溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)

，，

(1.中國海洋大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266100；2.國家海洋局海洋減災(zāi)中心，北京 100194)

紫貽貝(Mytilus edulis)俗稱海虹，為軟體動物門，雙殼綱，貽貝目，貽貝科，貽貝屬，廣泛分布于世界各海區(qū)[1]。作為我國重要的寒溫帶養(yǎng)殖品種[2-3]，總產(chǎn)量占世界的50%以上，中心產(chǎn)區(qū)集中在我國黃渤海區(qū)的山東、遼寧兩省[4-5]。紫貽貝可通過慮食海水中的顆粒物質(zhì)進(jìn)行生長，無需人工投喂，在海水養(yǎng)殖中享有“綠色產(chǎn)業(yè)”的盛譽(yù)[6-7]。

紫貽貝對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，具有很高的耐污能力，且能對多種環(huán)境污染物產(chǎn)生響應(yīng)，具備作為指示生物的基本條件[8]。目前，國內(nèi)外對紫貽貝毒性效應(yīng)研究多集中于藻毒素、重金屬及農(nóng)殘等方面，而專門針對石油烴及溢油分散劑的急性毒性研究報(bào)道較少[9-11]，因此，本研究以紫貽貝為研究對象，選擇原油、燃料油以及分別被溢油分散劑處理過的兩種油品乳化液作為污染物，研究以上4種溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)，為海洋環(huán)境監(jiān)測和溢油損失評估提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 受試生物

紫貽貝購買于青島市鰲山衛(wèi)水產(chǎn)市場，平均體重為(15±6) g，平均體長為(85±20) mm。將紫貽貝置于消毒后的沙濾海水中馴養(yǎng)7 d，挑選長勢均勻、正常慮食且反應(yīng)靈敏的個(gè)體進(jìn)行急性毒性試驗(yàn)。

1.2 油品制備

1.2.1 實(shí)驗(yàn)油品及溢油分散劑

選用油品及溢油分散劑分別為原油(BXPT，采自中海油渤西區(qū)塊)，燃料油(HSFO 380CST，船用燃料油)，溢油分散劑(濃縮型，恒海牌)。

1.2.2 WAF及DWAF的制備

將試驗(yàn)油品和過濾海水按體積比1∶10的比例混合，置于2 L的三角瓶中。其中試驗(yàn)油品在使用時(shí)經(jīng)過加熱軟化，海水經(jīng)0.45 μm醋酸纖維膜過濾，在滅菌鍋中經(jīng)過120 ℃，20 min的條件滅菌；在振蕩器上震蕩24 h，靜置2 d后取下清液(即為WAF母液)保存于棕色的試劑瓶中，并放在4～6 ℃的冰箱中保存。

將過濾海水、試驗(yàn)油品、溢油分散劑按體積比100∶10∶1的比例混合，置于2 L的三角瓶中。其中試驗(yàn)油品在使用時(shí)經(jīng)過加熱軟化，海水經(jīng)0.45 μm醋酸纖維膜過濾，在滅菌鍋中經(jīng)過120 ℃，20 min的條件滅菌；在振蕩器上震蕩24 h，靜置2 d后取下清液(即為DWAF母液)保存于棕色的試劑瓶中，并放在4～6 ℃的冰箱中保存。

1.2.3 母液濃度的測定

取1.1.2中制備的溢油污染物母液5 mL于分液漏斗中，加入50 mL的Q水，5mL 1∶3的硫酸，用10 mL的正己烷分2次萃取，在225 nm下測定吸光度，依次測定4種溢油污染物母液的總石油烴濃度。

1.3 急性毒性試驗(yàn)

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的質(zhì)量濃度范圍，按照等對數(shù)間距加入原油(燃料油)WAF與DWAF，混勻，使其達(dá)到不同的濃度梯度；每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)平行樣，以不加溢油污染物的海水體系作為對照，每個(gè)平行樣中加入紫貽貝30只。實(shí)驗(yàn)期間溫度控制在(20±2) ℃，連續(xù)充氧且禁食，每天全量換水一次，定時(shí)觀察，及時(shí)揀出死亡的紫貽貝。當(dāng)紫貽貝外套膜全部收縮、張口，且用玻璃棒觸碰貝殼沒有反應(yīng)時(shí)，則定為死貝，連續(xù)觀察并記錄96 h。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用幾率單位法計(jì)算LC50值，通過死亡百分率-幾率單位換算表查詢死亡幾率單位，應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件(SPSS)，以質(zhì)量濃度的對數(shù)為橫坐標(biāo)，以死亡幾率單位為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性擬合，按照一元線性回歸方程Y=bX+a的形式，擬合溢油污染物對鹵蟲的概率-濃度對數(shù)方程；根據(jù)概率-濃度對數(shù)方程計(jì)算概率單位Y=5時(shí)的濃度對數(shù)X，然后再求X的反對數(shù)，即得溢油污染物對鹵蟲的半致死濃度LC50值。

2 結(jié)果與討論

2.1 溢油污染物對紫貽貝死亡率的影響

暴露在低濃度實(shí)驗(yàn)組中的紫貽貝在24 h內(nèi)并沒有出現(xiàn)明顯的中毒反應(yīng)，其觸足活動基本正常且能進(jìn)行常態(tài)化的伸縮，以感知周圍環(huán)境并尋找其他紫貽貝，但較對照組而言并未產(chǎn)生足絲固定自身。暴露在1～3 mg/L質(zhì)量濃度組中的紫貽貝，在48 h時(shí)才開始產(chǎn)生足絲，且足絲易斷，而在質(zhì)量濃度大于5 mg/L的實(shí)驗(yàn)組中，紫貽貝在整個(gè)培養(yǎng)過程中均未產(chǎn)生足絲，且其外套膜呈現(xiàn)長時(shí)間的濾食狀態(tài)。24 h后，各實(shí)驗(yàn)組紫貽貝均開始出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，暴露于不同質(zhì)量濃度梯度實(shí)驗(yàn)組中的紫貽貝96 h死亡率見表1。

表1 不同濃度溢油污染物中紫貽貝的96 h死亡率及幾率單位

注：M為死亡率，%；P為幾率單位

由表1可見， 紫貽貝96 h死亡率隨溢油污染物質(zhì)量濃度的升高而逐漸增大。當(dāng)質(zhì)量濃度為5 mg/L時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組紫貽貝的死亡率達(dá)60%以上；當(dāng)質(zhì)量濃度為12 mg/L時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組死亡率均高達(dá)100%。兩種油品加入溢油分散劑后，對紫貽貝死亡率的影響變化各異，燃料油降低而原油升高。燃料油WAF和原油DWAF對紫貽貝的毒性效應(yīng)影響最明顯，當(dāng)二者的質(zhì)量濃度為8 mg/L時(shí)，死亡率已經(jīng)達(dá)到100%。

2.2 溢油污染物對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)

參照幾率單位法，以溢油污染物濃度對數(shù)為橫坐標(biāo)，96 h的死亡幾率單位為縱坐標(biāo)，通過作圖法得到四種溢油污染物對紫貽貝的96 h急性毒性效應(yīng)曲線(如圖1)。

采用幾率單位法的一元線性方程擬合溢油污染物對紫貽貝的96 h急性毒性效應(yīng)曲線時(shí)表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。通過幾率單位法求算四種溢油污染物對紫貽貝的96 h-LC50值及其相關(guān)參數(shù)見表2。

圖1 燃料油WAF、燃料油DWAF、原油WAF及原油DWAF對紫貽貝的濃度對數(shù)-死亡概率曲線

油品回歸方程相關(guān)系數(shù)R2自由度X2LC50/(mg·L-1)95%置信區(qū)間/(mg·L-1)FuelWAFY=5．2286+0．9776x0．9313．840．580．29-1．15FuelDWAFY=4．2735+2．0486x0．9225．992．261．70-3．00CrudeWAFY=4．6724+1．4144x0．9025．991．701．13-2．57CrudeDWAFY=5．2271+1．4359x0．9713．840．690．43-1．10

由表2可見，4種溢油污染物對紫貽貝急性毒性效應(yīng)大小依次為：燃料油WAF>原油DWAF>原油WAF>燃料油DWAF。4種溢油污染物對紫貽貝的96 h-LC50值介于0.58～2.26 mg/L之間，燃料油WAF對紫貽貝的急性毒性作用最強(qiáng)，其96 h-LC50值低至0.58 mg/L。溢油分散劑對兩種油品急性毒性效應(yīng)影響變化各異，燃料油加入溢油分散劑后，其急性毒性效應(yīng)明顯減弱，具體表現(xiàn)為96 h-LC50值由0.58 mg/L升高到2.26 mg/L；相反，原油對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)受溢油分散劑的影響而大幅增強(qiáng)，其96 h-LC50由1.70 mg/L降低至0.69 mg/L。造成這種現(xiàn)象的原因可能與油品種類有關(guān)[12]，不同油品的理化性質(zhì)及油品中含有的低分子量多環(huán)芳烴的種類和數(shù)量是影響石油烴類污染物急性毒性效應(yīng)的主要因素[13]，越來越多的研究證實(shí)，2-4環(huán)PAHs對溢油污染物的急性毒性效應(yīng)起主要作用[14]。除此之外，PAHs還是一類具有光誘導(dǎo)毒性的有機(jī)污染物，PAHs的離域大π健可以吸收太陽光的可見(400～700 nm)和紫外(290～400 nm)部分，從而產(chǎn)生毒性作用更強(qiáng)或者更弱的降解產(chǎn)物[15]，可能進(jìn)一步加劇或減輕溢油污染物的急性毒性效應(yīng)。

3 結(jié)論

紫貽貝死亡率的變化與溢油污染物的濃度有關(guān)，濃度越大，死亡率越高。紫貽貝對4種溢油污染急性毒性效應(yīng)的敏感性和耐受性受油品種類和溢油分散劑的影響。燃料油WAF對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)最強(qiáng)；隨著溢油分散劑的加入，燃料油對紫貽貝的急性毒性效應(yīng)降低而原油升高。

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