无法直接获得污染所引起生物学效应的不足能直观地获得环境污染物对生物的长期和短期影响在其对人类健康造成的可能影响上具有较大的参考价值[4]

鱼类在生物试验中表现出很多优点成为运用最广泛的受试动物 鱼类的品种繁多繁殖力强世代周期较短培育设施简单适合进行遗传学发育学毒理 行为科学等研究尤其适用环境重金属污染和农药杀虫剂污染检测  鱼类对水质变化非常敏感用鱼类进行监测除死亡外还有多种非致死效应引起的行为表现和生理指标可用于监测结果的判断[6]

鱼类早期生命发育阶段的胚胎和仔鱼是整个生命周期中对各种污染物最为敏感的阶段 利用鱼类胚胎及仔鱼进行毒性实验 EL test),不但是一种急性实也可以做为一种缩短的慢性实验利用全胚胎培养技术 WEC 可以用少量动物提供足量胚胎既节约了动物又克服了体内试验生殖周期长和用药量大的缺[7] 这也是未来的鱼类毒性试验的发展方向 2002 德国官方批准斑马鱼胚胎实验 DarT 替代鱼急性毒性试验用于污水检测ECETOC 推荐以鱼胚胎试验替代鱼试验检测污水[8] 

原油对鱼类的毒性

原油对污染水域中鱼类的影响是多方面的 水体

中散布的油颗粒会黏附在鱼体尤其是鱼鳃上造成鳃丝黏连等物理性损伤原油对鱼类的生殖发育影响很有时可导致鱼类的雌性化从而使种群的雌雄比例失调会造成鱼卵受精率低孵化率低引起幼鱼的死亡或发育畸形 这类畸形多为脊椎扭曲和 状弯尾 并可见少量仔鱼出现卵黄囊肿大 通常原油烃浓度达到 01    时即可引起鱼类的慢性中毒长期毒性会影响鱼类的神经系统对生命活动造成影[9] 

原油的组分差异影响其毒性大小其中芳香烃和小烷烃越多水溶性越大毒性也越大 鱼胚胎的毒性试验通常要求染毒在囊胚期之前开始并对每一发育时期作镜检分析和正常健康胚胎作对比 通常能观察到的鱼类重要致毒效应指标包括卵凝结尾部畸形脊椎侧弯卵黄囊异常心跳停止等 仔鱼孵化破膜失去了卵膜的保护直接与毒环境接触这个阶段通常被认为毒性敏感性提高也是一个较好的观察阶[10] 

原油中所含的多种有毒物质会降低鱼卵的孵化并能造成仔稚鱼的变异畸形甚至导致死亡其浓度与其对鱼类胚胎的毒性指标均成正相关 11] 原油对孵化率的抑制作用可能来自其对胚胎内酶分布的改变

原油的水溶性成分   02   时即对斜带髭鲷受精卵的孵化有明显抑制并引起破膜仔鱼畸  短尾糜烂弯体),所孵化出仔鱼的畸变率有明显的含量依赖性[12]  原油可引起前鳞鲻仔鱼呼吸困难 体表粘膜受损各鳍损伤糜烂 仔鱼消化道中有细微油粒存在 随着原油浓度的加大 油粒的数量也增[13] 

原油可导致褐牙鲆仔稚鱼鳃部发炎仔鱼的死亡时间普遍短于稚鱼24 48 达到高峰),并可表现出明显的毒物蓄积症状[14] 原油毒性可在斑马鱼胚胎发育时造成卵凝结和尾部弯曲引起仔鱼焦躁狂游旋转和抽搐等症状严重时导致昏迷并麻痹致死[15] 几种原油对几种鱼类的 LC50 毒性研究结果见表1。

致毒作用差异性和原理

原油毒性效应因鱼类种类不同而异如在敏感性      真鲷 牙鲆 黑鲷 很多试验表明经济鱼类的仔鱼敏感性要高于近岸的非经济鱼类这可能是由于经       济鱼类成鱼体型大生活于远洋和较深的洁净水体中  对毒物的耐受性不如近岸小型鱼类    在同种鱼类进行的试验中不同体型和不同温度等因素也造成了结果        差异 通常在温度升高时毒性影响增强但由于胚胎孵化速度也随着升温而加快导致破膜时间提前  原油对真鲷胚胎孵化率的影响17时要比15


86


2014 10

 

反而略有减弱[16]

JOURNAL   OF BIOLOGY

 

原油对几种鱼类毒性的 LC50

          LC50    it   il  fi

 


受试   LC   

   24  48  72  96  

参考文献


利原 Shengli crude oil 真鲷 仔鱼 Pagrosomus major <1 陈民山[14] 利原 Shengli crude oil 牙鲆 仔鱼 Paralichthys olivaceus 13 田丽粉[17] 利原 Shengli crude oil 黑鲷 仔鱼 Sparus macrocephlus 10 陈民山[14] 利原 Shengli crude oil   Ctenogobius giurinus 66 陈民山[14] 洲岛原      ud il 带髭  Hapalogenys  nitens 王振 海原   il   Sparus  latus                        贾晓平海原   il                               Mugil  ophuyseni                                                  贾晓平海原   il                             黑鲷 仔鱼 Sparus macrocephlus                                               贾晓平


陈民山[14] 认为原油烃对胚胎的致畸作用有如下几种可能其中的苯等物质导致了鱼卵染色体异常溶性的芳香烃具有麻醉作用造成了胚胎活力下降坏了胚胎发育过程中的能量动态平衡 鱼类胚胎和仔鱼期机体反馈系统发育程度的不同也造成了胚胎和仔鱼对毒物敏感性的差异所造成仔鱼的亚急性效应也同样值得重视

消油剂对鱼类毒性的相关研究

消油剂造成了水环境的二次污染

消油剂对水环境的二次污染通常被认为来自两个方面一是其中含有的表面活性剂组分自身具有的毒  等将分散剂的 96  LC50 毒性分为    100   为高毒;100 1000    为一般毒性

1000 10000   为微毒 17  二是其乳化作用促进

了低分子量烃类的溶解使其生物利用率增加 乳化颗粒被认为可以透过鳃丝和血管等进入生物体内加大了油污对生物的毒性作用并使得原油烃通过食物链影响到更多生物延长了毒性存留的时间 有研究表明加入消油剂后,0 号柴油对马粪海胆的生物毒性增强 18]

消油剂对鱼类毒性影响的研究

高浓度的消油剂可造成水体浑浊 可见度降低消油剂能影响鱼类的味觉器官不利于鱼类的摄食和繁殖等生命活动[19] 消油剂对鱼类呼吸器官的毒性不可逆转但对于神经系统的毒性则能够逆转[20]

同种消油剂对于不同的受试生物毒性有所不同裸项栉虾虎鱼仔鱼对 GM -2 消油剂的毒性敏感性高于卤虫幼体和凡纳滨对虾仔虾但低于蒙古裸腹蚤龄幼体[21]  杨渡关等的研究也表明不同品种的消油剂对阿匍鰕虎鱼的毒性差异很大rrex 9527 的毒性远大于双象 号等微毒性消油剂 22 

溢油污染多发于海面因此对消油剂作用研究多       以海水环境为主   在自然环境中较高的温度有利于消油剂发挥作用 25时最佳提高剂油比也利于乳化但高于 20%则反而效率降低 23  也有一些试验

研究了常用的几种分散剂对淡水鱼类的毒性作用其在盐度较低的河口或内河流域的使用起到了参考作[24] 过低的盐度对消油剂的乳化率有极大的影响在其他实验条件一致的条件下盐度为 33 海水的乳化

率为58,而盐度为 水的乳化率仅为[25] 因此常认为消油剂不适于用在内河等低盐度的水域

几种消油剂对几种鱼类的 LC50 毒性研究结果见表

2。

消油剂和原油联合作用影响的研究

关于消油剂和原油的联合作用目前进行的研究较少争议也较大 这是由于海水环境情况复杂原油种类较多而消油剂对原油具有选择性等原因造成验室模拟状态下提供的结果和实际情况往往有所不 有观点认为消油剂的乳化作用使原油乳化为几微米的颗粒导致鱼类暴露在分散态的原油中 这些颗粒可进入水生生物体内发生作用从而加大了油污的毒害作用

在静水环境下相同浓度下的原油 消油剂的混合液比单独消油剂或原油溶液影响要大得多 这是因为水体小交换差水体中的部分原油被乳化而不能随水扩散再加上消油剂自身的毒性导致反而加重了原油的危害程度26  但在对 9527 的研究  1997) 中发现在原油水溶性成分中添加消油剂后生物的半致死浓度大为降低[27] 

研究展望

消油剂未来发展趋势

通过大量的鱼类毒性实验人们得以了解消油自身毒性的作用方式和发生条件促进了浓缩型和 温型等新型产品的研发并有助于在事故中确定分 剂使用的种类和用量从而尽量避免乳化率低体DO 值骤变或无法顺利扩散等二次污染 海洋中生系统复杂不同的生态系不同生物不同生命阶段同环境因子均会引起生物对原油烃的不同敏感度 确合理的使用消油剂有利于保护生态系中脆弱的降低原油烃在食物链中的富集


87


2014 10

JOURNAL OF BIOLOGY

消油剂对几种鱼类毒性的 LC50

         LC50    it  il   fi

 


  LC   

  24  48  72  96 

参考文献


匍鰕虎鱼  Aboma lactipes 6300 3575 2979 2858 杨波[26]

匍鰕虎鱼  Aboma  lactipes 100 550 390 27 杨波

匍鰕虎鱼  Aboma lactipes >5000 2800 1305 1079 杨波[26]

碧浪 868 匍鰕虎鱼  Aboma lactipes >5000 1456 740 383 杨波[26]

 01 匍鰕虎鱼  Aboma  lactipes 40 18 13 11 杨波

rrexit 962 匍鰕虎鱼  Aboma  lactipes 30 14 杨波

雕牌  幼鱼 Danio rerio 28 韩方圆[27]

GM -2  幼鱼 Danio rerio 11820 韩方圆[27] GM -2 项栉鰕虎  Ctenogobius gymnauchen 22898 [25] JDF -2  幼鱼 Danio rerio 5035 韩方圆[27]

UNITOR  幼鱼 Danio rerio 2340 韩方圆[27]


实验用鱼类的开发进展

除斑马鱼外目前国外已经成功培育虹鳉亚马孙新月鱼等纯系国内即将建成的有剑尾鱼稀有鮈鲫和红鲫等 这些鱼类实验动物被分别应用于衰老致癌机制内分泌学水生生态毒理学研究以及作为药物的生物检定材料  中国 2004 年颁布的新化学物质危害评估导则规定新化学物质的基础水平申报材料所使用水生生物急性毒性试验数据中首选鱼类实验数据 OECD 高产量化学品计划 HPV 急性鱼类毒性试验是一项基本要求除了 96 LC50 还有鱼类14 延长毒性试验鱼类早期生活阶段毒性试验鱼类胚胎一卵黄囊吸收阶段的短期毒性试验鱼类幼体生长试验等一系列试验[9]

尽管计算机模拟等生物试验替代技术有所发展 但在原油和消油剂的毒性研究领域中鱼类试验 包括鱼细胞系和鱼胚胎试验 因其简单方便的实验条件控的遗传家系和明确及结果便于分析等优点依然作为基本研究方法而长期占据重要的地位 用于毒性试验的胚胎品种发育过程时间短便于观察和控制 毒后可分析其作用时间死亡率致畸性等多项指标 和成本相对较高的成鱼急性毒性试验相比具有很大的优势[28] 欧洲化学品毒理学和生态毒理学中心

ECETOC 也提出用细胞系和鱼胚胎试验来替代标准鱼类毒性实验[9]

在今后的环境毒理学研究中应当继续加强实验鱼类纯化基因品系的建立进行更多的基因测序并拓展眼界从更多的品种中筛选出体型和敏感度适宜的品种来丰富实验动物的选择范围并从其功能性上加以更细致的划分 在毒性试验方面应对不同毒性指标进行深入分类和原理探讨除了死亡这种污染晚期效应外致畸和理化指标脏器病变酶活性变化等早期指标也应受到进一步重视

原油和消油剂相关毒性试验展望

88

在原油工业长足发展的今天原油污染及其解决办法是水环境毒理学的重要研究课题之一 目前于研究的实验动物鱼种多为淡水鱼类用于咸水或海水环境的鱼种并不多 除了大型经济鱼类的胚胎和幼鱼外一些适用于实验室保存和繁殖的小型海水鱼现在也得到了重视和研究如裸项栉虾虎鱼的人工繁育已到第 对其人工繁殖和生理研究积累了较多的研究成果

由于海洋环境的极端复杂性相关毒性试验有必要优化和细化以期在试验环境上能真实模拟溢油现场 原油和消油剂在水体中的转化沉降等动力学特征和化学反应应得到进一步研究 其毒性对鱼类的影响的具体机理目前尚不清楚引起酶活性的变化和染色体变异等微观生物学效应是有待发展的新兴领域

 

参考文献

[1] 朱童晖.大连新港海域原油污染处置的反思与启示 海洋开发与管 2010, 27(8):34 -38

[2]  斌.浅议溢油分散剂在油污染防治中的应用 2005 年船舶防污染学术年会论文集 2005.

[3  il  ill  ea     eco         li 00

[4]  李芳芳 祁晓霞 环境毒理学研究进展  .生态毒理学学报 2011(6) :19 -17.

[5]  关瑞章 王艺磊 等.鱼类实验动物研究概况及标准化研究过程面临的主要问题 实验动物与比较医学,2012, 32    :366 370.

[6] 杨鸢劼.鱼类作为实验动物在环境毒理学研究中的应用  .水产科技情报 2010, 37(4) :187 -190.

[7] 韩佳寅梁爱华.全胚胎培养技术及其应用研究进展 中国中药杂 2010, 35(5) :549 -553.

[8] 程树军 史光华.化学品鱼类急性毒性的决策树及替代试验  .实验动物与比较医学 2012, 32(2) :152 -155.

[9       il  ea    lti  -

 Clupea harengus  membras    97  

[10]   殷浩马鱼胚胎发育中适宜的毒理指标  职业医 2004, 21(2):88 -93.  下转 98 


2014 10

 

结论

JOURNAL OF BIOLOGY

     ee 00   44

 


利用右旋糖酐蔗糖酶通过转糖基作用 DMS

乙酸乙酸钙缓冲液中合成槲皮素糖苷是可行的  用大孔树脂 AB -8) ephadex LH -20 分离纯化后可以得到较为纯净的槲皮素单糖苷通过薄层色谱效液相色谱和质谱基本可以确定酶催化产物就是槲皮素的单糖苷

利用高效液相色谱测定了右旋糖酐蔗糖酶催化合成槲皮素单糖苷的转化率确定了得到较高转化率槲素单糖苷的工艺条件 25° ,30  酸乙酸钙02     反应体系中 10的蔗糖作为糖基供体酶活力为 40  转速为

150  反应 24 糖基化产物的转化率最高可达

39畅5%。

 

参考文献

[1] 张洪斌朱春宝胡又佳等.右旋糖酐蔗糖酶工程菌株的构建及其培养条件的研究  .微生物学报,2008,48(4) :492 -497.

[2]  杨雅麟王建华.肠膜明串珠菌右旋糖酐蔗糖酶的研究进展

.微生物学通报,2007,34(4) :787 -789.

          uk        ec        ea  30  3048.

 av       ec  yco  

 19   85

    ec      ca      cc   ligo              1995,51:33 -138.

           ti   duti   li    ti  ac      -

  í         ffi   ti      ac      Leuconostoc   mesenteroides   -     oo  01  56 105

               -  co        ex         og   36

[9                ti      flavo- tragalin   by    Leuconostoc   mesenteroides      -512FMCM dextransucrase acc  ti    ti                20  

 oo            ti    -   ov lloca      ec -   ti 20  

           ye       ac- ti          Leuconostoc mes- enteroides   12 ti      - ti         01  

[12] 吴薛明 许婷婷 储建林 等.黄酮类化合物酶法糖基化修饰的研究进展 .中国天然药物,2010, (5)  389 -400.

            Leuconostoc  mesenteroides  -

     vo      ac  eacti    - queo ga ve   ea 20   863.

               -      ex ge     Leuconostoc mesenteroides

  echn     

[15] 罗永明付小梅.大孔树脂分离油茶皂苷和黄酮的研究

林产化学与工业,1999,19(1):40.

    ava       caec    ycex yco    ec       


 

 



[11] 黄朋江.近海岸海洋污染源分析和保护措施 北方环境 2013, 25(7) :94 -96.

[12] 郑森林 刘文华 等.原油水溶性成分对斜带髭鲷受精卵及仔鱼的急性毒性效应  台湾海峡, 2010, 29(3):367 -372.

[13] 贾晓平 钦.南海原油和燃料油对仔虾和仔鱼的急性毒性试验

热带海洋, 1998, 17(1):93 -98.

[14] 田丽粉   等.胜利原油对褐牙鲆仔稚鱼的急性毒性和幼鱼碱性磷酸酶的影响 海洋水产研究 2008, 29 ):95 100.

[15] 王晓伟 李纯厚 沈南南.原油污染对海洋生物的影响  .南方水 2006(4):76 -80.

[16] 贾晓平 蔡文贵 等.原油和燃油对南海重要海水增养殖生物的急性毒性试验  .水产学报 2000,24(1) :32 -36.

[17] 茅鄂年.分散剂对海洋微生物的毒性检测 .上海环境科学,1996,

(15)6:40 -41.

[18] 吕福荣 熊德琪.消油剂对马粪海胆污染效应的影响 海洋环境科学 2010, 29(3) :328 -331.

          nd     licati 1990.

[20]  等.三种水生动物对消油剂的急性毒性反 //中国实验动物学会水生实验动物专委会第三届学术研讨会论文汇编 2008: 72 -76.

21   孙丽萍 魏社林 四种水生动物对  消油剂的急性毒性反应 实验动物与比较医学 2011, 31(4 :259 263

[22] 徐汉光 等.几种常用消油剂对海洋生物的毒性影响 .海洋环境科学,1991, (10)4:14 -20.

[23] 李广茹.环境因子对 种溢油分散剂乳化性能的影响 .海洋开发

和管理 2013(10):95 -97.

[24] 韩方园 杨开亮 邢小丽 等.几种溢油分散剂对斑马鱼的急性毒性研究 .上海海事大学学报 2010, 31(3) :86 -89.

[25] 吴之庆.关于消油剂合理使用和执法管理现状的探讨 海洋环境

科学 1997, 16(1):60 -66.

[26] 杨庆霄 高光智 等.化学消油剂对孔石莼生长影响的研 海洋学报,1997, 19(3):45 -49.

   eo       il      il  oxit    -

ph    il   Spll        llti  

(4) :1 -6.

[28] 史淑洁 佟玉洁.应用斑马鱼胚胎致畸效应检测环境污染物毒性 .环境与健康杂志 2003, 20(2) :122 -124.


宁波危化品吸附剂哪家好?宁波油类危化品吸附剂报价是多少?宁波灭火防爆危化品吸附剂质量怎么样?中翼工贸有限公司专业承接提供危化品吸附剂材料,电话:13605895103

相关产品

联系我们

来自新时代的共鸣,无数企业用户的选择

联系人:黄总

手机: 13605895103 13735701127

电话: 13605895103

邮箱: 13605895103@139.com

地址: 浙江省金华市永康市西城街道兴达4路8号