洗涤剂中的十二烷基苯磺酸钠对海洋藻类生长的影响王宪，李文权，郑爱榕，韩涛生，连卫中（厦门大学海洋学系）关键词lAS，布氏双尾藻，悬浮物前言随着工农业生产的发展，洗涤剂的使用范围越来越广，用量日趋增大。藻类是水生生态系统的初级生产者，通过各种途径进入水...福建省自然科学基

李文权

王宪

连卫中

郑爱榕

韩涛生

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第18 卷 第 3 期1 9 9 6一0 5海 洋 学 报A C T A O C E A N O L O G IC A S IN ICAV o l.18,N o.3Ma y,1 9 9 6洗涤剂中的十二烷基苯磺酸钠对海洋藻类生长的影响’王 宪 李文权 郑爱榕 韩涛生 连卫 中(厦门大学海洋学系 )关键词 L A S 布 氏双尾藻 悬浮物目lJ 舀随着工农业生产的发展,洗涤剂的使用范围越来越广,用量 日趋增大.藻类是水生生态系统的初级生产者,通过各种途径进入水体的洗涤剂首先对藻类产生危害.十二烷基苯磺酸钠 (以下简称 L A S ) 系合成洗涤剂的主要原料.一些研究者指出,阴离子洗涤剂对海洋单细胞藻类的杀藻浓度范围为1一 25 m g /d m,[lj.海洋中的藻类基本不具有对污染环境及浊度的回避能力,因此,海水中悬浮颗粒对污染物在水环境中的动力学行为也是一个不可忽视的影响因素,因为它可以吸附、携带污染物.污染物在水中的迁移和转化过程,悬浮颗粒起着一种媒介和载体的作用〔卜司.本文在研究 L A S对布氏双尾藻的致毒效应基础上,探讨了布氏双尾藻对 L A S 的吸收动力学过程,以及在悬浮颗粒存在下,L A S 对水生生态系统中藻类的影响,这对开展研究 L A S 在海洋生态系中的迁移和转移具有一定的意义.1 实验材料与方法1.1 材料(1 ) 藻种:本实验的藻种为布氏双尾藻 「及妙lu m b r ig htw elli (We s t ) G r u n o w 」由厦门大学生物系提供,系由厦门海区分离经培养而得.该种适应温度范围较广,属世界性种类,也是我国沿海常见种类之一,厦 门海域终年都有记录 [s.“〕.(2) 直链烷基苯磺酸钠:系上海化学试剂厂生产,含量大于 83 %,平均分子量为3 04.48·(3) 悬浮物:取自厦门港低潮时的沉积物,经 50 一 60‘C 烘干,研磨后用 10 0 目筛子过筛后本文于 1 99 4- 12一12 收到,修改稿于 1 9 95一1仆04 收到..福建省自然科学基金资助项 目.3期 王 宪等:洗涤剂中的十二烷基苯磺酸钠对海洋藻类生长的影响 129备用.1.2 方法(1) 藻类的培养与测定:藻类的培养用 f/ 2改 良培养液,培养液取 自厦 门大学海滨经过滤,消毒的海水 (pH = 8.1 6,S = 2 8.6 5 ) 体积为Zd m3 ,光照强度为1 4 4 0 lx ,亮暗周期为1 2: 1 2 h,培养温度为 24 士 1‘C,取藻类密度大于 1护个 /c m“的藻类细胞进行实验.细胞密度 (N ) 采用显微镜计数; 叶绿素a (C hl a) 采用分光光度法测定;藻类 的同化速率采用’‘C 示踪法测定 (美国 Pa ek a r d 公司,4 6 4 0型液 闪计数仪 ) [7 ].(2) L A S 的测定:按国家海洋局海洋调查规范进行阁.L A S ( m g / d m3 )一( ,.亡J()N万乙2 实验结果与讨论().5() }{}() l 扭 3 4 5 6 r((l )2. 1 L A S 对布氏双尾藻生长的影响图 1 不同浓度 LA S 对布氏双尾藻生长的影响在无悬浮颗粒存在的体系中,配制系列LA S 的浓度分别为。、l、2、5、2 0、2 0、4 0和 SOm g / d m3 ,布氏双尾藻的密度为1.4 x 1 04个 /c m3 ,定时取样进行生物量的测定,结果示于图 1.当 LA S 不大于 Zm g /d m3时,在第 1一3d 布氏双尾藻有微弱生长,第 4一 5d 生长下降; 当 L A S 大于 10 m g /d m3时,生长 随L A S 浓度升高而迅速下降,第 1一 3d 生长下降最为厉害,以后下降趋于平缓.这与 H ic ks等发现的现象相似.Hic ks等用’‘C 示踪法研究烷基苯磺酸盐对无隔藻和刚毛藻 的影响,I 八 卜‘vll只 “({n l图2 L A S 又寸布氏双尾藻同化系数的影响通过实验发现,当十二烷基苯磺酸盐浓度升高或暴露于十二烷基苯磺酸盐时间延长时, 1‘C 同化作用随之降低 [2.9〕.图2给出了在悬浮颗粒 为50 m g /d m3的布氏双尾藻培养体 系中 (l o oc m3),加入不同浓度的L A s 浓度和’‘c 一 N aZc 03(37 0 o B q /c m3) 下所测得同化速率.可见,随着 L A S 浓度的增大,布氏双尾藻同化速率减少十分显著.它反映了在污染物 L A S 存在下,藻类细胞的生理和代谢状态.当藻类受到一定浓度 L A S 的作用时,细胞光合作用能力则下降,细胞分裂即受到抑制.因此,由布氏双尾藻的同化能力即可判断不同时间和不同浓度下,L A S 对该藻有机合成和能量转换系统的毒性作用,此结果与图 1一致.海洋学报 18 卷表 1给 出了 L A S 对布氏双尾藻的半致死浓度和一些其他藻类研究结果的比较.可 见,L A S 对不同藻类生长影 响有 所不同.尽管 目前 尚无法确定表面活性剂这整个基团的生物学效应,但它实际降低了水的表面张力,破坏 了细胞膜的透过性是完全可能的 [].2〕.在多数情况下,水生生物对污染物的表 1 L A S 对一些藻类半致死浓度的比较藻 种 T l m 4 8 (m g / d m3 ) 参考文献羊角月牙藻泉生菱生藻铜诱微囊藻布氏双尾藻5 0 ~ 10 020 ~ 5 010 ~ 2 05 ~ 20Y a m a n a 等 (19 8 4 )万1〕何林华 (1 98 9 )「, 0 〕同上本文吸收满足于指数形式.将所得数据经处理 回归结果如下 〔2 m g < L A S < 80 m g /d m3 , t 为时间(d ),N 为藻类细胞数〕,lg CL ^ s / N = 一 5.5 9 6 5 + 0.2 2 5 st n = 4 2, r = 0.9 7 4 2 (l )可见,单位细胞藻类吸收 L A S 与时间呈较好的指数相关关系.2.2 悬浮物对 L A S 的吸附在悬浮颗粒含量为50 m g /d m,的无藻类体系中,加入 L A S 使其浓度为 50 m g /d m3 ,混合振摇并定期取样分析,测定水体中 L A S 的浓度,结果列于表 2.表 2 悬浮颗粒对 L A S 的吸附时间 (d ) C w (m g / d m 3 ) c。一 (’、(m g / d m3)C。一 C、Wo 富集系数 (E C )图 3 悬浮物对 L A S 富集系数和时间的关系表 2中 C,为 t 时刻水中 L A S 的浓度,C 。为起始 L A S 的浓度,W。为悬浮物重量.可见,随着时间变化,水相中 L A S 浓度有所下降,说明洗涤剂中的表面活性物质和悬浮物之间产生吸附现象.因此,在海洋环境中,LA S 可以通过被 吸附在悬浮物上并随之转移和解吸,从而使污染的范围扩大 [艺〕.实验结果还表明悬浮物对洗涤剂的吸附作用可用交换动力学模式来描述.图 3是悬浮物对 L A S 的富集系数与时间的关系.很 明显,t/ E C 对 t 作图呈直线关系,即可描述为:3期 王 宪等:洗涤剂中的十二烷基苯磺酸钠对海洋藻类生长的影响t 1E C K WoE C m+共乙七四式 中,E c 为富集系数; E c m 和 E c , 分别为最大富集系数和平衡吸附系数;间.(2 )K 为常数; t 为时与布氏双尾藻对 LA S 吸收 (见图1) 相比,悬浮物对 L A S 的吸附来得小,因为悬浮物对L A S 的吸附转移的水平并不如与布氏双尾藻对 L A S 的吸收或积累来得高.这一结论与有关研究结果相吻合 [1,3 〕.诚然,体系中藻类的密度和悬浮物的含量多寡也是个重要的决定因素.2.3 布氏双尾藻和悬浮物共存时对 LA S 的效应图 4是悬浮物含量为 50 m g /d m3 、布氏双尾藻密度为 1·2 x 1 04 个 /c m3 、 L A S 浓度为50 m g /d耐三者共存体系中,水相中 L A s 的变化曲线.由此可见,在悬浮物和藻类共存下,体系中L A S 的转移较布氏双尾藻或悬浮物单独存在下对 L A S 的吸收来得大,这是 由于藻类对 LA S,1_一_,’_, _ 口 一‘。 _, , 二, _~,‘ ~, , _ ,二 ~ ~ ~ In N t/ N。 厂 、, 、 , , 、。, 、, _一、,一_~ *.:山‘且的吸收和悬浮物吸附共同作用的结果·根据 。一 竺里告型 「N。 、从 分别为初始和 ‘时刻生物量,产 为生长速率 (d一 ’)] 可以得到表3.可见,在布氏双尾藻和悬浮物共存时的生长速率较小·实验结果同时还发现,悬浮物和 L A S 共存时,布氏双尾藻的生长受到抑制更加明显 (图5)·这表明,海洋中表面活性物质和悬浮物的协同作用,致使海水的表面张力降低,进而破坏了藻类细胞膜的透过性,最终损坏体内组织.同时,两者的共同作用改变了藻类的生长环境,形成胶体絮凝物,在胶体絮凝沉积过程还可能会吸附藻类一起沉淀.此外,悬浮物的存在势必叮协协\IJ⋯.)x[-之,甲三淤处/ 而,( j 1 2 , ({, , 5 {弓图 4 不同体系 L A S 变化曲线表3 不同体系布氏双尾藻的生长速率 产 ( d一 ’ )I A S体 系—5 1 0 8 0图 5 布氏双尾藻在不同 L A S 浓度下的生长曲线表 4 悬浮物和 LA S 共存下,布氏双尾藻与时间的关系I A S ( m g / d m 3 ) 相关系数I n N = 1 0.2 5 6一 0.17 5 tn一 6, r= 0.9 4 8 2藻类藻类+ 悬浮物一 0.1 93 一 0.2 3 4一 0.2 6 8 一 0.3 1 3一 0.8 39一 0.8 9 1l08 0In N = 9.9 7 3 一 0.3 5 2 rIn N = 9.6 7 2 一 0.4 6 2 rn ~ 6, r一 0.9 8 6 4刀 = 6, r一 0.9 6 5 3海洋学报 18 卷降低水体的透明度,影响了藻类的 表5 布氏双尾藻的 T L m 48 和 T L m %光合作用,这与有关研究分析相吻 体系 T l m4 s (m g zd m 3 ) T l m 9 6 (m : zd m,)合[1’乙 10j. 表 4给出了在悬浮颗粒和 一- 一下J一一一一下丁丢-一一一一一万飞一一L A s 体 系中,对布氏双尾藻生长的 I As + 悬浮物效应回归结果.由此可知,藻类的 (5。m g /d m 3 )密度与时间亦成指数相关关系.三—者共存时的效应结果列于表 5.由表5也可看出,在 50 m g /d m3悬浮物存在下,要 比单独 L A S 对布氏双尾藻的抑制作用更加显著·1 今士宝;五J 二目 卜口1.L A S 在藻体内吸收和积累随时间的延长而增大,单位细胞藻类吸收的 LA S 与时间成指数相关.2.在悬浮物的存在下,布 氏双尾藻生长受 L A S 的抑制更加显著.3.同化系数是描述在污染物存在下,藻类生理和代谢状态的一个可行的重要测试参数.参考文献l 〔苏〕 5.A.巴登著,吴瑜端等译.海洋污染和海洋生物资源.北京:海洋出版社,19 912 C h a t t o pad h y a y D Ne r a l.C h r o n ie e ffe e t s o f a n o n lo n ie d e te r g e n t o n a q u a t ie e e o sy s t e m.E n vir o n.E e o l· ,1 98 6,4 (l ):10 5 ~ 10 83 潭谕云等·直链烷基苯磺酸钠在模拟水生生态系统中转化和 归宿的研究.环境科学学报,1 9 90, 10 (3 ):3 25 一 3 314 Y a ma n a A Ne t a l·T h e g r o w th in hibitio n o f p Ia n k t o n ie a lg a e d u e to s u r fa e ta n t s u s e d in w a s hin g a g e n ts ·W a te r R e-s e a r eh,1 9 8 4, 1 8 (9 ): 1 1 0 ] 一 1 ] 0 55 金德祥等.海洋浮游硅藻.上海:科学技术出版社, 19 6 56 国家海洋局第三海洋研究所.福建省海岛资源综合调查研究报告.福州:福建出版社,19 9 47 王 宪,李文权.光对海洋藻类生长的影响.海洋学报, 19 9 3 , 15 (2 ):3 ~ 398 国家海洋局.海洋调查规范.北京:海洋出版社,19 8 69 K u t t E C a n d D F M ar tin.E ffe e t o f s e le e t e ds u r fa e t a n ts o n th e g r o w th e h ar a e te r 1s tie s o f仰,,od i二 ; u , 占八气, e·M a r·B , 0 1· ,] 9 7 4,(2 8 ): 2 5 3一 2 5 910 何林华.藻类生物监测中测试参数对效应浓度的影响.环境科学,1 989,10 (3 ):32 一 57

洗涤剂中的十二烷基苯磺酸钠对海洋藻类生长的影响

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