近年来石油平台、油库火灾等造成的海上溢油泄漏事故频繁发生,对海洋环境造成了很大污染。而溢油分散剂作为处理溢油的主要措施之一,在溢油发生时被广泛使用。溢油分散剂的使用可以有效去除海洋表面的大面积溢油,但同时容易造成二次污染从而增大石油烃对海洋生物的毒害作用。本文以模式底栖生物马粪海胆(Hemicentrotus Pulcherrimus)为代表,分别从个体发育、生化反应和分子遗传等不同水平,综合表征使用溢油分散剂处理燃料油对海洋生物的毒性效应,并探讨其机制。得到以下研究结果：(1)研究石油投加量、海水温度和盐度等影响溢油分散剂对燃料油化学分散效率的因素,结果表明：在油水比例相同条件下,经过溢油分散剂处理的燃料油乳化液中油浓度比未经溢油分散剂处理过的燃料油分散液中油浓度平均增大1.2倍;海水温度和盐度都会对乳化液中油的浓度有所影响；确定常规型溢油分散剂处理120#船舶燃料油的分散效果最佳比例是燃料油量的20%。(2)研究溢油分散剂处理前后的120#燃料油对海胆胚胎的急性毒性效应。结果表明：120#燃料油分散液和乳化液对海胆胚胎2细胞、4细胞、8细胞及囊胚期的EC50值分别是0.394g/L、0.254g/L、0.106g/L和0.0333g/L；乳化液对海胆胚胎2细胞、4细胞、8细胞及囊胚期的EC50值分别是0.205g/L、0.106g/L、0.085g/L和0.00527g/L。胚胎毒性结果说明：120#燃料油乳化液比分散液对海胆胚胎不同时期的毒性分别增大0.92、1.4、0.3和5.3倍,囊胚期毒性增大倍数最大与石油烃不断积累有关。(3)研究燃料油分散液和乳化液对海胆抗氧化系统的影响,结果表明：海胆性腺和肠组织中的酶活性有明显不同。海胆性腺和肠中的四种酶(CAT、SOD、GST和GPx)在分散液和乳化液中都出现了酶的诱导和活性降低的现象,而燃料油乳化液中4种酶活性都明显高于分散液；同时肠中SOD、GST和GPx三种酶活性受到最大诱导倍数明显高于性腺,马粪海胆肠中的CAT、SOD、GST和GPx四种酶比性腺中更为敏感,而相比SOD和GPx酶,肠中的CAT和GST酶对石油污染更加敏感。由此可以认为燃料油乳化液对海胆组织酶活性影响大于分散液,海胆肠CAT和GST酶适合作为海洋监测石油烃污染的生物标志物。(4)采用单细胞凝胶电泳技术检测燃料油分散液及乳化液对海胆组织亚急性氧化损伤情况,结果表明：暴露于不同浓度的燃料油分散液和乳化液中的海胆性腺细胞未出现明显的彗星拖尾现象；肠细胞的DNA损伤程度随着浓度和暴露时间呈现明显的正增长,并且乳化液中海胆肠细胞损伤程度明显高于分散液,说明溢油分散剂的使用会显著增大燃料油对海胆肠组织细胞的DNA损伤。(5)分子水平采用单链构象多态性技术和测序方法,检测CyIIa和SP-runt基因的突变情况,结果表明：在所有实验组中,海胆发育有关的CyIIa基因均未出现基因突变；而SP-Runt基因,在乳化液(2.25和4.5g/L)暴露21d时,均出现突变个体,并且突变率都为33.33%,说明SP-Runt基因发生突变与暴露天数和浓度相关,120#燃料油乳化液增大海胆SP-runt基因的突变几率。采用高效液相色谱法对马粪海胆全基因组甲基化水平进行检测,结果表明：随浓度增加暴露时间延长,分散液和乳化液中甲基化水平均受到抑制,乳化液中全基因组甲基化水平更低,说明经过溢油分散剂处理的燃料油乳化液对海胆的遗传毒性更大。(6)采用气相质谱联用技术测定燃料油分散液和乳化液中石油烃在海胆体内的生物富集,结果表明：不同多环芳烃的生物富集因子的变化程度有明显区别；不同时间时,分散液和乳化液中多环芳烃的生物富集因子整体随浓度增大呈下降趋势；乳化液中5-6环多环芳烃的浓度比分散液中增大程度高于2-4环多环芳烃,而海胆体内5-6环多环芳烃浓度没有明显增长；乳化液中2-4环多环芳烃(萘、2-甲基萘、1-甲基萘、菲和芘)的生物富集因子明显高于5环多环芳烃(苯并(b)荧蒽、苯并(e)芘和苯并(a)芘)的生物富集因子,说明使用溢油分散剂会使燃料油乳化液中2-4环多环芳烃的富集程度明显增大,从而导致对海胆发育、组织和遗传毒性效应的增大。