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当前,由兽药和饲料添加剂污染引发的食品和生态环境安全问题已经成为威胁人类健康和生态系统安全的一大隐患。兽药添加剂本身毒性并不强烈,但它们进入土壤和水体环境后,在物理、化学和生物多种因素的影响下,可以转化为迁移能力更强、毒性更大的中间或末端的代谢产物,对水生生态系统和土壤生态系统带来潜在危害,并可能通过食物链的传递作用最终在人体内蓄积,对人类生命造成巨大威胁。
阿散酸(对氨基苯胂酸)是近年来世界范围内广泛使用的有机胂类促生长添加剂,在畜牧生产中的应用越来越广泛,并取得了良好的经济效益。目前在我国,养猪业和养鸡业规模都很庞大,由猪和鸡排泄物向环境中排放的含砷化合物的数量是巨大的。为了全面评价阿散酸及其降解产物对水体和土壤生态系统造成的潜影响,本文将一定量不同浓度(0 mg/L、250 mg/L、500 mg/L、1000 mg/L、2000 mg/L,和4000mg/L)的阿散酸标准溶液与取自某养猪场附近的表层土壤(0-20cm)混合形成泥浆系统,放在摇床上连续培养并测定反应0周、1周、2周、3周和4周后阿散酸的降解率;同时采用水生生物斑马鱼(Danio rerio)、鲤鱼(Cyprinus carpio)和土壤生物赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)作为生物材料,通过斑马鱼急性毒性试验、斑马鱼胚胎发育试验、鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验、蚯蚓急性毒性试验、蚯蚓生化毒性试验以及蚯蚓体腔细胞单细胞凝胶电泳试验,分别从生物个体水平、生殖发育水平、分子水平和细胞水平研究了阿散酸降解前后对水生生物和土壤生物的急性毒性、胚胎发育毒性、生化毒性和遗传毒性影响,综合研究了有机胂制剂阿散酸对水生生物和土壤生物的毒理学影响。
阿散酸降解试验表明,阿散酸在泥浆体系中可以发生生物和非生物降解,并
且浓度越低,降解越为迅速,250 mg/L浓度在第四周的降解率接近50%。斑马鱼急性毒性试验表明,阿散酸96 hr LC50为:503.85 mg/L,属中毒。蚯蚓急性毒性试验则表明,在生态学意义的浓度范围内溶液法和滤纸接触法染毒均未导致蚯蚓死亡。斑马鱼胚胎发育试验表明,阿散酸对斑马鱼胚胎发育有明显的致畸效应,并在一定剂量范围内存在剂量效应关系,其72 hr EC50为239.54 mg/L。蚯蚓生化毒性试验表明,在阿散酸降解之前,经不同染毒方法短时间暴露后(1-4h),各浓度阿散酸对赤子爱胜蚓体内蛋白质含量均没有影响。但溶液法染毒表明阿散酸在浓度升高时(2000 mg/L)对蚯蚓体内纤维素酶活力和SOD酶活力分别有抑制和促进作用,而滤纸接触法则发现阿散酸对两种酶几乎没有影响;阿散酸降解之后,发现降解产物体系对蛋白质含量除了第3周,均表现出比较明显的促进作用,在第1周和第2周对纤维素酶活性表现出一定的促进作用,但在第3周和第4周则表现出对纤维素酶的抑制作用,对SOD酶活性则始终表现为抑制作用。遗传毒性试验中,阿散酸降解之前和降解的第4周阿散酸对鲤鱼表现出遗传毒性,第二周则没有引起鲤鱼肾细胞DNA的任何损伤。而蚯蚓体腔细胞彗星试验表明,阿散酸降解之前并没有任何遗传毒性,与对照组相比没有显著性差异(P>0.05);但在阿散酸降解开始后,各个浓度的混合物体系都能引起蚯蚓体腔细胞DNA十分明显的损伤,表现出较强的遗传毒性作用。此外,本研究也证明了蚯蚓生化毒性试验和单细胞凝胶电泳技术可用于对兽药及添加剂的生态毒性检测,能够为环境污染物的生态毒理学评价提供很好的方法学借鉴。