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本文测定了松花江污染事故中主要污染物之一硝基苯(NB)对斑马鱼成鱼、仔鱼的急性毒性效应以及硝基苯对斑马鱼胚胎的发育毒性;研究了硝基苯对耐污种红虫的急性毒性效应;研究了温度和溶剂对硝基苯毒性实验的影响;进行了硝基苯的清水恢复实验;并初步探讨了硝基苯对斑马鱼仔鱼和胚胎DNA的损伤情况。依据硝基苯对水生生物的毒性效应,对其毒作用机制进行了详细探讨。
在研究硝基苯对水生生物毒性效应的基础上,本文依据硝基苯在水环境中的迁移转化规律,结合大量的硝基苯对水生生物的毒性数据,以松花江污染事件为例,评价硝基苯对单种水生生物和水生生物群落的风险,最后对硝基苯进行了健康风险评价。
主要研究结果如下:以斑马鱼成鱼、斑马鱼仔鱼和红虫为实验材料,用硝基苯进行致死毒性实验,得到24h,48h,72h,96h的LC<,50>值。其中,斑马鱼成鱼 96h LC<,50>=112.60 mg/L、斑马鱼仔鱼(孵化后0h染毒)96h LC<,50>=309.11mg/L、斑马鱼仔鱼 (孵化后120h染毒)96h LC<,50>=128.27 mg/L、红虫96h LC<,50>=448.10 mg/L。同种条件下,斑马鱼仔鱼孵化后0h染毒所得LC<,50>值远高于孵化后120h染毒所得的LC<,50>。刚孵化后的斑马鱼仔鱼对硝基苯的耐受性远高于斑马鱼成鱼,与红虫的比较接近。不过随着时间推移,仔鱼对硝基苯的耐受性减弱。
硝基苯对斑马鱼仔鱼具有明显的致畸致突变作用,可以致仔鱼心胞囊肿和尾部畸形。硝基苯对斑马鱼成鱼的安全浓度为31.81 mg/L。相对于其他鱼种,斑马鱼成鱼对硝基苯的敏感性居中。
采用斑马鱼胚胎发育技术,对硝基苯的毒性进行测定。结果表明,硝基苯对斑马鱼胚胎具有明显的抑制作用,会造成胚胎的畸形或死亡,随着硝基苯对斑马鱼胚胎的作用时间减短,其致死效应敏感性降低,其中0hbf组的LC<,50>最小,72h LC<,50>=57.04 mg/L,48hbf组的最大72h LC<,50>=278.44 mg/L。斑马鱼胚胎对孵化后0h染毒的硝基苯最敏感,最敏感时段为受精后0~6h。硝基苯对胚胎产生急性毒性效应的敏感指标为:心胞囊肿>无心跳、血流循环障碍>停滞发育>尾部畸形等畸形。斑马鱼胚胎最敏感的指标为48h心胞囊肿和72h半数致死效应。温度和溶剂对硝基苯毒性有一定影响:温度升高,硝基苯毒性增强。酒精组的LC<,50>值小于丙酮组LC<,50>值。溶剂对硝基苯毒性起到了联合作用。
相同的染毒时间,不同发育阶段的斑马鱼对硝基苯的敏感性不同。斑马鱼整个生活周期对硝基苯的敏感性为:胚胎早期(0~6h)>成鱼>胚胎晚期(48~72h)>仔鱼冬季的低温天气和鱼类经硝基苯暴露后转入清水能够恢复这一特点减轻了松花江污染事故对水生生物的影响,不过松花江污染事故发生时的硝基苯超标程度对鱼类产卵孵化具有一定威胁。
从硝基苯水生生态风险评价结果来看,松花江污染发生时的硝基苯浓度对绝大多数水生生物具有高风险,不过污染过后的硝基苯可能残留量对大多数水生生物没有风险。应用水生生物群落模型得出,当暴露浓度为0.017 mg/L(标准)时,硝基苯对水生生物具有潜在危险,松花江污染过后水体中硝基苯的可能残留量对水生生物无风险。
硝基苯健康风险评价的结果表明:当暴露浓度为 0.017 mg/L (标准) 时,对该区域人群的终生超额风险度和年超额风险度分别为 1.03×10<-4>,1.48×10<-6>。当水体中硝基苯浓度为 0.0017 mg/L(标准值的1/10),对该区域人群的终生超额风险度和年超额风险度分别为 1.03×10<-5>,1.48×10<-7>。当硝基苯暴露浓度低于环境标准的1/10时,该风险是可以接受的。松花江污染过后,水体中硝基苯可能残留量不会对人体健康构成威胁。
从毒性实验分析,我国关于硝基苯的环境标准不是很严格,有待于进一步研究修正。