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TBP與LEV混合物對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)

2025-06-25 00:00:00沈洪艷沈洪艷劉愛真楊雷孫新宇白玉瑋寧靜孫昊宇
水生態(tài)學(xué)雜志 2025年3期
關(guān)鍵詞:效應(yīng)體系

中圖分類號:R994.6;X592 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-3075(2025)03-0013-09

水環(huán)境是有機(jī)磷阻燃劑(organophosphateflameretardants,OPFRs)的主要歸趨場所,海河、珠江和黃河等河流均檢測到OPFRs,其濃度水平為 ng/L~mg/L (Wuetal,2014)。水環(huán)境中暴露的OPFRs具有分布廣、持久性和生物積累性等特點。OPFRs會對斑馬魚、大型蚤等水生生物產(chǎn)生一定的毒性效應(yīng),可以引起斑馬魚和大型蚤嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng),造成其生長代謝系統(tǒng)紊亂(曹琳等,2024;Wangetal,2022)。有研究發(fā)現(xiàn),高濃度的OPFRs磷酸三丁酯對微藻產(chǎn)生明顯的抑制作用,但其在實際環(huán)境中存在的濃度跨度較大,我國淡水環(huán)境中的污染水平達(dá)到 2~209ng/L (Liuetal,2019)。目前針對磷酸三丁酯在不同劑量下對微藻產(chǎn)生的毒性效應(yīng)及環(huán)境風(fēng)險評估的研究較少。已有研究表明,草甘麟對微藻會產(chǎn)生“低促高抑\"的毒物興奮(Hormesis)效應(yīng),增加水環(huán)境中水華形成的風(fēng)險(Xuetal,2021)。因此,有必要從Horme-sis的角度去評估磷酸三丁酯在不同暴露濃度的生物效應(yīng)。

在實際水環(huán)境中,除OPFRs外,還存在其他污染物,如抗生素。Zhao等(2023)研究表明,在海河中檢測到的污染物包含OPFRs和喹諾酮類抗生素,即OPFRs和抗生素在水環(huán)境中共存。抗生素是水環(huán)境中暴露較普遍、跨度較大、分布較廣的一類新污染物。二龍湖中左氧氟沙星的殘留濃度高達(dá) 646ng/L (Lietal,2019;Xuetal,2015)。左氧氟沙星會干擾微藻光合作用,對其產(chǎn)生一定的抑制作用(Zhangetal,2022b)。但現(xiàn)有研究多集中在單一污染物上,實際水環(huán)境中OPFRs和抗生素以不同濃度比例存在,其對微藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)尚未見研究報道。

在復(fù)雜、數(shù)量繁多的二元混合體系中,直接均分射線法能夠快速且準(zhǔn)確地篩選出具有典型特征和代表性的混合射線(Zhangetal,2020)。有研究表明,OPFRs和抗生素的毒性作用模式不同(Escheretal,2020;Wangetal,2021)。由于獨立作用模型的應(yīng)用前提是混合組分具有不同毒性作用模式,本研究采用該模型評估OPFRs與抗生素對受試生物的聯(lián)合毒性作用模式。微藻是地球上最重要的初級生產(chǎn)者,藍(lán)藻和綠藻的數(shù)量在微藻中占比較高,其中藍(lán)藻為原核生物,綠藻為真核生物,但目前針對受試化合物對原核藻類和真核藻類毒性差異的相關(guān)報道較少。

為此,本研究以銅綠微囊藻(藍(lán)藻)和斜生柵藻(綠藻)作為受試生物,開展磷酸三丁酯和左氧氟沙星對2種藻的單獨毒性和聯(lián)合毒性效應(yīng)研究,以期為有機(jī)磷阻燃劑和抗生素共存時對水生生物毒性及其環(huán)境風(fēng)險評估提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1受試化合物與受試生物

磷酸三丁酯(tributylphosphate,TBP)、左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)、鹽酸(HCI)和丙酮(AC)均購自阿拉丁試劑有限公司(上海),純度均在 95% 以上,TBP的CAS號為126-73-8,相對分子質(zhì)量為266.32g/mol ;LEV的CAS號為100986-85-4,相對分子質(zhì)量為 361.37g/mol 。銅綠微囊藻(Microcystisae-ruginosa,F(xiàn)ACHB-469)和斜生柵藻(Scenedesmusobliquus,F(xiàn)ACHB-13)均購自中國科學(xué)院水生生物研究所淡水藻種庫。銅綠微囊藻和斜生柵藻的培養(yǎng)方法參照OECD201標(biāo)準(zhǔn),使用BG-11培養(yǎng)基接種藻種(Gonzalez-Pleiteretal,2013),放置在人工氣候培養(yǎng)箱(PRX-250B,寧波賽福實驗儀器有限公司)中,光照強(qiáng)度設(shè)置為 2500lx ,培養(yǎng)溫度 (23±1)°C ,光暗周期比為 12h:12h 。

1.2毒性試驗

將銅綠微囊藻和斜生柵藻培養(yǎng)至對數(shù)生長期,然后將2種藻分別加入到含有BG-11培養(yǎng)基溶液和受試污染物的滅菌錐形瓶中,瓶內(nèi)初始藻密度為7.5×105 個 /mL 。參考受試污染物在環(huán)境中的真實暴露濃度,并按對數(shù)等距的方法設(shè)置受試污染物的毒性實驗濃度,共12個濃度點(表1)。每個濃度組設(shè)置3個平行組。每天定時手動搖動錐形瓶3次,并變換受光位置, 96h 后測定12個濃度點在 680nm 處的吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算銅綠微囊藻密度(公式 ① 和斜生柵藻密度(公式 ② )。毒性結(jié)果以生長抑制率表示,其計算方法見公式 ③ ,本實驗數(shù)據(jù)符合低劑量刺激高劑量抑制的毒物興奮(Hormesis)效應(yīng),則使用毒物興奮(Hor-mesis)效應(yīng)模型擬合(Zhangamp;Lin,2020)(公式 ④ :

y=3.25967×107x+3.02598×105

式中: x 為吸光度; y 為銅綠微囊藻密度(個 /mL )。

y=2.89554×107x-2.24920×104

式中: x 為吸光度; y 為斜生柵藻藻密度(個 /mL )。

式中 ?Ii 為第 i 個處理組的生長抑制率 (%),Ni 為第i個處理組的藻密度 (↑/mL),N0 為對照組的藻密度(個/mL)。

式中: C 為最大抑制率的趨近值; D 為最低劑量處的趨近值; m 為最大促進(jìn)率的趨近值; a 為 m/2 處的濃度, mol/L;b 為 a 處的斜率; p 為 C/2 處的濃度, mol/L :q 為 p 處的斜率; x 為實驗濃度點的抑制率, 0% 。

表1濃度設(shè)計 Tab.1 Concentration treatments of TBP and LEV for toxicity testingmol/L

通過單一受試化合物的劑量-效應(yīng)曲線獲取其對2種微藻的半數(shù)效應(yīng)濃度值( EC50) ,使用直接均分射線法對TBP+LEV二元混合體系進(jìn)行濃度配比(Quetal,2019),將 EC50 值視為二元混合物的參考濃度點,如圖1所示得到5條TBP和LEV不同濃度占比的二元混合物射線(R1、R2、R3、R4、R5),每條射線上按對數(shù)等距設(shè)置受試化合物的實驗濃度。5種混合體系R1\~R5根據(jù) EC50(TBP):EC50(LEV) 的比例分別為1:5、2:4、3:3、4:2、5:1,計算每種混合體系中TBP和LEV具體的濃度占比,進(jìn)而計算12個濃度點TBP和LEV的濃度值,開展二元聯(lián)合毒性試驗,其余步驟與單一毒性實驗相同。

圖1直接均分射線法示意

Fig.1 Schematic diagramof direct equipartition ray method

1.3聯(lián)合毒性作用模式判別及強(qiáng)度評估方法

使用獨立作用(independentaction,IA)模型對TBP+LEV的聯(lián)合毒性作用類型進(jìn)行判別,IA模型是在設(shè)想混合組分具有不同作用模式的基礎(chǔ)上評價聯(lián)合作用類型(Faustetal,2003),該模型的計算公式如下:

式中: Cmix 和 E(Cmix) 分別是混合體系的總濃度和總效應(yīng); E(Ci) 是第 i 組分單獨作用且濃度為 Ci 時的效應(yīng)。聯(lián)合毒性作用模式的判別是通過比較劑量-效應(yīng)曲線(包括 95% 置信區(qū)間)和IA曲線位置來確定(圖2),判定方法為實際劑量-效應(yīng)曲線(包括 95% 置信區(qū)間上下限)在IA模型曲線上方、中間和下方,則聯(lián)合作用模式分別為協(xié)同、相加和拮抗。

基于TBP+LEV二元混合物的聯(lián)合毒性作用模式的判別結(jié)果,其聯(lián)合毒性作用(jointtoxicactionsintensity,JTAI的相應(yīng)強(qiáng)度 (J) 評估(Sun etal,2023)如下:根據(jù)IA曲線獲得混合污染物在固定測試濃度下的 E(Cmix) 值;首先獲取各混合物劑量-效應(yīng)曲線95% 置信區(qū)間的上、下值,分別用 UCB 和 LCB 表示。聯(lián)合作用強(qiáng)度的計算如表2,對于協(xié)同效應(yīng) (Jgt;0) ,JTAI值越大,協(xié)同作用越強(qiáng)。對于拮抗作用 (Jlt;0) ,JTAI值越小,拮抗作用越強(qiáng)。因此,由二元混合劑量-效應(yīng)曲線上12個濃度點計算出二元混合物JTAI值,其中協(xié)同作用和拮抗作用的聯(lián)合毒性作用強(qiáng)度以柱狀圖的形式顯示。

表2聯(lián)合毒性作用強(qiáng)度評估Tab.2 Evaluation of the intensity for joint toxicaction

1.4數(shù)據(jù)分析

使用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)顯著性分析,先進(jìn)行方差齊性檢驗(ANOVA),然后對方差齊性或方差非齊進(jìn)行LSD或Dunnett's-T3多重比較。使用Plt;0.05(*),Plt;0.01(**) 和 確定統(tǒng)計學(xué)顯著性。所有數(shù)據(jù)均表示為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差。

2結(jié)果與分析

2.1TBP和LEV對微藻的單一毒性效應(yīng)

TBP和LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的毒性參數(shù)如表3。TBP對銅綠微囊藻和斜生柵藻的 EC50 分別為 2.6×10-6.6.7×10-5mol/L ;LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的 EC50 分別為 3.4×10-7.4.3×10-6mol/L EC50值排序為:TBP斜生gt;LEV斜生gt;TBP銅綠gt;LEV銅綠;TBP對銅綠微囊藻和斜生柵藻的最大促進(jìn)率分別為19.7%.9.2% ;LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的最大促進(jìn)率分別為 31.1%.24.9% ,最大促進(jìn)率排序為:LEV 銅綠gt;LEV斜生gt;TBP 銅綠gt;TBP斜生。因此,LEV 對2種藻的單一毒性效應(yīng)均大于TBP。已有文獻(xiàn)證明,喹諾酮類抗生素對藻類的毒性作用大于有機(jī)磷阻燃劑(Zhaoetal,2023),本研究結(jié)果也證明了上述結(jié)論。

圖2TBP和LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的劑量-效應(yīng)曲線 Fig.2Dose-response curves of TBPand LEV for growth rate inhibition ofM.aeruginosa and S.obliquus
表3TBP和LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻單一和聯(lián)合作用的毒性參數(shù)Tab.3 Toxicity parameters of individual and combined action of TBP and LEV toM.aeruginosaandS.obliquus

2.2TBP與LEV對微藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)

TBP+LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合毒性參數(shù)見表3。5條射線對銅綠微囊藻的 EC50 分別為: TBP+LEV的二元混合體系對銅綠微囊藻 EC50 值排序為:射線 R5gt; 射線 R4gt; 射線 R3gt; 射線 R2gt; 射線R1。5條射線對銅綠微囊藻的最大促進(jìn)率分別為: 19.9% 、17.2%?17.0%.15.0%.14.4% ,TBP+LEV的二元混合體系對銅綠微囊藻最大促進(jìn)率排序為:射線 R1gt; 射線 R2gt; 射線 R3gt; 射線 R4gt; 射線R5,表明5種濃度配比的聯(lián)合毒性大小為射線 R1gt; 射線 R2gt; 射線 R3gt; 射線 R4gt; 射線R5。對5條射線進(jìn)行差異顯著性分析,結(jié)果表明,5條射線的毒性效應(yīng)具有顯著性差異。上述二元混合體系5種濃度配比均對銅綠微囊藻產(chǎn)生了Hormesis效應(yīng)。本研究中TBP和LEV混合體系產(chǎn)生Hormesis效應(yīng)的促進(jìn)濃度區(qū)間為 2.0×10-11~7.0×10-7mol/L 。TBP和LEV二元混合體系中5種濃度配比對斜生柵藻 EC50 和最大促進(jìn)率的排序與銅綠微囊藻一致,但混合體系對銅綠微囊藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)大于斜生柵藻。由此可知,上述二元混合體系隨著LEV所占濃度的減少,對2種微藻的聯(lián)合毒性作用減弱,說明二元混合物對微藻的毒性作用具有化合物比率依賴性。如圖3所示,對比混合體系對銅綠微囊藻(藍(lán)藻)和斜生柵藻(綠藻)的毒性作用發(fā)現(xiàn),其對銅綠微囊藻的促進(jìn)和抑制作用均大于斜生柵藻,即對銅綠微囊藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)更明顯。這與TBP或LEV對銅綠微囊藻的單一毒性效應(yīng)的研究結(jié)果相符。

圖3 TBP+LEV 對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合毒性劑量-效應(yīng)曲線Fig.3 Dose-response curves of the combined effect of TBP+LEV on growth rate inhibition ofM.aeruginosaandS.obliquus

2.3聯(lián)合毒性作用模式判別及強(qiáng)度評估

TBP+LEV混合體系對2種微藻的聯(lián)合作用模式判別和聯(lián)合作用強(qiáng)度見圖4。由圖可見,隨著混合體系中TBP+LEV濃度的升高,銅綠微囊藻的劑量-效應(yīng)曲線與IA曲線的位置變化關(guān)系具有一定的規(guī)律(圖4a\~4e),即5個濃度配比的劑量-效應(yīng)曲線(含95% 置信區(qū)間)隨二元混合物濃度的升高從位于IA曲線上方轉(zhuǎn)為在IA曲線下方。可見暴露于低濃度(2.0×10-11~7.0×10-7 mol/L)TBP+LEV混合體系時其聯(lián)合作用模式先協(xié)同,后隨濃度升高轉(zhuǎn)為拮抗。如圖4f\~4j所示,TBP和LEV二元混合體系對斜生柵藻的劑量-效應(yīng)曲線的變化規(guī)律同銅綠微囊藻一致。由此可見,TBP和LEV二元混合體系對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合毒性效應(yīng)具有濃度依賴性。

由圖 4k~4t 可知,隨著LEV濃度占比的減少,二元混合體系的協(xié)同強(qiáng)度逐漸減弱;隨著TBP濃度占比的增加,其拮抗強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),表明TBP和LEV二元混合體系對2種藻的聯(lián)合毒性作用強(qiáng)度均具有化合物比率依賴性。通過對比圖4k\~4t中2種藻的JTAI值可知,銅綠微囊藻的協(xié)同作用強(qiáng)度和拮抗作用強(qiáng)度的極值均大于斜生柵藻,且2種藻協(xié)同和拮抗作用強(qiáng)度的極值具有顯著性差異。由此表明TBP和LEV二元混合體系對銅綠微囊藻造成的生態(tài)風(fēng)險更大。

3討論

3.1受試化合物對2種藻的毒性差異分析

TBP和LEV單一及混合體系對銅綠微囊藻和斜生柵藻的劑量-效應(yīng)曲線見圖2、圖3。由圖可知,TBP和LEV單一及混合體系對銅綠微囊藻的毒性效應(yīng)均大于斜生柵藻。根據(jù)以往的研究推測,這與藍(lán)藻和綠藻具有不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有關(guān)(Brezovseketal,2014;Zhangetal,2023)。一方面,藍(lán)藻和綠藻細(xì)胞壁組成成分不同,影響了污染物進(jìn)入微藻的速率。綠藻細(xì)胞壁由纖維素和木葡聚糖等非纖維素多糖共同組成,可以為綠藻提供更好的支持和保護(hù);藍(lán)藻細(xì)胞壁主要是由肽聚糖組成,含有少量的纖維素,結(jié)構(gòu)較為簡單,更容易受到污染物的迫害(Hadjoudjaetal,2010;Mikkelsenetal,2014)。另一方面,藍(lán)藻缺乏葉綠體,直接利用類囊體進(jìn)行光合作用;而綠藻的類囊體被包裹在葉綠素的雙層膜結(jié)構(gòu)中,污染物更容易進(jìn)入藍(lán)藻細(xì)胞影響其光合作用,產(chǎn)生大量ROS,進(jìn)而對藻細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用(Sangetal,2024)。因此,銅綠微囊藻和斜生柵藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異是造成TBP和LEV單一及混合體系對銅綠微囊藻毒性效應(yīng)大于斜生柵藻的主要原因。

3.2Hormesis效應(yīng)對環(huán)境風(fēng)險評估的影響

本研究中TBP和LEV單一及混合體系對銅綠微囊藻和斜生柵藻均表現(xiàn)出“低促高抑\"的Hormesis現(xiàn)象。微量抗生素能促進(jìn)藻類DNA復(fù)制與碳代謝等過程,進(jìn)而促進(jìn)藻細(xì)胞增殖;多組分混合物也可誘導(dǎo)微藻產(chǎn)生刺激效應(yīng),促進(jìn)藻細(xì)胞碳代謝和光合作用。但多種混合物共同作用會改變低劑量促進(jìn)效應(yīng)的強(qiáng)度和濃度區(qū)間(Agathokleousetal,2022)。真實水環(huán)境中,TBP和LEV的檢出濃度分別為2\~209和 1~646ng/L (Liu et al,2019; Wu et al,2022),與本研究中TBP和LEV混合體系產(chǎn)生Hormesis效應(yīng)的促進(jìn)濃度區(qū)間 (2.0×10-11~7.0×10-7mol/L) 存在重合部分。按照Hormesis理論,這種情況極有可能促進(jìn)銅綠微囊藻和斜生柵藻的快速生長,具有促進(jìn)水華形成的潛在環(huán)境風(fēng)險。因此,鑒于毒物興奮效應(yīng)的普遍性,建議將其納入污染物風(fēng)險評估中。

a、b、c、d、e為銅綠微囊藻的IA判別結(jié)果,f、g、h、i、j為斜生柵藻的IA判別結(jié)果,實線是二元混合物的劑量-效應(yīng)曲線,陰影區(qū)域是 95% 置信帶,黑色虛線是IA擬合曲線;k、、m、n、o為銅綠微囊藻JTAI值,pq、r、s、t為斜生柵藻表示斜生柵藻JTAI值。圖4 TBP+LEV 混合體系對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合作用模式判別和聯(lián)合作用強(qiáng)度

abcd:d :urveof thebinarymixture,the shadow area is the 95% confidence band,and the black dotted lineis theIA fiting curve.K,1,m,n,o: JTAI valu f M. aeruginosa;p,q,r, s,t : JTAI values of S. obliquus.

Fig.4Discrimination diagram of jointaction modeand jointaction intensitydiagramof TBP+LEVcombined systemonM.aeruginosaandS.obliquus

3.3混合濃度及比例對聯(lián)合風(fēng)險評估的重要性

研究已證實,銅綠微囊藻和斜生柵藻暴露于TBP和LEV混合體系時,聯(lián)合作用模式會隨體系中化合物濃度發(fā)生改變。這一改變可能與TBP和LEV誘導(dǎo)微藻產(chǎn)生Hormesis效應(yīng)有關(guān)(Liuetal,2023;Zhangetal,2022a;Zhaoetal,2023)。如圖4所示,當(dāng)暴露于低濃度 (2×10-11~7.3×10-7 mol/L)TBP+LEV混合體系時,銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合作用模式均為協(xié)同作用,在抑制作用濃度范圍內(nèi),對2種藻的抑制作用均增強(qiáng)。因此,混合暴露可能會增加環(huán)境暴露的風(fēng)險。在TBP+LEV混合體系中,LEV濃度占比與其聯(lián)合毒性作用呈正相關(guān);TBP濃度占比與聯(lián)合毒性作用呈負(fù)相關(guān)。這表明在TBP和LEV混合體系中,LEV可能決定著混合物聯(lián)合毒性作用的大小。因此,LEV在環(huán)境中的暴露濃度應(yīng)該是TBP和LEV混合物聯(lián)合風(fēng)險評估的關(guān)鍵所在。本研究探索了TBP和LEV對藻類聯(lián)合毒性隨混合暴露濃度及組分比例的變化規(guī)律,可為水環(huán)境中OPFRs和抗生素共同暴露的風(fēng)險評估提供數(shù)據(jù)支撐。

4結(jié)論

(1)TBP和LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻均產(chǎn) 生單一毒性效應(yīng)。TBP和LEV對銅綠微囊藻的毒 性效應(yīng)大于斜生柵藻,且LEV對2種藻的毒性效應(yīng) 更大。

(2)TBP+LEV對銅綠微囊藻和斜生柵藻的聯(lián)合毒性作用模式隨著化合物濃度的升高由協(xié)同作用轉(zhuǎn)變?yōu)檗卓棺饔谩kS著LEV濃度占比的減少,對2種藻協(xié)同作用強(qiáng)度逐漸減弱;隨著TBP濃度占比增加,對2種藻拮抗作用強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。TBP+LEV對銅綠微囊藻的聯(lián)合作用強(qiáng)度大于斜生柵藻。

(3)當(dāng)2種藻單獨暴露于TBP、LEV或二元混合體系,且實驗濃度與實際水環(huán)境中濃度相當(dāng)時,單一化合物或者混合體系均對藻類生長有促進(jìn),導(dǎo)致其生物量增加,具有促進(jìn)水華形成的潛在環(huán)境風(fēng)險。

(4)TBP+LEV混合體系中,Hormesis效應(yīng)、TBP和LEV的濃度配比均會影響混合體系對藻類的聯(lián)合毒性效應(yīng),該結(jié)果為污染物共存情況下的環(huán)境風(fēng)險評價提供了數(shù)據(jù)支撐。

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(責(zé)任編輯 鄭金秀)

Combined Toxicity of Tributyl Phosphate and Levofloxacin on Microcystis aeruginosa and Scenedesmus obliquus

SHEN Hongyan1,2, LIU Aizhen1, YANG Lei3, SUN Xinyu1, BAI Yuwei4, NING Jing4, SUN Haoyu5

(1. College of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang O50018, P.R. China; 2. Hebei Key Laboratory of Pollution Prevention Biotechnology, Shijiazhuang O5o018,P.R. China; 3.Department of Quality Inspection and Management, Hebei Chemical and Pharmaceutical College, Shijiazhuang O50026, P.R. China; 4. Water supply and drainage Company of Shijiazhuang High-tech Industrial Development Zone, Shijiazhuang 050035, P.R. China; 5. Key Laboratory of Organic Compound Pollution Control Engineering (MOE), Ministry of Education, School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444,P.R. China)

Abstract: Organophosphate flame retardants (OPFRs) are widely used in industrial materials to reduce fire risk and as stabilizers. Aquatic ecosystems are the primary sink of OPFRs,which often coexist with antibiotics and other polutants in the water environment. However, studies on the combined toxicity of OPFRs and antibiotics to microscopic primary producers are lacking. In this study,Microcystis aeruginosa (a common cyanobacteria) and Scenedesmus obliquus (a common green algae) were selected as test organisms,and we explored individual and combined toxicities of Tributyl phosphate (TBP),a typical OPFR, and levofloxacin (LEV),a typical antibiotic,on the two test organisms.The individual toxicities of TBP and LEV were tested using the single toxicity test method with 12 concentration treatments and the direct equipartition ray method to test their combined toxicity, with TBP to LEV concentration ratios of 1:5,2:4, 3:3,4:2 and 5:1.The independent action model (IA model) was employed to discern the mode of joint toxic action and evaluate its severity, with a focus on exploring the response of simultaneous exposure to TBP and LEV. The LC50 of TBP toward M. aeruginosa and S. obliquus were 2.0×10-6 and 6.7×10-5mol/L , respectively. The LC50 of LEV against M. aeruginosa and S. obliquus were 3.4×10-7 and 4.3×10-6mol/L , respectively. Thus, M. aeruginosa is more sensitive to TBP and LEV than S. obliquus. The results of the combined exposure based on an equipartition ray design shows that the combined toxicity intensity decreased with decreasing LEV concentration,and the toxic effect on M. aeruginosa was higher than that of S. obliquus.In addition,the toxic mode of the combined exposure to both test organisms was concentration-dependent, showing synergism at low concentration and antagonism at high concentration,and the toxic intensity varied with the ratio of TBP to LEV concentration. There was a positive correlation between the proportion of LEV and the toxicity of the mixture,and a negative correlation between the proportion of TBPand toxicity of the mixture.Both individually and combined,TBP and LEV exhibited hormesis on algal growth, i.e., low concentrations promoted growth while high concentrations inhibited growth.The results of this study provide data support for evaluating the toxicity of organophosphorus flame retardants and antibiotics to aquatic organisms and their environmental risks.

Key words: tributyl phosphate; levofloxacin; Microcystis aeruginosa; Scenedesmus obliquus; combined toxicity;hormesis

1.河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,河北石家莊050018;2.河北省污染防治生物技術(shù)重點實驗室,河北石家莊050018;3.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院質(zhì)量檢測與管理系,河北石家莊050026;4.石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)供水排水公司,河北石家莊050035;5.有機(jī)復(fù)合污染控制工程教育部重點實驗室,上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,上海200444

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