焦 迪

(哈爾濱師范大學(xué))

0 引言

草履蟲是一種常見的淡水低等生物，它是原生動(dòng)物纖毛門的典型代表動(dòng)物.此種原生動(dòng)物分布非常廣泛，在自然水體中繁殖速度快，容易采集，容易觀察，培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單.在水中運(yùn)動(dòng)速度極快，能夠和周圍的介質(zhì)充分接觸，與多細(xì)胞動(dòng)物相比，對(duì)毒性的反應(yīng)更為敏銳.與單純的化學(xué)手段相比，草履蟲能夠更生動(dòng)、更真實(shí)的反映環(huán)境化學(xué)毒性物質(zhì)的毒理效應(yīng)，是研究有毒物質(zhì)非常理想的一種材料.它在水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地位，是水體質(zhì)量監(jiān)測(cè)的指示生物之一.近些年來(lái)，以草履蟲為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)(一般分為急毒性實(shí)驗(yàn)和慢毒性實(shí)驗(yàn)兩種)，研究水體環(huán)境中的重金屬污染、農(nóng)藥污染等問題，進(jìn)一步為污水處理、農(nóng)藥使用安全性以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面提供更多有價(jià)值的參考資料.

1 重金屬離子對(duì)草履蟲的毒性作用

隨著工業(yè)進(jìn)程的加速發(fā)展，工業(yè)廢水的排放處理問題很早就引起了人們的注意.工業(yè)廢水中的重金屬離子對(duì)自然水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染，破壞環(huán)境，直接危害水生生物.而測(cè)定重金屬離子對(duì)原生動(dòng)物的半致死濃度，其目的是用原生動(dòng)物作為指示生物，用來(lái)監(jiān)測(cè)水體質(zhì)量［1-2］.

1.1 鎘離子

方衛(wèi)飛、盛華仙［3］利用硫酸鎘、氯化鎘、硝酸鎘這三種鎘化合物對(duì)草履蟲的生物毒性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示硫酸鎘毒性最大，其次是氯化鎘，硝酸鎘毒性最低.鎘離子對(duì)草履蟲具有較強(qiáng)的急性致死毒性作用和慢性積累毒性作用，會(huì)影響草履蟲的正常生理活動(dòng)以及繁殖后代.

胡好遠(yuǎn)等［4］研究表明鎘離子對(duì)草履蟲的24 h半致死濃度為0.3294 mg/L，在一定范圍內(nèi)，草履蟲的種群數(shù)量隨著鎘離子濃度的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，但高濃度的鎘離子也降低了草履蟲的種群增長(zhǎng)率，且當(dāng)鎘離子的濃度為0.1179 mg/L時(shí)，草履蟲種群增長(zhǎng)率最大，為1.5442/d.而馮麗瑛等［5］研究表明鎘離子對(duì)草履蟲的1h半致死濃度為0.96 mg/L，95%置信區(qū)間為0.53～1.83 mg/L，隨著鎘離子濃度的增高，鎘離子對(duì)草履蟲的毒性也逐漸增強(qiáng).他們研究結(jié)果的總趨勢(shì)是相同的，其半致死濃度不同主要是因?yàn)樽饔脮r(shí)間不同引起的.

鎘是主要的重金屬污染物之一，對(duì)環(huán)境、生物的健康有相當(dāng)?shù)奈：π?目前鎘對(duì)環(huán)境污染方面研究較多，而對(duì)于生物體的具體危害作用研究較少，有待近一步的深入探討研究.

1.2 鉛離子

周玉［6］的研究表明鉛離子對(duì)草履蟲的24 h半致死濃度為3.9907 mg/L.這說(shuō)明鉛離子對(duì)草履蟲具有毒害作用.該實(shí)驗(yàn)在檢測(cè)草履蟲的死亡數(shù)量時(shí)設(shè)置了兩個(gè)時(shí)間段(12 h、24 h)，其結(jié)果顯示草履蟲的致死原因除了鉛離子的直接毒害作用以外，作用時(shí)間也是其種群數(shù)量減少的重要因素.

目前為止，關(guān)于鉛離子的毒害作用研究較少，特別是關(guān)于鉛離子對(duì)生物體的危害作用幾乎沒什么研究，為了更好的防治環(huán)境中鉛離子的污染，應(yīng)對(duì)鉛離子的毒害作用進(jìn)行更深入的研究.

1.3 銅離子

石同幸等［7］研究表明谷朧甘膚含量的降低是銅離子對(duì)草履蟲急性致死的主要原因之一，微量的銅對(duì)草履蟲繁殖有促進(jìn)作用，所以銅離子對(duì)草履蟲具有雙向生物學(xué)效應(yīng).石同幸等［8］還進(jìn)行了其他的研究，結(jié)果表明銅離子對(duì)草履蟲產(chǎn)生繁殖毒性，致使有絲分裂指數(shù)降低，生長(zhǎng)抑制的閾濃度為0.0195 mg/L.隨銅離子濃度的增加，草履蟲的相對(duì)繁殖率降低，刺絲泡的不發(fā)射率增高，存在明顯的濃度-反應(yīng)關(guān)系.但是，分裂相細(xì)胞比率的下降和體長(zhǎng)的階梯性抑制均無(wú)明顯濃度依賴關(guān)系.長(zhǎng)時(shí)間接觸濃度大于0.0195 mg/L的銅離子對(duì)草履蟲的DNA有損傷作用，影響草履蟲的生長(zhǎng)繁殖.

馮麗瑛等［5］研究表明銅離子對(duì)草履蟲的1 h半致死濃度為0.32 mg/L，95%置信區(qū)間為0.27～0.36 mg/L.隨著銅離子濃度的增高，銅離子對(duì)草履蟲的毒性也增大，并有明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系.而潘志崇等［9］研究則表明銅離子對(duì)尾草履蟲的1 h半致死濃度分別為0.32 mg/L，95%置信區(qū)間分別為0.29～0.36 mg/L.他們的研究結(jié)果相一致.但周玉［6］的研究表明銅離子對(duì)草履蟲的24 h半致死濃度為0.0826 mg/L.這一研究結(jié)果不同于前面所敘述的，主要是因?yàn)樽饔脮r(shí)間不同造成的.

綜上所述，銅離子作為人類長(zhǎng)期使用的殺蟲劑，隨著社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)用也日益廣泛，對(duì)水體的污染也越來(lái)越受到人們的重視，所以有關(guān)這方面的報(bào)道有很多，研究也相對(duì)透徹.

1.4 鋅離子

潘志崇等［9］研究表明鋅離子對(duì)尾草履蟲的1 h半致死濃度為11.48 mg/L，95%置信區(qū)間為8.98～14.88 mg/L.不同濃度的鋅離子對(duì)尾草履蟲的毒性不同，鋅離子濃度越高，對(duì)尾草履蟲的毒性越大.鋅離子的濃度為56.0 mg/L時(shí)，對(duì)尾草履蟲的毒性最大.

鋅離子既是重金屬也是多種生物必不可少的微量生命元素.它們?cè)诘蜐舛认驴勺鳛樯锷L(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分，但超過一定濃度，會(huì)對(duì)生物體表現(xiàn)出不同程度的毒害作用.而鋅離子對(duì)生物體有哪些毒害作用，現(xiàn)在還不是很清楚，所以可以進(jìn)行更加具體的研究.

2 農(nóng)藥對(duì)草履蟲的毒性作用

近些年來(lái)，由于農(nóng)藥的使用量不斷增大，導(dǎo)致越來(lái)越多的農(nóng)藥隨水流進(jìn)入自然水體之中，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，也對(duì)生物體造成很大的危害.利用農(nóng)藥對(duì)草履蟲進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)，旨在研究農(nóng)藥使用的安全性，為更好的保護(hù)自然水體提供依據(jù).

2.1 菊酯類農(nóng)藥

劉慶余等［10］研究表明南開菊酯對(duì)草履蟲的半致死濃度為5.0 mg/L左右.低濃度的南開菊酯對(duì)草履蟲的種群生長(zhǎng)具有一定的刺激作用.當(dāng)南開菊酯的濃度大于0.2 mg/L時(shí)，隨著南開菊酯濃度的增加，對(duì)草履蟲的毒性也逐漸增加，當(dāng)南開菊酯的濃度達(dá)到0.4 mg/L時(shí)，草履蟲開始致死.劉慶余等［11］也用乙氰菊酯對(duì)草履蟲進(jìn)行了毒性實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明乙氰菊酯以甲苯為助溶劑對(duì)草履蟲的半致死濃度為16.3 mg/L，乙氰菊酯以丙酮為助溶劑對(duì)草履蟲的半致死濃度為24.0 mg/L.由此可知，乙氰菊酯以甲苯為助溶劑的毒性高于以丙酮為助溶劑的毒性.

王莉霞等［12］研究表明，氰戊菊酯對(duì)原生動(dòng)物群落的48h半致死濃度為15.83 mg/L，氰戊菊酯使原生動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，各個(gè)功能類群均受到不同程度的損傷.李霖等［13］研究表明三氟氯氰菊酯對(duì)草履蟲1 h半致死濃度為1.65 mg/L，三氟氯氰菊酯的濃度越高，草履蟲的死亡率越高.絕對(duì)致死劑量為40.00 mg/L，最小致死劑量為0.16 mg/L.在小于絕對(duì)致死劑量的情況下，一定時(shí)間、一定濃度范圍內(nèi)隨著三氟氯氰菊酯濃度的增大，草履蟲的種群增長(zhǎng)率也增大.三氟氯氰菊酯能夠促進(jìn)對(duì)草履蟲種群增長(zhǎng)的根本原因可能是環(huán)境雌激素的效應(yīng).

菊酯類農(nóng)藥對(duì)草履蟲所做的毒性實(shí)驗(yàn)，研究技術(shù)相對(duì)成熟，研究的菊酯類農(nóng)藥種類也比較多，但研究方法單一，應(yīng)探索出更多的研究方法.

2.2 其他農(nóng)藥

張燕萍等［14］研究表明甲維鹽對(duì)草履蟲的1h半致死濃度為430.177 mg/L，多菌靈對(duì)草履蟲的1 h半致死濃度為135.391 mg/L，撲草凈對(duì)草履蟲的1h半致死濃度為117.739 mg/L.甲維鹽、多菌靈、撲草凈的95%置信區(qū)間分別為414.789～440.723 mg/L，102.475 ～177.581 mg/L，73.492 ～175.622 mg/L.農(nóng)藥濃度越大，草履蟲的耐受性越低，死亡率越大.由此可知，3種農(nóng)藥中對(duì)草履蟲毒性最大的是撲草凈，其次是多菌靈，毒性最小的是甲維鹽.

李霖等［15］研究表明毒死蜱對(duì)草履蟲的1 h半致死濃度為0.04359 mg/L，隨著毒死蜱溶液濃度的增高，草履蟲的死亡率也增高.毒死蜱濃度在0.005～1.29 mg/L范圍內(nèi)，隨著毒死蜱濃度的減小，種群的增長(zhǎng)率則增大，說(shuō)明毒死蜱在一定低濃度范圍內(nèi)對(duì)草履蟲的生殖具有促進(jìn)作用、對(duì)環(huán)境具有內(nèi)分泌干擾物效應(yīng).李霖等［16］還研究了多靈菌對(duì)草履蟲的毒性實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明多靈菌對(duì)草履蟲的1 h半致死濃度為0.5340 mg/L，最大無(wú)致死濃度為0.075 mg/L，最小全致死濃度為37.5 mg/L.在最大無(wú)致死濃度到最小全致死濃度之間，多菌靈濃度越小種群增長(zhǎng)率越大.所以在一定劑量范圍內(nèi)，多菌靈對(duì)草履蟲的生殖作用是低濃度促進(jìn)、高濃度抑制.這種結(jié)果與內(nèi)分泌干擾物效應(yīng)相似.

婁維義等［17］研究表明在乙酰甲胺磷脅迫下尾草履蟲和綠草履蟲的1 h半致死濃度分別為11.972 mg/L、10.928mg/L，95%的可信限分別為10.894～13.113 mg/L、9.9055～13.113 mg/L.而12 h半致死濃度分別為3.1911 mg/L、2.9011 mg/L，95% 的可信限分別為2.8957～3.5121 mg/L、2.6465 ～3.1639 mg/L.隨著乙酰甲胺磷濃度的增高，對(duì)兩種草履蟲的毒性也增大.草履蟲可以成為乙酰甲胺磷敏感的毒性評(píng)價(jià)生物，且與尾草履蟲相比綠草履蟲對(duì)毒性的敏感度更高.

周海龍等［18］研究表明滴滴涕和苯并芘對(duì)草履蟲的半致死濃度為126.012 mg/L和180.167 mg/L.不同濃度的滴滴涕和苯并芘對(duì)草履蟲進(jìn)行毒性作用時(shí)，草履蟲呈現(xiàn)出不同的形態(tài).滴滴涕對(duì)草履蟲的毒性作用大于苯并芘對(duì)草履蟲的毒性作用.

為了更好的研究農(nóng)藥使用的安全性，應(yīng)對(duì)現(xiàn)在經(jīng)常使用的農(nóng)藥進(jìn)行更全面細(xì)致的研究，并且對(duì)相同作用的農(nóng)藥毒性進(jìn)行比較，用以選出毒性最小、對(duì)環(huán)境污染最小的農(nóng)藥種類，并推廣應(yīng)用.

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鎘離子、銅離子對(duì)草履蟲的毒性實(shí)驗(yàn)研究較多，而鉛離子、鋅離子對(duì)草履蟲的毒性實(shí)驗(yàn)研究較少.并且研究主要集中在水體污染方面，而關(guān)于重金屬離子對(duì)生物體具體危害作用的報(bào)道很少.農(nóng)藥對(duì)草履蟲的毒性實(shí)驗(yàn)雖然做了很多工作，研究技術(shù)也比較成熟，但是研究的農(nóng)藥種類依然不夠全面，相同作用的農(nóng)藥毒性比較方面的研究也較少，研究方法也比較單一.建議以后對(duì)生物體具體毒害作用和農(nóng)藥毒性比較方面做更細(xì)致全面的研究，以便為水體環(huán)境監(jiān)測(cè)、污水處理以及農(nóng)藥使用安全性等方面提供更多參考.

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