董玉瑛，仉春華，鄒學(xué)軍，才讓吉

(大連民族學(xué)院環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧大連116605)

藥品和個(gè)人護(hù)理用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products，簡(jiǎn)稱(chēng)PPCPs)包括人用與獸用的醫(yī)藥品、診斷劑、保健品、麝香、化妝品、遮光劑、消毒劑，以及在其生產(chǎn)制造中添加的組分，如賦形劑、防腐劑等。PPCPs及其代謝產(chǎn)物持續(xù)進(jìn)入環(huán)境，在地表水、地下水、飲用水、土壤、污泥中普遍檢出，其殘留通常在ppb-ppt級(jí)水平，給水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)安全帶來(lái)隱患［1-2］。三氯生(Triclosan，簡(jiǎn)稱(chēng)TCS)是一種常見(jiàn)的 PPCPs，其化學(xué)名為2，4，4＇-三氯 -2羥基 -二苯醚，是1965年由瑞士Ciba公司開(kāi)發(fā)的廣譜抗菌藥劑，可通過(guò)影響細(xì)菌脂肪代謝而起抗菌作用［3］。2002年，歐洲年生產(chǎn)約350 t三氯生作為個(gè)人護(hù)理品的添加劑，其在個(gè)人護(hù)理品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% ～0.3%［4］。鑒于三氯生廣泛應(yīng)用于肥皂、牙膏等日用個(gè)人護(hù)理品中，近年來(lái)有文獻(xiàn)不斷報(bào)道，在地表水和污泥中檢出了三氯生，甚至在人乳及尿液中也被檢測(cè)到［5］。另一方面，三氯生在光照條件下會(huì)產(chǎn)生二氯代苯并二噁英和二氯苯酚等強(qiáng)毒性物質(zhì)，更增加了其在環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)［6］。三氯生具有較強(qiáng)的皮膚吸收性，也為其作用于人體提供了條件［7］。因此，三氯生的穩(wěn)定性、安全性已成為學(xué)者和公眾共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

考慮到氣候和其他全球性環(huán)境的變化可改變環(huán)境污染物的暴露面，導(dǎo)致其使用、轉(zhuǎn)移，劑量反應(yīng)關(guān)系和最終去向發(fā)生改變，所以有必要評(píng)價(jià)變化環(huán)境因子條件下，對(duì)環(huán)境中新型化學(xué)品毒性的影響。本文以東北林蛙幼卵蝌蚪為受試生物，研究了三氯生于不同條件下光反應(yīng)混合體系對(duì)蝌蚪的急性毒性。

1 材料與方法

1.1 材料

三氯生(TCS)晶體由湖北律云(集團(tuán))化工股份有限公司提供。蝌蚪采集于大連開(kāi)發(fā)區(qū)童牛嶺水庫(kù)，在實(shí)驗(yàn)室18～22℃的條件下，飼養(yǎng)于半徑40 cm的圓形玻璃容器中。2天換一次水，每天喂一次食，實(shí)驗(yàn)測(cè)試前一天停止喂食，實(shí)驗(yàn)期間不喂食。選擇個(gè)體相近，平均體長(zhǎng)2.5 cm的健康蝌蚪進(jìn)行毒性試驗(yàn)。根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)蝌蚪成蛙體型和生活習(xí)性的分析，確定為東北林蛙。

1.2 儀器

DHP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海一恒科技有限公司);85-2型恒溫磁力攪拌器(上海司樂(lè)儀器廠);BS214D型電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司);不同量程的精密移液器(Thermo公司);曝氣泵;毒性暴露實(shí)驗(yàn)常規(guī)玻璃儀器等。

1.3 毒性測(cè)定方法

1.3.1 不同溫度條件下的急性毒性實(shí)驗(yàn)

分別配置質(zhì)量濃度為 700，800，900，1 000 μg·L-1的試驗(yàn)用三氯生溶液300 mL于1 000 mL燒杯中，每種濃度配置3組平行樣，相對(duì)誤差低于10%。將蝌蚪小心移入到所需溫度下的實(shí)驗(yàn)燒杯中，每只燒杯12只蝌蚪，記下開(kāi)始時(shí)間，放入實(shí)驗(yàn)溫度分別為15，20，25，30，35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，于暴露1 h后開(kāi)始記錄蝌蚪死亡個(gè)數(shù)。

1.3.2 不同pH條件下的急性毒性實(shí)驗(yàn)

分別配置質(zhì)量濃度為300，500，700，900 μg·L-1的試驗(yàn)用三氯生溶液300 mL于1 000 mL燒杯中，每種濃度配置3組平行樣，相對(duì)誤差低于10%。用NaH2PO4-Na2PHO4調(diào)試，獲得實(shí)驗(yàn)溶液pH值分別為4.7，7.0和9.0，進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)。將蝌蚪小心移入到25℃下的實(shí)驗(yàn)燒杯中，每只燒杯12只蝌蚪，記下開(kāi)始時(shí)間，放入實(shí)驗(yàn)溫度分別為15，21，25℃恒溫培養(yǎng)箱中，于暴露1 h后開(kāi)始記錄蝌蚪死亡個(gè)數(shù)。

1.3.3 紫外線照射下三氯生急性毒性實(shí)驗(yàn)

分別配置質(zhì)量濃度為100，400，700，1 000 μg·L-1的試驗(yàn)用三氯生溶液300 mL于500 mL燒杯中，每種濃度配置3組平行樣，相對(duì)誤差低于10%。將蝌蚪小心移入實(shí)驗(yàn)燒杯中，每只燒杯12只蝌蚪，分別在汞燈照射及避光條件下進(jìn)行試驗(yàn)，于暴露1 h后開(kāi)始記錄蝌蚪死亡個(gè)數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 三氯生基本性質(zhì)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

三氯生分子式為C12H7Cl3O2，CAS號(hào)3380-34-5。其正辛醇/水分配常數(shù)lg Kow為5.4，是一種相對(duì)穩(wěn)定的親脂性化合物，具有生物蓄積潛力［8］。三氯生具有大多數(shù)抗菌劑的性質(zhì)，但是也有一些抗真菌和抗濾過(guò)性病原體的性質(zhì)。其作用是通過(guò)阻礙細(xì)胞體內(nèi)脂肪酸合成的重要酶——烯脂酰-?；鶖y帶蛋白還原酶的活性，實(shí)施對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌、霉菌、真菌、酵母菌及病毒的抵制以及對(duì)抗抗生素菌、非抗抗生素菌均有廣泛高效的殺滅及抑制作用［3，9］。

三氯生可對(duì)海藻、植物、浮游生物及其他水生生物有毒害作用。Wilson等研究發(fā)現(xiàn)三氯生可影響溪流生態(tài)系統(tǒng)中藻類(lèi)種群的結(jié)構(gòu)和功能［10］。由于三氯生的親脂性和不易降解性，其在水生生態(tài)系統(tǒng)中容易被吸收和生物積累。瑞典研究人員發(fā)現(xiàn)，在魚(yú)的膽汁中三氯生的含量很高。其對(duì)魚(yú)體復(fù)雜的影響需要進(jìn)一步研究，但在日本的青鳉幼體內(nèi)發(fā)現(xiàn)三氯生可導(dǎo)致其內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂［11］。Miller關(guān)注三氯生妨礙身體甲狀腺荷爾蒙的新陳代謝研究，發(fā)現(xiàn)三氯生會(huì)引起老鼠明顯的體溫過(guò)低反應(yīng)，全面引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的非特異性干擾［12］。最近，研究人員將三氯生添加到河水中在紫外線下照射，發(fā)現(xiàn)水中有1% ～12%的三氯生轉(zhuǎn)變?yōu)槎f英，因而關(guān)注三氯生與二噁英的轉(zhuǎn)化成為焦點(diǎn)［6］。二噁英是高致癌物質(zhì)，并可能導(dǎo)致對(duì)免疫系統(tǒng)嚴(yán)重削弱，降低生育能力，改變性激素，導(dǎo)致流產(chǎn)、先天缺陷和癌癥等一系列健康問(wèn)題。

2.2 不同水溫條件下三氯生對(duì)蝌蚪的急性毒性

水溫可通過(guò)影響動(dòng)物體溫而影響藥物在動(dòng)物體內(nèi)分布的過(guò)程，所以，水溫也是影響水生生物藥物毒性的重要因素之一。暴露在不同水溫條件下，三氯生對(duì)蝌蚪的半數(shù)致死濃度的變化情況如圖1。結(jié)果表明，15℃時(shí)蝌蚪暴露于不同濃度梯度三氯生溶液中1 h，其 LD50為712.32 μg·L-1;溫度升高到35℃時(shí)，其 LD50為389.75 μg·L-1，毒性增加較明顯。

圖1 三氯生對(duì)蝌蚪半數(shù)致死濃度隨暴露溫度的變化情況

學(xué)者們針對(duì)水溫對(duì)環(huán)境污染物毒性的影響進(jìn)行了很多研究。Ratushnyak等報(bào)道了過(guò)氰戊菊酯對(duì)大型水蚤的毒性隨溫度升高而增大的趨勢(shì)規(guī)律［13］。Heugens等研究發(fā)現(xiàn)，提高溫度后鈣的水生生物毒性也會(huì)明顯升高，水溫被認(rèn)為是提高了鈣的攝取率而使水生生物更易受影響［14］。一般認(rèn)為，溫度升高會(huì)提高代謝率，但這種代謝中的變化并不一定會(huì)增加毒性，關(guān)鍵取決于升高溫度后導(dǎo)致的新陳代謝變化是否會(huì)增加藥物的生物活性和其解毒作用。若新陳代謝加快的同時(shí)也加速了體內(nèi)對(duì)有毒物質(zhì)的代謝，或者有毒物質(zhì)被代謝為毒性較弱的次級(jí)代謝產(chǎn)物，則藥物毒性會(huì)隨著水溫的升高而降低。本研究顯示，三氯生在較高溫度下毒性增加，該現(xiàn)象與三氯生在生物新陳代謝中產(chǎn)生了更多的有毒代謝物有關(guān)。

2.3 不同pH條件下三氯生對(duì)蝌蚪的急性毒性

三氯生對(duì)蝌蚪半數(shù)致死濃度隨pH的變化情況見(jiàn)表1。pH 值為 4.7 時(shí)，LD50為 480.31 μg·L-1;pH 值為 9.0 時(shí)，LD50為 575.78 μg·L-1;毒性有較明顯的降低。

表1 三氯生對(duì)蝌蚪半數(shù)致死濃度隨pH的變化情況

外源性污染物被生物體吸收的快與慢、多與少、易與難會(huì)受到化學(xué)品自身理化性質(zhì)、攝入途徑、物質(zhì)濃度、吸收面積和局部血流等因素的影響。Nakamura等研究了金魚(yú)中五氯苯酚的富集情況，發(fā)現(xiàn)其毒性也與水體pH有很大關(guān)系，五氯酚在金魚(yú)中的生物濃縮因子在pH接近其pKa時(shí)最大。通常解離情況由化合物的pKa和環(huán)境pH共同決定，化合物的生物可利用度隨其在生物體內(nèi)積聚中未電離部分增加而增加［15］。因此，大多數(shù)物質(zhì)的毒性隨測(cè)試溶液pH的降低而升高，這種現(xiàn)象可以解釋為物質(zhì)在溶液中離解程度低，具有更高的生物可利用度，可存在較大的潛在毒性。三氯生具有酚羥基，并在羥基間位連有氯原子，使三氯生具有弱酸性。在酸性條件下三氯生不帶電的分子態(tài)比例升高。不帶電的分子更容易透過(guò)磷脂雙分子生物膜，加速三氯生在蝌蚪體內(nèi)的吸收富集過(guò)程，而令其毒性增加。

2.4 紫外線照射條件下三氯生對(duì)蝌蚪的急性毒性

比較避光和紫外線照射兩種條件下三氯生對(duì)蝌蚪的急性毒性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，測(cè)得避光下LD50值為564.61 μg·L-1，紫外線照射下的 LD50值為486.01 μg·L-1，后者毒性有較明顯增加。

三氯生可以通過(guò)多種途徑降解產(chǎn)生其他氯代酚、醌類(lèi)和二噁英的衍生物［6，16］。在太陽(yáng)光照射條件下，三氯生可以轉(zhuǎn)變?yōu)?，8-DCDD。通過(guò)固相微萃取(SPME)和GC-MS對(duì)三氯生的紫外光照溶液進(jìn)一步監(jiān)測(cè)表明，不但測(cè)到了2，8-DCDD，還有氯酚和氯代二苯并醚等;同時(shí)還對(duì)三氯生的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，得出三氯生在堿性條件下更易降解，且在紫外條件下降解速度極快，2 min降解70%左右。也有文獻(xiàn)報(bào)道，二噁英類(lèi)物質(zhì)不但會(huì)在三氯生降解過(guò)程中形成，也會(huì)在工業(yè)合成三氯生的過(guò)程中形成［17］。因此，紫外線照射下，使三氯生毒性加大，可推論是因?yàn)楣饨到猱a(chǎn)物中包含有劇毒的二噁英存在。

2.5 三氯生環(huán)境污染的控制與預(yù)防措施

為有效控制和預(yù)防三氯生及其光反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響，提出如下建議:

(1)關(guān)注環(huán)境中三氯生的排放源。環(huán)境中的三氯生不僅來(lái)源于生活污水排放，還有醫(yī)用器械的消毒等，這些廢水經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)處理后排放到環(huán)境中。只有全面了解三氯生的排放源，才能有效控制三氯生在環(huán)境中的含量，同時(shí)減少其光反應(yīng)產(chǎn)物的生成。

(2)改善污水處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。改善污水處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，提高出水對(duì)三氯生含量的要求，同時(shí)嚴(yán)格要求含有三氯生的污水的排放源的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

(3)加大三氯生及其光反應(yīng)產(chǎn)物的生態(tài)效應(yīng)研究。有針對(duì)性地開(kāi)展混合藥物的聯(lián)合毒性研究，將急、慢性生態(tài)毒性測(cè)試與評(píng)價(jià)策略結(jié)合起來(lái);廣泛開(kāi)展工業(yè)部門(mén)、研究者、管理者和公眾之間的合作，進(jìn)行科學(xué)數(shù)據(jù)交流。

3 結(jié)論

(1)三氯生對(duì)水生環(huán)境生物有明顯毒性。本研究選取的水體pH、水溫、紫外線照射3種環(huán)境因子為評(píng)價(jià)因子。結(jié)果顯示，溫度升高時(shí)，三氯生對(duì)蝌蚪毒性增大，源于藥物毒理動(dòng)力學(xué)的改變和試驗(yàn)生物新陳代謝的加速;在較低pH條件下三氯生毒性較大，由于在酸性條件下，不帶電的分子態(tài)三氯生百分比相對(duì)堿性條件下更高，更易透過(guò)生物膜，繼而產(chǎn)生生物毒性;在紫外線照射條件下三氯生的LD50較避光條件下有明顯降低，源于紫外線照射下三氯生光降解產(chǎn)物生成了高毒性的二噁英類(lèi)物質(zhì)。研究醫(yī)藥品，在不同環(huán)境條件下毒性變化，對(duì)醫(yī)藥品的環(huán)境安全控制有重要意義。

(2)隨著人們生活水平的提高，新型化學(xué)品在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫綇V泛應(yīng)用。通過(guò)評(píng)價(jià)三氯生對(duì)東北林蛙幼體蝌蚪的急性毒性，從而引起人們對(duì)環(huán)境中逐漸增加的新型污染物的重視，對(duì)其使用、轉(zhuǎn)移，劑量反應(yīng)關(guān)系和最終去向進(jìn)行深入的研究，從而更好的開(kāi)展對(duì)新型化合物的環(huán)境污染控制工作。

［1］TAMOROS V，ARIAS C，BRIX H，et a1.Preliminary screening of small-scale domestic wastewater treatment systems for remoral of pharmaceutical and pemonal care products［J］.Water Research，2009，43:55-62.

［2］賈璦，胡建英，孫建仙.環(huán)境中的醫(yī)藥品與個(gè)人護(hù)理品［J］.化學(xué)進(jìn)展，2009，21:389-399.

［3］MCMURRY L M，OETHINGER M，LEVY S B.Triclosan targets lipid synthesis［J］.Nature，1998，394:531-532.

［4］ADOLFSSON-ERICI M，PETTERSSON M，PARKKONEN J，et al.Triclosan，a commonly used bactericide found in human milk and in the aquatic environment in Sweden［J］.Chemosphere，2002，46:1485-1489.

［5］ADOLFSSON E，PATTERSON M，PARKKONEN J，et al.Triclosan，A Commonly Used Bactercide Found in Human Milk and in the Aquatic Environment［P］.20th International Symposium on Halogenated Environmental Organic Pollutants and POP’s:Monterey，2000，48:83.

［6］SAPKOTA A，HELDLER J，HALDEN R U.Detection of triclocarban and two co-contaminating chlorocarbanilides in US aquatic environments using isotope dilution liquid chromatography tandem mass spectrometry［J］.Environmental Research，2007，103(1):21-29.

［7］PAN B，NING P，XING B S.Part V-sorption of pharmaceutieals and personal care products［J］.Environ Sci Pollut Res，2009(16):106-116.

［8］SINGER H，MULLER S，TLXIER C，et al.Triclosan:occurrence and fate of a widely used biocide in the aquatic environment:field measurements in wastewater treatment plants，surface waters，and lake sediments［J］.Environmental Science and Technology，2002，36(23):4998-5004.

［9］LEVY C W，ROUJEINIKOVAI A，SEDELNIKOVA S，et al.Molecular basis of triclosan activity［J］.Nature，1999，398:383-384.

［10］WILSON B A，SMITH V H，DENOYELLES F J，et al.Effects of three pharmaceutical and personal care products on natural freshwater algal assemblages［J］.Environmental Science and Technology，2003，37(9):162A-164A.

［11］BALMER M E，POIGER T，DROZ C，et al.Occurrence of methyl triclosan，a transformation product of the bactericide triclosan，in fishfrom various lakes in Switzerland［J］.Environmental Science and Technology，2004，38:390-395.

［12］ISHIBASHI H，MATSUMURA N，HIRANO M，et al.Effects of triclosan on the early life stages and reproduction of medake Oryzias latipes and induction of hepatic vitellogenin［J］.Aquatic Toxicology，2004，67:167-179.

［13］RATUSHNYAK A，ANDREEVA M G，TRUSHIN M V.Effects of type II pyrethroids on Daphniamagna:dose and temperature dependences［J］.Riv Biol，2005，98:349-357.

［14］HEUGENS E H，JAGER T，CREYGHTON R，et al.Temperature-dependenteffects of cadmium on Daphnia magna:accumulation versus sensitivity［J］.Environ Sci Technol，2003，37:2145-2151.

［15］NAKAMURA Y，YAMAMOTO H，SEKIZAWA J，et al.The effects of pH on fluoxetine in Japanese medaka(Oryzias latipes):acute toxicity in fish larvae and bioaccumulation in juvenile fish［J］.Chemosphere 2008，70:865-873.

［16］LORES M，UOMPART M，ANCHEZ P S.Confirmation of me for ation of dicmorodibenzo dioxill ill tlle photodegradation of triclosan by photo-SPME［J］.Anal BioaIlal Chem，2005，381:1294-1298.

［17］許林妹，許虎君，李凌波.三氯生合成與應(yīng)用［J］.中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2004，4:74-77.