以斜生栅藻做受试生物时铅的半数效应浓度是多少

Question

以斜生栅藻做受试生物时铅的半数效应浓度是多少

Answer 1

关键词：有机酸类 斜生栅藻 急性毒性 试验材料 分子结构
摘要:采用国际标准指示生物———斜生栅藻研究了有机酸类的急性毒性效应.讨论了酸类的毒性程度与其分子结构的关系.结果显示:96 h的EC50值芳香族酸的毒性大于脂肪酸的毒性,且衍生物的毒性均比母体的毒性强.而含碳原子较少、水溶性较大的酸,毒性较弱.
关键词:有机酸类; 斜生栅藻; 急性毒性
测试水体污染程度的研究,文献[1]报道很多.阎海等[2]研究了苯酚及4种氯取代物的毒性程度.笔者利用水生藻类的生理和生化特点,系统地测试有机酸类对斜生栅藻(Scenedesnus Obliquus)生长的抑制作用,研究了毒物对水环境的毒害程度,并对毒性强度进行了理论探讨.
1.　试验材料
1.1　标准生物指示物的选定
选用斜生栅藻(中国预防科学院环卫工程研究所提供)作为生物指示物,用水生4号培养基(HB-4)培养.
1.2　斜生栅藻的培养
在1 000 mL锥形瓶中放入300~400 mL培养基,接种斜生栅藻使其呈淡绿色.(24±1)℃恒温静置培养,每天搅拌3~4次,光照强度为3 000 lx,光∶暗=16∶8.
1.3　受试物的选定
醋酸及其衍生物,苯甲酸及其衍生物,双羧基酸,没食子酸,喹啉酸等18种,所有选定的受试物均为标准化学试剂.
2．试验方法
受试物均配制成1 mol/L的母液或饱和溶液备用.试验按几何级数设置7个浓度组和1个空白对照组.将培养好的斜生栅藻(细胞浓度为2•5×105个/mL)50mL和受试物50 mL,置于100 mL烧杯中,搅匀.(24±1)℃恒温、光照一次性培养96 h.同时作平行空白实验.每天搅拌3~4次.每24 h取样一次,用分光光度计在650 nm波长测量吸光度.
列出受试物各试验浓度以及与之相应的最终生物测试结果对照表.以光密度为指标,可求得受试物浓度、反应的百分数及其浓度对数和机率单位4项数值对照表.以浓度对数值为横坐标,机率单位为纵坐标作出浓度反应曲线图,由趋近线方程Y=aX+b求得试验条件下的EC50值,亦即藻类生长繁殖抑制50%的浓度.
3.　试验结果与处理
试验测得18种有机酸对斜生栅藻的半数有效浓度EC50值列入表1(测试结果的处理方法同文献[3]).由表1可见,依96 h的EC50值,毒性由大到小顺序为:2,4-二羟基苯甲酸>间硝基苯甲酸>对氯苯甲酸>二乙三胺五醋酸>喹啉酸>对硝基苯甲酸>草酸>对羟基苯甲酸>没食子酸>酒石酸>水杨酸>对氨基苯甲酸>α-氯苯氧乙酸>柠檬酸>苯甲酸>乙醇酸>甲酸>冰醋酸.
4.　结果分析
毒性机理有2种,即反应性和非反应性毒性.反应性化学毒物有特殊的分子结构,其毒性较大,该试验所用的化学物质都属于非反应性物质.人们对非反应性理论提出了许多经验模型,纵观模型中影响毒物毒性的诸多因素,如毒物分子的偶极性(极化度)、分子间与分子内氢键的形成、给出质子的能力和接受质子的能力、分子体积、溶解度(分配系数)等等无不与毒物的分子组成与结构有着密切关系.据此不难通过测试某类代表性毒物的毒性,并对毒物毒性与其分子组成及结构关系作出分析说明,则可对其他类似物、同系物、衍生物等的毒性强度进行评估.
从以上数据处理的结果可以看出,芳香族酸的毒性大于脂肪酸的毒性.这是因为芳香族酸的酸性较强,脂溶性增大,因而毒性较大.而脂肪酸含碳原子较少,水溶性较大,所以毒性较弱.
对于苯甲酸及其衍生物之间的毒性,可以进一步进行分析,结果是:2,4-二羟基苯甲酸>间硝基苯甲酸>对氯苯甲酸>对硝基苯甲酸>对羟基苯甲酸>对氨基苯甲酸>苯甲酸.由于苯环上取代基的吸电子能力和基团的离去能均影响有机物对生物的毒性[4].不同取代基,对生物的毒性强度也不同.氯原子的电负性很强,具有吸电子的能力,因而可使氯原子与碳原子之间的δ键的电子云向氯原子方向偏移.氯原子这种吸电子效应可沿着δ键传递下去,使羧酸根负离子的电荷分散而更加稳定,有利于羧酸的离解,因而酸性增强,毒性增大.苯甲酸中引入吸电子硝基,使苯环大π键中的π电子移向氮原子轨道,所以静态共扼效应也使环上的π电子移向硝基.使苯环上的电子云降低,因p,π-共扼效应而使苯甲酸的酸性增强,毒性增大.羟基的引力也可使苯甲酸的酸性增大,且羟基上的氢可与羧基上的氧形成分子内氢键,极化度增强,毒性增大.氨基是斥电子基,引入氨基可使甲酸的极化度增加,酸性减小,脂溶性增大,毒性加强.2,4-二羟基苯甲酸可和苯环上的π电子共扼,吸引π电子而使另一硝基活化,表现出较大的离去倾向而使苯甲酸的毒性加大.间硝基苯甲酸的毒性略大于对硝基的毒性,这是因为前者的—NO2处于非共扼的间位,吸电子减弱,酸性减弱,脂溶性增大,毒性加强.