張玉榮，李鐵軍

(浙江省海洋水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，浙江省海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山 316100)

石化產(chǎn)業(yè)是石油化學(xué)產(chǎn)業(yè)的簡(jiǎn)稱，目前，石化工業(yè)正在得到良好的經(jīng)濟(jì)支持，未來(lái)將繼續(xù)增長(zhǎng)[1-3]地方經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，提高地方政府GDP，為地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展輸入新的增長(zhǎng)方向，給地方政府帶來(lái)高額的稅收，同時(shí)也有較強(qiáng)的負(fù)面效應(yīng)，石化產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的污染不可估量，隨著國(guó)民在環(huán)境保護(hù)意識(shí)方面的意識(shí)的提高，人民對(duì)石化產(chǎn)業(yè)所能導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題日益關(guān)注[4-5]，例如廣東惠州大亞灣之殤，因?yàn)闊捰蛷S爆炸，導(dǎo)致個(gè)非常有前景的新城變成一座死城。因此要對(duì)石化工業(yè)周邊海域特征污染物的污染狀況及生物毒性進(jìn)行研究。文中研究了苯對(duì)黃姑魚(yú)、菲律賓蛤和脊尾白蝦三種常見(jiàn)海洋經(jīng)濟(jì)生物的急性毒性。研究的實(shí)施可提供石化工周邊海域特征污染物對(duì)海洋生物的毒性數(shù)據(jù)，為污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行預(yù)估，為管理部門(mén)合理規(guī)劃提供依據(jù)，為保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境提供參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 樣 品

實(shí)驗(yàn)海水取自浙江省海洋水產(chǎn)研究所西軒島海水養(yǎng)殖基地的天然海水，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)海水的苯含量進(jìn)行檢測(cè)未檢測(cè)出苯，天然海水經(jīng)48 h靜置沉淀后，經(jīng)過(guò)二級(jí)沙濾處理，去除雜物，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室備用，海水鹽度為27.8±0.2，pH 7.9±0.1，溶解氧(DO)>7.8 mg/L。

1.1.2 有毒物質(zhì)來(lái)源及配置

苯(Benzene，C6H6)(分析純)，購(gòu)買(mǎi)于杭州化學(xué)試劑廠，是一種碳?xì)浠衔锛醋詈?jiǎn)單的芳烴，在常溫下是甜味、可燃、有致癌毒性的無(wú)色透明液體，并帶有強(qiáng)烈的芳香氣味。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)生物

實(shí)驗(yàn)用生物包括日本黃姑魚(yú)Nibeajaponica、脊尾白蝦Palaemoncarinicauda和菲律賓蛤仔Ruditapesphilippinarum3種常見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)海洋生物。

1.1.4 實(shí)驗(yàn)容器

3種實(shí)驗(yàn)生物(黃姑魚(yú)、菲律賓蛤仔和脊尾白蝦)的急性毒性實(shí)驗(yàn)分別在容量(長(zhǎng)×寬×高)、100×60×80 cm的有機(jī)玻璃容器、60×30×30 cm的有機(jī)玻璃容器、50×30×30 cm的有機(jī)玻容器和半徑為30 cm的有機(jī)玻璃缸中進(jìn)行。并配備充氧裝置和過(guò)濾裝置。急性毒性實(shí)驗(yàn)總所用到的各種規(guī)格的有機(jī)玻璃容器、長(zhǎng)把鑷子和其它實(shí)驗(yàn)用具在使用之前，利用重鉻酸鉀溶液浸泡1 d，之后利用自來(lái)水反復(fù)洗滌，日曬涼干備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先把實(shí)驗(yàn)生物先在實(shí)驗(yàn)用海水中暫養(yǎng)7～10 d，不投餌喂養(yǎng)，挑取無(wú)病無(wú)傷的健康的的生物個(gè)體開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。參照《GB 17378.7- 2007，海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第七部分) 》開(kāi)展實(shí)驗(yàn)[6]。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定實(shí)驗(yàn)濃度，實(shí)驗(yàn)濃度梯度按照等間距法設(shè)置。

急性實(shí)驗(yàn)采用半靜水法進(jìn)行開(kāi)展，間隔24 h換水一次，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中一直充氧，室溫控制在在(24±2)℃，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行期每天測(cè)量水溫，得出實(shí)驗(yàn)水溫為(24.5±0.5)℃。

實(shí)驗(yàn)生物投放各濃度組海水之后，在10 h內(nèi)仔細(xì)不間斷觀察，之后24 h內(nèi)觀察3～4次，及時(shí)挑出已經(jīng)死亡的實(shí)驗(yàn)生物、并記錄各種實(shí)驗(yàn)生物的狀態(tài)及死亡情況，正常情況下于96 h時(shí)終止培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求對(duì)照組的死亡率不得超過(guò)10%，照組實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)生物的的不正常狀態(tài)或不健康的狀態(tài)同樣不能大于10%，否則實(shí)驗(yàn)要重新開(kāi)展。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用移動(dòng)平均角法(Moving Average-Angle Method)統(tǒng)計(jì)計(jì)算急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)Eugene，1959)，并計(jì)算出96 h的半致死濃度值和半致死濃度的95%置信區(qū)間。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 苯對(duì)海洋生物的急性毒性

苯對(duì)三疣梭子蟹的實(shí)驗(yàn)共設(shè)0 mg/L、10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L共計(jì)5組，3個(gè)平行，每個(gè)玻璃容器裝入50 L的海水，投入10只健康活潑的三疣梭子蟹；苯對(duì)黃姑魚(yú)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一共設(shè)置5組，3個(gè)平行，向每個(gè)玻璃容器加入20 L海水，投放健康活潑的黃姑魚(yú)10條；苯對(duì)脊尾白蝦的實(shí)驗(yàn)共設(shè)置5組，3個(gè)平行，每個(gè)玻璃容器中加入20 L海水，投放20只健康活潑的脊尾白蝦；苯對(duì)菲律賓蛤的實(shí)驗(yàn)共設(shè)置5組，3個(gè)平行，向每個(gè)玻璃容器中加入20 L海水，投放健康的菲律賓蛤仔10只。

2.1.1 苯對(duì)三疣梭子蟹的急性毒性

每組投放10只三疣梭子蟹，5組苯濃度組，分別為0、10、50、100、200 mg/L，96 h的急性毒性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最高(200 mg/L)濃度組三疣梭子蟹只死亡3只。因此，苯對(duì)三疣梭子蟹的毒性很小，三疣梭子蟹對(duì)苯的耐受性較強(qiáng)。

2.1.2 苯對(duì)黃姑魚(yú)的急性毒性

表1 苯對(duì)黃姑魚(yú)的急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Acute toxicity test results of benzene on the Nibea japonica

實(shí)驗(yàn)黃姑魚(yú)為每組投放10只，從表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得出，在最高實(shí)驗(yàn)濃度200 mg/L實(shí)驗(yàn)組中的黃姑魚(yú)比其它低濃度組的黃姑魚(yú)要活躍，表現(xiàn)為游動(dòng)及其興奮并且毫無(wú)規(guī)律，出現(xiàn)亂游亂撞的現(xiàn)象，隨后黃姑魚(yú)魚(yú)體時(shí)不時(shí)的彎曲抖動(dòng)，不久就會(huì)側(cè)臥在玻璃容器底部，嘴巴不斷開(kāi)合，并且對(duì)外界機(jī)械刺激反應(yīng)遲鈍，實(shí)驗(yàn)黃姑魚(yú)16 h時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，96 h內(nèi)全部死亡，死亡率為100%，24 h的死亡率為40%，48 h內(nèi)的死亡率為50%，80 h內(nèi)的死亡的為80%；苯100 mg/L實(shí)驗(yàn)組在24 h、48 h、72 h和96 h內(nèi)的死亡率分別為30%、50%、60%和100%；苯50 mg/L實(shí)驗(yàn)組在24 h、48 h、72 h和96 h內(nèi)的死亡率分別為0%、10%、20%和40%；苯10 mg/L和對(duì)照組兩組在96 h無(wú)死亡。在10 mg/L、50 mg/L和100 mg/L實(shí)驗(yàn)組96 h黃姑魚(yú)死亡率分別為0、40%和100%。根據(jù)計(jì)算，苯對(duì)黃姑魚(yú)的96 h LC50為52 mg/L，95%置信區(qū)間37～69 mg/L(表1)。

2.1.3 苯對(duì)脊尾白蝦的急性毒性實(shí)驗(yàn)

每組投放健康脊尾白蝦共計(jì)20只，在苯實(shí)驗(yàn)最高濃度組0.1 mg/L實(shí)驗(yàn)組中的脊尾白蝦也比低濃度組的要異?；钴S，在玻璃容器中不斷的跳動(dòng)，慢慢的變得呆滯，很少活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)脊尾白蝦20 h時(shí)開(kāi)始死亡現(xiàn)象，在96 h時(shí)全部死亡，24 h、48 h、72 h和96 h的死亡率分別為20%、50%、80%和100%；苯濃度0.005 mg/L時(shí)24 h、48 h、72 h和96 h的死亡率分別為10%、60%、80%和80%，苯濃度0.01 mg/L時(shí)24 h、48 h、72 h和96 h的死亡率分別為10%、20%、20%和40%，苯濃度0.005 mg/L時(shí)24 h、48 h、72 h和96 h的死亡率分別為0%、10%、10%和20%。0.005 mg/L、0.01 mg/L和0.05 mg/L實(shí)驗(yàn)組在96 h時(shí)的脊尾白蝦死亡率分別為20%、40%和80%。通過(guò)計(jì)算，得出苯對(duì)脊尾白蝦的96 h LC50為0.011 mg/L，95%置信區(qū)間0.0036～0.027 mg/L(表2)。

表2 苯對(duì)脊尾白蝦的急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Acute toxicity test results of benzene on the Palaemon carinicauda

2.1.4 苯對(duì)菲律賓蛤的急性毒性

表3 苯對(duì)菲律賓蛤仔的急性毒性實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Acute toxicity test results of benzene on the Ruditapes philippinarum

實(shí)驗(yàn)菲律賓蛤每組投放10只，通過(guò)96 h的急性毒性實(shí)驗(yàn)，菲律賓蛤仔相比較黃姑魚(yú)和脊尾白蝦死亡較少，時(shí)間進(jìn)展至48 h時(shí)，各濃度組的菲律賓蛤仔均沒(méi)出現(xiàn)死亡和反應(yīng)異常現(xiàn)象，因此，因此將實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)至192 h。在苯最高實(shí)驗(yàn)濃度200 mg/L實(shí)驗(yàn)組中，菲律賓蛤仔在64 h時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，192 h時(shí)的死亡率達(dá)到90%，菲律賓蛤仔死亡前不再緊緊的吸附在容器壁上，死亡時(shí)雙殼張開(kāi)，實(shí)驗(yàn)用水乳白色；苯濃度200 mg/L時(shí)48 h、72 h、96 h和192 h的死亡率分別為0%、30%、40%和90%；濃度100 mg/L時(shí)48 h、72 h、96 h和192 h的死亡率分別為0%、10%、20%和90%；濃度50 mg/L時(shí)48 h、72 h、96 h和192 h的死亡率分別為0%、0%、0%和20%；在10 mg/L、50 mg/L和100 mg/L實(shí)驗(yàn)組192 h菲律賓蛤死亡率分別為0、20%和70%。根據(jù)計(jì)算，苯對(duì)菲律賓蛤的192 h LC50為80 mg/L，95%置信區(qū)間58～116 mg/L(表3)。

2.2 討 論

2.2.1 苯對(duì)海洋水生生物的毒性

苯對(duì)三疣梭子蟹的毒性較弱，96 h最高濃度組(200 mg/L)三疣梭子蟹僅死亡3只。苯對(duì)黃姑魚(yú)、脊尾白蝦96 h LC50分別為52 mg/L、0.011 mg/L，對(duì)菲律賓蛤192 h LC50為80 mg/L，95%置信區(qū)間分別為37～69 mg/L、0.0036～0.027 mg/L、58～116 mg/L。通過(guò)苯對(duì)海洋水生生物的毒性反應(yīng)和急性毒性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，苯對(duì)三種海洋水生生物的急性毒性順序依次為：脊尾白蝦>黃姑魚(yú)>菲律賓蛤。

國(guó)家環(huán)保局于1992年頒布了《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則》(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局，1989)，根據(jù)其對(duì)魚(yú)類的毒性劃分等級(jí)，當(dāng)96 h LC50>10 mg/L為低毒物質(zhì)，當(dāng)96 h LC50在1～10 mg/L范圍內(nèi)為中毒物質(zhì)，當(dāng)96 h LC50<1 mg/L為高毒物質(zhì)。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)判斷，苯對(duì)魚(yú)類和貝類的毒性為低毒，苯對(duì)蝦類的毒性為高毒。

2.2.2 苯對(duì)實(shí)驗(yàn)海洋水生生物的安全濃度

從有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)水生生物的急性毒性數(shù)據(jù)出發(fā)，現(xiàn)在大多使用安全濃度=96 h LC50×0.1或者安全濃度=96 h LC50×0.01來(lái)計(jì)算有毒物質(zhì)對(duì)水生生物的安全濃度本文采用第二個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算，得出苯對(duì)黃姑魚(yú)和脊尾白蝦的安全濃度分別為0.52 mg/L、0.00011 mg/L。

3 結(jié) 論

苯對(duì)蟹類、魚(yú)類和貝類的毒性為低毒，苯對(duì)蝦類的毒性為高毒。苯對(duì)三疣梭子蟹的毒性較弱，96 h最高濃度組(200 mg/L)三疣梭子蟹僅死亡3只。苯對(duì)黃姑魚(yú)、脊尾白蝦96 h LC50分別為52 mg/L、0.011 mg/L，對(duì)菲律賓蛤192 h LC50為80 mg/L，95%置信區(qū)間分別為37～69 mg/L、0.0036～0.027 mg/L、58～116 mg/L。苯對(duì)三種海洋水生生物的急性毒性順序依次為：脊尾白蝦>黃姑魚(yú)>菲律賓蛤。苯對(duì)黃姑魚(yú)和脊尾白蝦的安全濃度分別為0.52 mg/L、0.00011 mg/L。