再生水中溶解性有机质和双酚A对浮水植物的复合胁迫效应

的复合污染对水生生物影响研究目前主要集中在藻类和菌类等微生物的毒性效应机制及其水体生物修复效率等方面［１３１５］，而以高等水生植物为研究对象的报道较少［１６１８］。虽已有部分研究结果表明，植物组织的过氧化物酶（ＰＯＤ）活性、丙二荃（ＭＤＡ）积累量等生理指标对污染物胁迫作用存在一定程度的响应［１９２２］，但对水生植物受复合污染作用的生理学变化特征及其响应机制尚缺少系统性研究。本研究选择景观水体中常见的莲属（犖犲犾狌犿犫狅）多年生草本植物作为受试植物，以双酚Ａ（ＢＰＡ）为代表性ＥＤＣｓ污染物，采用污水处理厂二级出水为再生水基底，在静水培养条件下考察ＤＯＭ与ＢＰＡ植物毒性作用的复合效应，可为ＥＤＣｓ类化学品的健康风险评估和环境安全评估积累科学数据，为制定相关的再生水质卫生标准提供科学依据。１材料与方法１．１仪器与试剂ＩＬ５００总有机碳测定仪（美国哈希公司）；ＢｌｕｅＳｔａｒＡ紫外可见分光光度计；ＳＨＺ８２恒温振荡水浴；ＴＧＬ２０ＢＣ台式高速离心机。ＢＰＡ（色谱纯，纯度≥９９％，Ａｌｄｒｉｃｈ公司），腐植酸（分析纯，Ａｌｄｒｉｃｈ公司），其余试剂均为分析纯；再生水为西安市某污水处理厂二级出水（溶解性有机碳（ＤＯＣ）为５．４ｍｇ／Ｌ），稀释用水为曝气除氯的实验室自来水。１．２受试生物受试植物为碗莲（犖犲犾狌犿犫狅狀狌犮犻犳犲狉犪），挑选颗粒饱满无病害、形态均一的碗莲种子，在实验前用２％（质量分数）次氯酸钠溶液浸泡消毒１０ｍｉｎ，以蒸馏水洗净后放入３Ｌ培养皿中，每皿为一个暴露组，每组随机选取培养的１０粒种子。１．３实验方法为模拟再生水中不同ＤＯＭ（以ＤＯＣ浓度表征）梯度，用曝气除氯的实验室自来水将二级出水稀释作为低浓度水样，另外通过加入一定体积的商品腐植酸溶液（初始质量浓度为１ｇ／Ｌ）的二级出水作为高浓度水样，最终配制成所需浓度的ＤＯＭ水样。将ＢＰＡ溶于超纯水配制成初始质量浓度为１００ｍｇ／Ｌ的高浓度储备液，再用自来水稀释配成所需浓度的ＢＰＡ水样。每组暴露组设置３个平行，受试植物分别暴露于含ＤＯＭ为０、１．２、５．４、１６．５ｍｇ／Ｌ和含ＢＰＡ为０、１、１０、１００μｇ／Ｌ的两两交叉配制的混合水样中，其中混合水样使用前需经恒温振荡混匀１ｈ。含ＤＯＭ为０ｍｇ／Ｌ和含ＢＰＡ为０μｇ／Ｌ的混合水样（仅采用自来水）即为空白组。各暴露组加入相应的水样后，移至室外自然光照下培养（每日日照时间＞６ｈ，１４：００—１６：００上覆防晒网防止幼苗损伤），每隔２４ｈ换水一次，并记录水温、ｐＨ、氧化还原电位和环境湿度等相关指标及受试植物组织生长状况。培养２８ｄ后采集形态完整的植物叶片作为测试对象。１．４分析指标及数据处理方法单位鲜质量植物叶片组织中ＭＤＡ采用硫代巴比妥酸（ＴＢＡ）法测定；ＰＯＤ活性采用愈创木酚法测定［２３］。每个生理指标的数据均以平均值±标准偏差表示，采用ＳｉｇｍａＰｌｏｔ１０．０软件作图。所有统计分析均采用ＳＰＳＳ１９．０软件，各组实验数据均做方差齐性的ｌｅｖｅｎｅ同质性检验，采用单变量多因素方差分析法（ＧＬＭＵｎｉｖａｒｉａｔｅ）对不同暴露组数据进行差异显著性检验，当狆＜０．０５时认为存在显著性差异，狆＜０．０１时认为存在极显著性差异。采用Ⅲ类线性模型作全模型单变量多因素回归分析。２结果与讨论在实验过程中，未出现受试植物因环境变动、病变等因素造成的死亡、病态或畸形现象。１００μｇ／ＬＢＰＡ加入再生水中混合均匀静置２４ｈ后测定水中ＢＰＡ浓度，ＢＰＡ的静态吸附率低于１％，这与已有研究结果一致［２４］，表明在实验浓度范围内ＤＯＭ存在不会明显影响ＢＰＡ的水溶性。２．１ＤＯＭ和ＢＰＡ复合效应对植物叶片ＭＤＡ含量的影响ＭＤＡ含量是植物细胞膜质过氧化程度的体现［２５］。在逆境条件下，ＭＤＡ含量增加，说明植物的细胞质膜及内膜结构受到活性氧积累诱发的脂质过氧化作用而损坏，从而间接反映植物的抗逆性程度。ＤＯＭ和ＢＰＡ复合效应对植物叶片中ＭＤＡ的影响见图１。ＭＤＡ数据ｌｅｖｅｎｅ同质性检验的狆＝０．１７５＞０．０５，表明各组数据方差具有齐性。线性回归分析的狉２＝０．９６６（狆＜０．０５），表明ＤＯＭ和ＢＰＡ这两个因素可以较好地解释植物叶片ＭＤＡ含量变化。ＤＯＭ、ＢＰＡ单独效应及两者交互效应的犉值分别为１３６．７６０、１２１．１５２、６２．４７６，对应的狆＜０．０５，表明ＤＯＭ、ＢＰＡ及两者的复合效应均对植物叶片ＭＤＡ升高具有显著性作用，对于５．４、１６．５ｍｇ／Ｌ的ＤＯＭ与ＢＰＡ的复合效应显著性较强。单独ＤＯＭ和单独ＢＰＡ的各浓度暴露组植物叶片中的ＭＤＡ·２·环境污染与防治第３７卷第９期２０１５年９月含量分别比空白组增加２６．７％～７１．５％、１１．５％～４６．１％，对植物叶片ＭＤＡ含量升高并无显著性贡献。但是当两者同时存在时，在高质量浓度ＤＯＭ（