3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)

姚洪偉　舒耀皋　汪丹

摘要 以浮萍為對(duì)象，研究3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍葉片數(shù)、鮮重和干重的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)。結(jié)果表明，以浮萍植物體數(shù)為指標(biāo)，浮萍7 d 生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到50%時(shí)的3，5-二氯苯酚濃度（7 d- ErC50）為2.910 mg/L，95%置信區(qū)間為2.428～5.650 mg/L。隨著3，5-二氯苯酚濃度的增大，對(duì)浮萍葉片數(shù)、鮮重、干重的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)增強(qiáng)，且呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍不同測(cè)試指標(biāo)的毒性從大到小依次為鮮重、干重、葉片數(shù)。

關(guān)鍵詞 3，5-二氯苯酚;浮萍;葉片數(shù);鮮重;干重;抑制效應(yīng)

中圖分類號(hào) X 173文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2020）23-0113-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.027

Growth Inhibition Effects of 3，5-Dichlorophenol to Lemna minor

YAO Hong-wei1，2， SHU Yao-gao1，2， WANG Dan1，2

（1. Shanghai Chemical Research Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200062;2. Shanghai Engineering Research Center of Chemicals Public Safety， Shanghai 200062）

Abstract Taking L. minor as the object， the growth inhibition effect of 3，5-dichlorophenol on the number of leaves， fresh weight and dry weight of L. minor was studied.The results showed that the concentration of 3，5-dichlorophenol when 7-day growth rate was inhibited by 50% （7 d-ErC50） was 2.910 mg/L， and the 95% confidence interval was 2.428-5.650 mg/L.With the concentration increased of 3，5-dichlorophenol，the growth inhibitory effects to the number of leaves，fresh weight and dry weigh were enhanced， and showed significant dose-effect relationship，the toxicity of 3，5-dichlorophenol to different test indexes of L. minor was in order of fresh weight， dry weight and number of leaves.

Key words 3，5-dichlorophenol;Lemna minor;Number of leaves;Fresh weight;Dry weight;Inhibition effect

3，5-二氯苯酚是一種重要的有機(jī)化工中間體，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)農(nóng)藥除草劑、醫(yī)藥、助劑產(chǎn)品等，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性和刺激性，對(duì)生物體有廣譜毒性及誘突變性，現(xiàn)已被許多國(guó)家列為環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測(cè)的有機(jī)污染物之一[1-2]。

浮萍（Lemna minor）為漂浮水生維管束植物，在我國(guó)分布極為廣泛，具有易于培養(yǎng)、繁殖快、總產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)[3]。目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者已就浮萍的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，浮萍的生長(zhǎng)、保存、試驗(yàn)方法、陽(yáng)性對(duì)照等試驗(yàn)相關(guān)技術(shù)均見(jiàn)報(bào)道[4-6]。由于浮萍的生態(tài)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性好，在國(guó)外被廣泛地應(yīng)用于水生生態(tài)毒理學(xué)研究[7]，但國(guó)內(nèi)的相關(guān)報(bào)道較少[8]。

該研究通過(guò)浮萍毒性試驗(yàn)，考察不同濃度下3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍生長(zhǎng)的影響，探討3，5-二氯苯酚對(duì)其葉片數(shù)、鮮重和干重的毒性效應(yīng)，以期為浮萍作為3，5-二氯苯酚化合物的毒性評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物可行性提供試驗(yàn)方法參考和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)生物。

浮萍使用改進(jìn)的瑞士標(biāo)準(zhǔn)（SIS）培養(yǎng)基培養(yǎng)，每周更新一次培養(yǎng)基。試驗(yàn)開(kāi)始前，選擇足量的克隆轉(zhuǎn)入新鮮無(wú)菌培養(yǎng)基中，并在試驗(yàn)條件下培養(yǎng)7～10 d。

試驗(yàn)有效性要求為空白對(duì)照組浮萍葉片數(shù)的倍增期+需在2.5 d（60 h）及7 d內(nèi)的平均特定生長(zhǎng)率大于0.275 d-1。

1.1.2 試驗(yàn)儀器與耗材。

電子天平（ALB-224型）;智能型人工氣候箱（RXZ-1500B型）;立式壓力滅菌器（LDZX-50KBS型）;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DGG-9070A型）;高速冷凍離心機(jī)（H2050R型）;生物顯微鏡（CX21型）;pH計(jì)（PB-10 型）;照度計(jì)（540型）;可容納500 mL試驗(yàn)液的全玻璃器皿。

1.1.3 試劑。

3，5-二氯苯酚（純度>99.97%）購(gòu)自西格瑪奧德里奇中國(guó);其他化學(xué)試劑（NaNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O、CaCl2·2H2O、Na2CO3、H3BO3、MnCl2·4H2O、Na2MoO4·2H2O、ZnSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、Co（NO3）2·6H2O、FeCl3·6H2O、Na2-EDTA·2H2O）為市購(gòu)分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)基配制。

參照OECD[9]標(biāo)準(zhǔn)配制SIS培養(yǎng)基，除Fe-EDTA 貯備液經(jīng)過(guò) 0.22 μm 硝酸纖維素濾膜滅菌外，其余貯備液經(jīng)高壓滅菌（120 ℃，15 min），4 ℃黑暗保存，備用。6種儲(chǔ)備液按比例混合，調(diào)節(jié)pH至6.5±0.2后無(wú)菌過(guò)濾使用。

1.2.2 試驗(yàn)條件。

試驗(yàn)用器皿均經(jīng)過(guò)121 ℃高壓滅菌30 min，試驗(yàn)溫度為（25±2）℃，光照強(qiáng)度為6 500～10 000 lx，光照周期為24 h連續(xù)光照[10]。

1.2.3 浮萍生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)。

稱取3，5-二氯苯酚0.025 4 g，用滅菌培養(yǎng)基配成100 mg/L溶液，用培養(yǎng)液稀釋為1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 mg/L共5個(gè)濃度組，以空白（不加3，5-二氯苯酚）為對(duì)照，每個(gè)培養(yǎng)皿中放入12片浮萍（4株3葉浮萍），每濃度設(shè)置3個(gè)平行樣。

每個(gè)結(jié)晶皿中的試驗(yàn)溶液為300 mL，試驗(yàn)采用靜態(tài)試驗(yàn)方式進(jìn)行，在試驗(yàn)開(kāi)始后的0、3、5和7 d分別記錄浮萍的生長(zhǎng)情況（包括浮萍葉片數(shù)、鮮重、干重），并在試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)測(cè)定3，5-二氯苯酚濃度。

1.2.4 浮萍生長(zhǎng)指標(biāo)的計(jì)算。

平均特定生長(zhǎng)率（μ）：

式中，μi-j為從i時(shí)點(diǎn)到j(luò)時(shí)點(diǎn)的平均特定生長(zhǎng)率（d-1）;Ni為i時(shí)點(diǎn)的生物量;Nj為j時(shí)點(diǎn)的生物量;t為從i到j(luò)的時(shí)間間隔。

平均特定生長(zhǎng)率抑制率（Ir）：

式中，μc為對(duì)照組的平均值;μt為濃度組的平均值。

產(chǎn)量為葉片數(shù)及其他變量（總?cè)~面積、干重或鮮重）在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)與試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的差值。對(duì)干重或鮮重而言，起始生物量通過(guò)測(cè)定與試驗(yàn)接種相同批次的浮萍來(lái)實(shí)現(xiàn)。各組的產(chǎn)量抑制百分率（Iy）計(jì)算如下：

式中，bc為對(duì)照組試驗(yàn)結(jié)束時(shí)生物量與初始生物量之差;bT為濃度組試驗(yàn)結(jié)束時(shí)生物量與初始生物量之差。

2 結(jié)果與分析

2.1 3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，隨著3，5-二氯苯酚濃度的升高，浮萍生長(zhǎng)的抑制作用增大，二者呈現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)，各組浮萍的抑制作用逐漸增加。

2.2 3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍生長(zhǎng)量的影響

從表1可以看出，3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍的葉片數(shù)具有明顯的抑制作用，而且這種抑制作用隨著濃度和時(shí)間的增大而增大。根據(jù)3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍生長(zhǎng)抑制的毒性數(shù)據(jù)，基于葉片數(shù)的生長(zhǎng)抑制率，通過(guò)概率單位法求得：浮萍3 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到50%的濃度（3 d-ErC50）為5.218 mg/L;浮萍5 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到50%的濃度（5 d-ErC50）為2.873 mg/L，95%置信區(qū)間為2.340～4.845 mg/L;浮萍7 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到10%的濃度（7 d-ErC10）為1.732 mg/L，95%置信區(qū)間為0.746～2.102 mg/L;7 d-ErC20為2.070 mg/L，95%置信區(qū)間為1.326～2.490 mg/L;7 d-ErC50為2.910 mg/L，95%置信區(qū)間為2.428～5.650 mg/L。

2.3 3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍干重和鮮重的影響

由表2可知，經(jīng)不同濃度的3，5-二氯苯酚處理7 d后，3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍的鮮重和干重的影響呈良好的濃度（劑量）-效應(yīng)關(guān)系。隨著處理濃度的增大，浮萍鮮重和干重與對(duì)照相比較明顯減少。

根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，計(jì)算各濃度組及對(duì)照組的平均特定生長(zhǎng)率、產(chǎn)量和抑制率后，通過(guò)概率單位法計(jì)算3，5-二氯苯酚的ErC10、ErC20、ErC50值及95%的置信區(qū)間如下：①基于鮮重的生長(zhǎng)抑制率：浮萍7 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到10%的濃度（7 d-ErC10）為0.867 mg/L，95%置信區(qū)間為0～1.296 mg/L;浮萍7 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到20%的濃度（7 d-ErC20）為1.160 mg/L，95%置信區(qū)間為0.008～1.582 mg/L;浮萍7 d生長(zhǎng)率受抑制達(dá)到50%的濃度（7 d-ErC50）為2.021 mg/L，95%置信區(qū)間為1.425～17.159 mg/L;②基于干重的生長(zhǎng)抑制率：7 d-ErC10值為0.884 mg/L，95%置信區(qū)間為0.070～1.328 mg/L;7 d-ErC20值為1.303 mg/L，95%置信區(qū)間為0.323～1.742 mg/L;7 d-ErC50值為2.731 mg/L，95%置信區(qū)間為2.070～8.506 mg/L。

2.4 3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍抑制率的影響

從圖2和圖3可以看出，3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用，對(duì)浮萍不同測(cè)試指標(biāo)的毒性從大到小依次為鮮重、 干重、葉片數(shù)。

3 結(jié)論

該研究以浮萍為處理對(duì)象，研究3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍生長(zhǎng)曲線的影響，并考察3，5-二氯苯酚對(duì)其葉片數(shù)、鮮重和干重的毒性效應(yīng)，結(jié)果表明，隨著濃度的增高，3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用，而且濃度越高抑制作用越強(qiáng);不同濃度的3，5-二氯苯酚處理組，浮萍體干重和鮮重都有不同程度的減少，而且處理濃度越高越少;3，5-二氯苯酚對(duì)浮萍不同測(cè)試指標(biāo)的毒性從大到小依次為鮮重、干重、葉片數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] XIE T M，ABRAHAMSSON K，F(xiàn)OGELQVIST E，et al.Distribution of chlorophenols in a marine environment[J].Environmental science & technology，1986，20（5）：457-463.

[2] 黎衛(wèi)亮.2，4-二氯苯酚在黃土性土壤中的吸附及遷移轉(zhuǎn)化研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009.

[3] 鄭麗英.雙草醚和Cu 對(duì)浮萍的毒性效應(yīng)[J].廣州化工，2012，40（9）：54-55，91.

[4] 宋志慧，黃國(guó)蘭.浮萍在水生態(tài)毒理學(xué)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005，28（1）：94-96，99.

[5] 朱曄榮，馬榮，劉清岱，等.浮萍相關(guān)研究的幾方面重要進(jìn)展[J].生物學(xué)通報(bào)，2010，45（4）：4-6.

[6] 吳建勛，張姍姍.Cr、Co、Pb單一脅迫對(duì)浮萍SOD、POD、MDA的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（15）：188-194.

[7] BURKIEWICZ K，SYNAK R，TUKAJ Z.Toxicity study of three insecticides in a standard algal growth inhibition test with Scenedesmus subspicatus[J].Environmental contamination and toxicology，2005，74：1192-1198.

[8] 金小偉，查金苗，王子健，等.氯酚類化合物對(duì)紫背浮萍生長(zhǎng)及葉綠素含量的影響[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2013，33（12）：2257-2261.

[9] OECD.Guidelines for the testing of chemical，221 Lemna sp.growth inhibition test[S].Paris：OECD，2006.

[10] 環(huán)保部化學(xué)品登記中心，《化學(xué)品測(cè)試方法》編委會(huì).化學(xué)品測(cè)試方法-生物系統(tǒng)效應(yīng)卷（2）[M].2版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

基金項(xiàng)目 上海化工研究院科研計(jì)劃項(xiàng)目（N307-2016jczx-01）。

作者簡(jiǎn)介 姚洪偉（1987—），女，山東菏澤人，工程師，碩士，從事環(huán)境安全評(píng)價(jià)研究。

*通信作者，高級(jí)工程師，碩士，從事環(huán)境安全評(píng)價(jià)。

收稿日期 2020-04-07