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《新疆农业大学》 2016年
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新型有机磷酸酯类阻燃剂对斑马鱼(Danio rerio)毒性及其有害结局通径(AOP)的研究

皮天星  
【摘要】:有机磷酸酯类阻燃剂作为溴代阻燃剂的替代物,其使用量和在环境中的检出量都逐年升高,但有关有机磷酸酯类阻燃剂的环境毒理学资料却很匮乏。因此,本研究以斑马鱼(Danio rerio)作为模型生物,以有机磷酸酯类代表化合物磷酸三氯丙酯(TCPP)作为目标化合物,系统的研究了TCPP对斑马鱼的急性毒性、胚胎毒性、亚慢性毒性和繁殖毒性效应,通过标志酶活性测定及基因表达量分析评估其内分泌干扰能力,并结合试验结果及已有的文献资料,提出了一个有关OPFRs的AOP框架。研究结果能为有机磷酸酯类阻燃剂的科学管理提供依据。主要研究结论如下:(1)TCPP对斑马鱼(Danio rerio)和稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)96 h急性毒性试验的LC50分别为47.06和41.47 mg·L-1。而作为对比,磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)对斑马鱼和稀有鮈鲫96 h急性毒性试验的LC50分别为13.13和10.24 mg·L-1。两者相比,TCPP对鱼类的毒性要更低,但TCPP的水溶性要高于TDCPP,因此对环境产生的风险会更大。(2)斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎染毒试验表明,高浓度的TCPP会抑制胚胎的发育,延长鱼卵孵化时间,并且会导致孵化出的仔鱼发育异常,例如脊柱出现不同程度的弯曲以及出现心包囊肿现象。试验结果表明TCPP具有一定的发育毒性。(3)亚慢性毒性试验表明,TCPP对斑马鱼成鱼致死效应的最大无效应浓度(NOEC)为1.0 mg·L-1,表象中毒症状的NOEC为0.2 mg·L-1。此外,通过对芳香化酶(Aromatase)酶活、卵黄蛋白原(VTG)含量和下丘脑-垂体-性腺轴相关调控基因表达量的分析发现,TCPP具有一定的内分泌干扰效应,会导致雄性斑马鱼肝脏中VTG含量增加,性激素调控系统紊乱。(4)斑马鱼短期繁殖试验得出,受低浓度TCPP暴露的斑马鱼,其繁殖力会随暴露浓度的增加而降低。此外,通过组织病理学分析发现,较高浓度的TCPP会影响初级卵母细胞的发育。(5)根据本研究中得到的试验结果及有关参考文献并结合计算机模拟,推测在OPFRs-AOP中起始作用位点可能位于脑垂体,在TCPP触发分子起始事件之后,会导致关键事件Ⅰ的发生,即脑垂体对接收到的调控信号无法识别或做出错误的反应,干扰整个内分泌系统的正常功能,之后产生一系列连锁的生物学反应。在雌鱼体内,卵巢中卵母细胞的正常发育会受到阻碍,卵细胞数量减少,从而导致繁殖力下降。在雄鱼体内,脑垂体功能紊乱导致肝脏异常合成VTG进入血液,雄鱼出现雌性化趋势,精子质量受到影响,这也是导致繁殖力下降的因素之一。以上研究结果为有机磷酸酯类阻燃剂的生态环境风险评估和管理提供了科学依据。本文所提出的TCPP有害结局通径(AOP)框架也为深入研究OPFRs的致毒机制确立了方向、提出了新思路。
【学位授予单位】:新疆农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X171.5

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