沈洪艷，王麗新，楊金迪，高吉喜，焦曉會，劉軍偉

(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.河北省藥用分子化學(xué)重點實驗室，河北石家莊 050018；3.河北省環(huán)境工程評估中心，河北石家莊 050051；4.國家環(huán)保部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京 210042)

鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織SOD活性和MDA含量的影響

沈洪艷1,2，王麗新1,2，楊金迪3，高吉喜4，焦曉會1,2，劉軍偉1,2

(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.河北省藥用分子化學(xué)重點實驗室，河北石家莊 050018；3.河北省環(huán)境工程評估中心，河北石家莊 050051；4.國家環(huán)保部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京 210042)

采用室內(nèi)暴露實驗方法，研究體積分數(shù)分別為0，10%，30%，50%和70%的鏈霉素生產(chǎn)廢水15 d 內(nèi)對斑馬魚肌肉組織超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影響。結(jié)果顯示：斑馬魚肌肉SOD活性在第3天受到顯著誘導(dǎo)，體積分數(shù)50%實驗組SOD活性達到最大值30.56 U/mg。體積分數(shù)70%實驗組SOD活性隨著暴露時間的延長逐漸降低。體積分數(shù)30%和50%實驗組MDA活性在第3天受到顯著誘導(dǎo)，在第6天大幅度下降，降幅分別為43.04%和47.50%，第12天和第15天，MDA活性都高于對照組。暴露期間體積分數(shù)10%和70%實驗組的MDA活性高于對照組。實驗表明，魚體肌肉組織SOD活性和MDA含量在暴露過程中變化明顯，該鏈霉素生產(chǎn)廢水已經(jīng)對斑馬魚產(chǎn)生了氧化損傷效應(yīng)。

鏈霉素；廢水；斑馬魚；SOD；MDA

人們已經(jīng)意識到抗生素大量流入環(huán)境中會帶來環(huán)境風(fēng)險。每年抗生素廢水排放量在5 000萬t以上[1-4]，抗生素潛在的生態(tài)風(fēng)險受到廣泛關(guān)注是因為抗生素的大量使用及其廢水的不合理的處理[5]。水環(huán)境中抗生素的最主要來源是污水處理廠。水中殘留的抗生素進入環(huán)境后通過食物鏈對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生毒害作用，從而影響生物的正常生命活動，最終對人類健康產(chǎn)生影響[6]。鏈霉素是繼青霉素后第2個被生產(chǎn)并用于臨床的抗生素。鏈霉素生產(chǎn)廢水是一種含有高濃度硫酸鹽，碳氨比偏低，同時含有抗生素、多種生物抑制劑的有機廢水。鏈霉素生產(chǎn)廢水的成分比較復(fù)雜，鏈霉素提煉廢母液中的生物抑制劑和少量的鏈霉素殘留在處理過程中比較難去除，同時也是對水生生物造成影響的主要因素。

目前，廢水毒性的測定主要有理化方法和生物學(xué)方法?；瘜W(xué)方法檢測廢水的毒性比較復(fù)雜，而應(yīng)用生物監(jiān)測快捷、簡單、成本小，加之能夠充分反映抗生素廢水中污染物的生態(tài)效應(yīng)，因此生物監(jiān)測在測定廢水對生物毒性大小方面不可或缺。

魚類在水生生物食物鏈中處于關(guān)鍵的位置，對整個食物鏈的影響至關(guān)重要。受到氧化損傷后，魚類機體會產(chǎn)生活性氧自由基來抵御侵害。斑馬魚是一種小型的熱帶魚，鯉科，魚丹屬，對環(huán)境變化反應(yīng)靈敏。

本實驗使用的鏈霉素生產(chǎn)廢水來自某鏈霉素生產(chǎn)車間，以斑馬魚為研究對象。通過探討鏈霉素廢水對斑馬魚肌肉組織超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)含量的影響，為研究鏈霉素廢水的生態(tài)效應(yīng)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1 儀器和試劑

UV-2550 型紫外可見分光光度計(日本島津公司提供)，DK-S26 型恒溫水浴鍋(上海精宏實驗設(shè)備有限公司提供)，TG16-WS 臺式高速離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司提供)，JPBJ-608 型便攜式溶解氧測定儀(上海精密科學(xué)與儀器有限公司提供)，EL204 型電子分析天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司提供)，F(xiàn)E20 型pH 計(梅特勒-托利多儀器上海有限公司提供)，等。

SOD(生產(chǎn)批號為20130415)，MDA(生產(chǎn)批號為20130406)，考馬斯亮藍試劑盒(生產(chǎn)批號為20130405)，均購自南京建成生物工程研究所。

1.1.2 受試生物

受試生物斑馬魚來自石家莊市水產(chǎn)養(yǎng)殖基地。體長為(30±5)mm，質(zhì)量為(0.3±0.1)g。斑馬魚經(jīng)5%(質(zhì)量分數(shù))的食鹽水消毒后進入實驗室。用曝氣48 h的自來水馴化2周。實驗前24 h停止喂食。整個馴養(yǎng)過程中斑馬魚的死亡率小于5%。

1.2實驗方法

預(yù)實驗：在27 cm×13 cm×15 cm的玻璃水族缸中，每缸盛放4 L實驗溶液，設(shè)置8個預(yù)實驗組，體積分數(shù)(下同)分別為20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%。用曝氣48 h的除氯自來水進行稀釋，水質(zhì)指標(biāo)滿足GB 11607—1989《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。每組隨機放入8尾魚，每天更換實驗溶液。實驗結(jié)果顯示：在連續(xù)實驗96 h后并未觀察到任何一個實驗組的斑馬魚全部死亡。

亞急性實驗設(shè)定5個實驗組，分別為0，10%，30%，50%，70%，測定不同濃度在不同時期對斑馬魚肌肉組織SOD活性和MDA含量的影響，每組設(shè)置3個平行，每組隨機投放8尾魚。亞急性毒性實驗為時15 d。實驗期間用曝氣裝置連續(xù)曝氣，采用靜態(tài)置換法，每天換水，在整個實驗過程中控制水溫在(23±1)℃、pH值為(7.8±0.2)，ρ(溶解氧)≥5 mg/L。分別于第3，6，9，12，15 d進行測定。

1.3測定方法

解剖，取肌肉組織0.2 g左右，在生理鹽水中漂洗，吸干水分，稱重；按質(zhì)量體積比為1∶9加入生理鹽水，在冰水浴中研磨6～8 min，得到10%的組織樣。將其在3 500 r/min下離心10 min，取上清液進行實驗，SOD活性和MDA含量的測定方法參照試劑盒。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。本實驗數(shù)據(jù)及作圖采用Excel進行處理，利用顯著性t檢驗方法檢驗暴露組與空白對照組間的差異，當(dāng)t0.05時，可認為無顯著性差異；當(dāng)t0.05(n)≤tt0.01(n)，即P<0.01時，可認為差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織中SOD活性的影響

鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織SOD活性的影響見圖1。

圖1 鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織SOD活性的影響Fig.1 SOD activity in muscular tissue of zebra fish exposed to streptomycin wastewater

在整個暴露期間，10%，30%和50%實驗組具有相似的變化趨勢，都是“升高—降低—升高—降低”的變化。稍有不同的是：30%實驗組在暴露第15天的SOD活性相比第12天來說沒有下降，而是輕微的升高，但變化不明顯。斑馬魚暴露于體積分數(shù)70%的鏈霉素廢水中時，SOD活性在第3天被極顯著誘導(dǎo)升高(P<0.01)。從第6天開始，斑馬魚肌肉SOD活性變化存在明顯的時間-效應(yīng)關(guān)系。隨著暴露時間的延長，SOD活性逐漸降低，在第6，9，12，15天分別被極顯著抑制(P<0.01)。這可能是因為高濃度的鏈霉素廢水對斑馬魚造成了不可逆轉(zhuǎn)的氧化損傷。

2.2鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織中MDA含量的影響

鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織MDA含量的影響見圖2。

圖2 鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織MDA含量的影響Fig.2 MDA contents in muscular tissue of zebra fish exposed to streptomycin wastewater

由圖2可知，在實驗期間，空白對照組的MDA含量無顯著變化。實驗第3天時，各個實驗組的MDA含量都受到不同程度的誘導(dǎo)，30%實驗組MDA受到極顯著誘導(dǎo)(P<0.01)，50%實驗組MDA受到顯著誘導(dǎo)(0.01

當(dāng)斑馬魚暴露在鏈霉素廢水中時，不同濃度組的變化趨勢不盡相同(見圖2)。10%實驗組對MDA主要表現(xiàn)為誘導(dǎo)作用，在第12 天開始被顯著誘導(dǎo)(0.01

3 結(jié) 論

整個暴露實驗期間，鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉SOD活性、MDA含量影響顯著。實驗組SOD活性在暴露第3天即受到顯著誘導(dǎo)。10%，30%，50%實驗組SOD活性有相似的“雙峰型”變化趨勢，峰值出現(xiàn)在第3天和第12天。70%實驗組SOD活性一直受到顯著抑制。所有實驗的MDA含量在整個實驗期間受到較顯著誘導(dǎo)。

當(dāng)鏈霉素生產(chǎn)廢水體積分數(shù)大于50%或者暴露時間大于12 d時，斑馬魚體內(nèi)SOD活性受到顯著抑制，MDA含量被誘導(dǎo)升高，此時斑馬魚受到了不可逆的氧化損傷。

暴露于鏈霉素廢水中的斑馬魚肌肉SOD活性和MDA含量變化顯著，表明該鏈霉素生產(chǎn)廢水已對斑馬魚產(chǎn)生了氧化損傷。

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Effect of streptomycin wastewater on SOD activity and MDA content in muscles of zebra fish

SHEN Hongyan1,2, WANG Lixin1,2, YANG Jindi3, GAO Jixi4, JIAO Xiaohui1,2, LIU Junwei1,2

(1. School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China；2. Hebei Province Key Laboratory of Medicinal Chemistry，Shijiazhuang Hebei 050018, China;3.Environmental Engineering Assessment Center in Hebei Province, Shijiazhuang Hebei 050051, China;4.Nanjing Institute of Environmental Sciences,China′s Ministry of Environmental Protection,Nanjing Jiangsu 210042, China)

An exposure experiment is carried out to study the effect of 0, 10%, 30%, 50% and 70% (V/V) streptomycin wastewater from a workshop on superoxide dismutase(SOD) activity and malondialdehyde(MDA) content in muscles of zebra fish for 15 days. The results show that SOD activity is significantly induced on the third day, and the highest expression of SOD reaches 30.56 U/mgprot in 50% group. SOD activity in 70% group is gradually reduced and in a dose-time manner. MDA activity of 30% and 50% group are significantly induced on the third day and drop dramatically on the sixth day, namely 43.04% and 47.50%, respectively, while MDA activity is higher than the control group on the twelfth day and fifteenth day. During the exposure, MDA activity of 10% and 70% group are higher than the control group. It is suggested that SOD activity and MDA content in the exposure process chang apparently, and the streptomycin wastewater causes oxidative damage on zebra fish.

streptomycin; wastewater; zebra fish; SOD; MDA

2014-01-09；

2014-03-17；責(zé)任編輯：王海云

國家環(huán)保部公益課題(201109004)；河北省自然科學(xué)基金(B201408068)；河北省教育廳重點課題(ZH2011119)；河北省環(huán)保廳公益課題；河北省重點學(xué)科建設(shè)基金；河北科技大學(xué)五大平臺開放基金

沈洪艷(1971-),女，天津人，教授，博士，主要從事污染物環(huán)境行為及效應(yīng)方面的研究。

高吉喜研究員。E-mail：gjx@nies.org

1008-1542(2014)03-0303-06

10.7535/hbkd.2014yx03016

X835

A

沈洪艷，王麗新，楊金迪，等.鏈霉素生產(chǎn)廢水對斑馬魚肌肉組織SOD活性和MDA含量的影響[J].河北科技大學(xué)學(xué)報,2014,35(3):303-308. SHEN Hongyan, WANG Lixin, YANG Jindi,et al.Effect of streptomycin wastewater on SOD activity and MDA content in muscles of zebra fish[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2014,35(3):303-308.