原油及0#柴油对海洋微藻的急性毒性及遗传毒性研究

付怀洲

中国海洋大学

摘要：

随着海上原油开采量及其海上运输量的不断增加，海上油溢事件时有发生，对海洋环境的影响不断加剧，因此原油类污染物的毒性检测显得尤为重要。海洋微藻为海洋生物链的最底层，对毒性物质较为敏感。本文优选赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)作为模式生物，利用荧光技术和单细胞凝胶电泳技术分别检测了原油类污染物的急性毒性和遗传毒性，建立了基于赤潮异弯藻的油品急性毒性和遗传毒性检测方法，并评价了两种原油及0＃柴油的急性毒性和0＃柴油的遗传毒性。主要工作成果如下：
1.筛选出对原油类污染物敏感的赤潮异弯藻作为急性毒性评价的模式生物。首先，制备了两种原油及0＃柴油的水中分散性成分WAF(1:50)，并利用GC-MS测定了其主要组成；其次，考察了海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、纤细角毛藻((Chaetoceros gracilis)、赤潮异弯藻对原油及0＃柴油WAF(1:50)的敏感性，采用荧光技术检测微藻在680nm左右的叶绿素a荧光峰强度，以未加毒物的微藻叶绿素a荧光峰强为参比，计算微藻的相对抑制率，得出不同作用时间的EC50，并以96h-EC50作为衡量油品急性毒性的指标。微藻敏感性顺序为赤潮异弯藻>中肋骨条藻>纤细角毛藻。
2.建立了以赤潮异弯藻作为受试生物的遗传毒性实验方法，该方法的实验基础基于改良后的单细胞凝胶电泳技术。首先，以标准毒性物质H2O2作为毒性物质，对五种海洋微藻的单细胞凝胶电泳实验的可行性进行筛选，只有赤潮异弯藻适用于单细胞凝胶实验；其次，通过条件实验对传统的单细胞凝胶电泳技术进行了改良，省略了传统单细胞凝胶电泳的细胞裂解步骤，胶板在碱性缓冲液中解旋20 min后以23 V、200 mA条件电泳20 min即可完成，改进后的实验技术更适用于赤潮异弯藻；然后，采用DNA尾长(Tail length)、尾矩(Tail moment)、Olive尾矩(Olive tail moment)三种主要评价指标对赤潮异弯藻DNA损伤进行了比较分析。
3.以赤潮异弯藻为模式生物，利用荧光技术和改良后的单细胞凝胶电泳技术，评价了0＃柴油的水中分散性成分(WAF：V：V=1:9)的急性毒性及遗传毒性。首先，制备了0＃柴油的WAF(1:9)，利用GC-MS分析了其烷烃的量为14.95 mg/L和多环芳烃的量为1.20 mg/L，二者之和为16.15mg/L。紫外分析显示0＃柴油的WAF随时间延长芳烃组分的自身挥发量较小。其次，利用荧光技术评价了0＃柴油WAF(1:9)的急性毒性，在5％(0.81 mg/L)就已表现出明显的抑制作用，随着浓度的增加抑制率增强。利用改良后的单细胞凝胶电泳技术评价了0＃柴油WAF(1:9)的遗传毒性，在以尾钜(Tail moment)作为衡量DNA损伤程度的指标时，染毒12h的5％浓度组与对照组相比较DNA损伤已有显著性差异(P<0.01)，随着浓度的增加损伤越严重；染毒24 h时，5％浓度组与空白组相比较DNA损伤无显著性差异，10％(1.62 mg/L)和20％(3.24mg/L)浓度下仍有显著性差异，表明赤潮异弯藻暴露于低浓度柴油时能够自我修复；染毒96 h与24 h的DNA损伤情况类似。进一步的修复试验表明：染毒培养12 h后去除毒物，在正常条件下培养24 h，5％与10％的柴油的WAF所造成的DNA损伤完全被修复，但20％造成的DNA损伤未完全修复。
综上所述，本文首次选用赤潮异弯藻作为模式生物，利用荧光技术和改进的单细胞凝胶电泳技术同步评价了原油和0＃柴油WAF的急性毒性和0＃柴油WAF的遗传毒性。

关键词：原油;柴油;赤潮异弯藻;急性毒性;遗传毒性

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：物理化学

导师姓名：张前前

学位年度：2012

语种：中文

分类号：X173

页数：64

在线出版日期：2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）