论文部分内容阅读
全氟化合物（perfluoroalkyl substances,PFASs）是分子中与碳链连接的氢原子完全被氟原子所取代的一类有机化合物,其中全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonic acid,PFOS）是最具代表性的PFASs。因PFOS具有环境持久性、生物蓄积性和生物毒性,目前已被限制使用,而6:2氯化多氟烷基醚磺酸盐（6:2 chlorinated polyfluoroalkyl ether sulfonic acid,6:2Cl-PFAES,F-53B）和6:2氟调聚物磺酸（6:2 fluorotelomer sulfonic acid,6:2 FTSA）作为PFOS的替代品,逐渐被应用于各类工业生产和消费品中。F-53B和6:2 FTSA在水体中被广泛检出,已经证实其对于水生生物正常的生长发育具有一定威胁。随着水生生物行为研究的发展,行为的响应可以作为水生生物对外界环境和内部环境的表征指标,根据水生生物暴露于PFOS及其替代品F-53B和6:2 FTSA下的行为响应,可对PFOS及其替代品F-53B和6:2 FTSA展开初步的毒性评估,为水质监测提供科学依据。污染物在生物体内的生物富集、转化可能会影响其行为响应,目前已有相关PFOS和F-53B在成年斑马鱼体内的富集转化机制研究,但6:2 FTSA的富集转化机制尚不明确。本文主要分为两部分:一是以PFOS及其替代品F-53B和6:2 FTSA为目标污染物,以国际标准模式生物斑马鱼为受试生物,将PFOS对斑马鱼96小时半致死浓度(LC50)为一个毒性单位（1 TU）,设置0.01 TU、0.1 TU和0.5 TU三组浓度梯度,通过斑马鱼的行为强度和昼夜节律分析其暴露在污染物中的行为响应。二是以6:2 FTSA为目标污染物,设定染毒浓度为5μg/L,进行为期20天的暴露实验,探究6:2 FTSA在斑马鱼体内的富集转化机制,主要结果如下:1.行为实验发现,斑马鱼暴露于不同浓度的PFOS、F-53B和6:2 FTSA下的行为强度（behavior strength,BS）存在显著性差异（p＜0.05）。当斑马鱼暴露于PFOS时,0.01 TU、0.1 TU及0.5 TU处理组中斑马鱼的行为强度值分别为0.67±0.14、0.53±0.16、0.50±0.14;对于F-53B,0.01 TU、0.1 TU和0.5 TU处理组的BS值分别为0.51±0.13、0.46±0.12和0.34±0.10;对于6:2 FTSA,0.01 TU、0.1 TU和0.5 TU处理组的BS值分别为0.69±0.16、0.59±0.14、0.57±0.15。处理组斑马鱼的行为强度随着污染物浓度的增加而降低,且所有处理组的行为强度均显著低于空白对照组（p＜0.05）,说明斑马鱼的行为活动受到污染物的抑制,且与污染物浓度负相关。F-53B对斑马鱼行为强度的影响较大,抑制作用最明显。斑马鱼对污染物较为敏感,表现出来的行为响应规律性强。2.不同浓度梯度的PFOS及其替代品对斑马鱼昼夜节律的影响不同。实验结果显示在较低浓度（0.01 TU）下,PFOS及其替代品F-53B和6:2 FTSA与对照组相似,昼夜节律正常,具有明显的正峰分化和负峰分化。在较高浓度（0.1 TU）下,6:2 FTSA处理组呈现正常的正峰、负峰分化,而PFOS和F-53B在144 h无明显的正峰分化。在高浓度（0.5 TU）下,6:2 FTSA的正负峰值仍有分化,昼夜节律明显,而在PFOS和F-53B暴露下,12 h、48 h和120 h的正峰分化并不明显,这表明高浓度的PFOS和F-53B可引起斑马鱼昼夜节律紊乱。3.6:2 FTSA在斑马鱼体内的积累量较低,且代谢过程中PFPe A和PFHx A等转化产物可能对斑马鱼的神经系统也有一定的影响,综合作用之下,对斑马鱼的行为影响较低。6:2FTSA可以迅速被斑马鱼吸收并发生生物转化,实验第1天在斑马鱼体内即可检测到6:2FTSA及其转化产物。考虑6:2 FTSA在斑马鱼体内的生物转化,将6:2 FTSA及其转化产物总量用于计算生物富集因子BCF值,得到BCF值为40.08±3.46 L/kg,其生物富集因子远低于PFOS和F-53B,说明6:2 FTSA虽然可以被斑马鱼吸收并积累在体内,但其积累量远低于PFOS和F-53B。因此6:2 FTSA相对于PFOS和F-53B积累量较低,这可能是6:2FTSA在斑马鱼行为实验中影响相对较小的原因之一。此外,6:2 FTSA在斑马鱼体内可转化为6:2不饱和氟调酸（6:2 perfluoroakyl unsaturated carboxylate,6:2 FTUCA）、全氟丁酸（perfluorobutanoic acid,PFBA）、全氟戊酸（perfluoropentanoic acid,PFPe A）和全氟己酸（perfluorohexanoic acid,PFHx A）。通过研究发现,PFPe A和PFHx A等转化产物可能对斑马鱼的神经系统也有一定的影响,因此6:2 FTSA对斑马鱼行为响应的影响可能是6:2 FTSA与其转化产物综合作用的结果。综上所述,较低浓度的全氟辛烷磺酸及其替代品对斑马鱼行为强度及昼夜节律影响较小,而随着浓度的升高,斑马鱼行为强度及昼夜节律发生一定紊乱,存在一定的剂量-效应关系。6:2 FTSA在斑马鱼内可以被快速吸收转化,结合6:2 FTSA对斑马鱼行为影响较低这一现象,初步推测6:2 FTSA及转化产物共同影响了斑马鱼的行为强度。