田海军，刘开放，任胜杰

( 1.信阳农林学院 水产学院，河南 信阳 464000； 2.盐城工学院 海洋与生物工程学院，江苏 盐城 224051 )

阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS或SDBS)，是一种降低两相间界面张力和液体表面张力的物质，具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、洗涤、润滑、防腐、杀菌等作用[1]。十二烷基苯磺酸钠广泛应用于工业、农业、建筑业、医药以及日常生活中[2]。我国表面活性剂洗涤用品工业协会统计数据显示，2018年我国表面活性剂产品产量为2.1303×106t，销量达2.1839×106t，预计未来几年内整体将呈现增长的发展态势[3]。十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂大量排入水体环境，形成大量积聚不散的泡沫层，使水中溶解氧含量明显降低、水质恶化，严重影响水生生物的正常生长，破坏了水生态系统平衡[4-7]。它带来的污染逐渐引起国内外学者的重视，因此，研究表面活性剂对水环境污染及其对水生动物的生理生化影响显得尤为重要。

我国海水水质标准(GB 3097—1997)规定：一类海水中十二烷基苯磺酸钠质量浓度≤0.03 mg/L, 二、三、四类海水中十二烷基苯磺酸钠质量浓度≤0.1 mg/L，而我国十二烷基苯磺酸钠的工业排放标准是质量浓度≤10 mg/L[7]。十二烷基苯磺酸钠表面活性剂超标排放对水生动物的生理生化代谢会构成严重的影响。现在国外已有专门的法律，规定各种表面活性剂必须能够被生物降解，尽可能减少环境污染[8-13]。

黄河鲤(Cyprinuscarpiohaematopterus)，是中国“四大淡水名鱼”之首，黄河鲤肉质肥厚，细嫩鲜美，营养丰富。目前，十二烷基苯磺酸钠对水生动物的毒性研究选取的对象有草鱼(Ctenopharyngodonidellus)、彭泽鲫(Carassiusauratusvar.pengsesis)等，但是十二烷基苯磺酸钠对经济效益高的黄河鲤的毒性研究鲜见报道，有关十二烷基苯磺酸钠对水生动物生理生化的影响研究仅见于十二烷基苯磺酸钠对彭泽鲫鳃及肝胰脏腺苷三磷酸酶和超氧化物歧化酶活性的影响，有关十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液生理生化指标的影响研究更是空白。

一方面，尽管表面活性剂污染已逐渐引起关注，但其对水生动物的生理代谢影响方面的研究工作却十分缺乏[14-15]。另一方面，国内外尚未形成有效减弱及治理表面活性剂水域污染的措施。因此笔者系统研究表面活性剂污染对黄河鲤的生理代谢影响，为有效治理表面活性剂污染提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验鱼为黄河鲤，由河南省大宗淡水鱼现代农业产业技术体系试验基地提供，体长为(11.7±1.2) cm，体质量为(38.7±0.8) g。试验前实验室水族箱驯养15 d。试验用水族箱1.2 m×0.6 m×0.8 m，试验用水为经过24 h曝气的自来水，水温(21.4±0.8) ℃，pH 7.0～7.5，溶解氧水平(6.4±0.5) mg/L，驯养期间每日定时喂食及换水，试验前2 d及整个试验期间停止喂食和换水。

十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)为分析纯，中国医药河南化学试剂公司生产。血液自动生化分析仪(日立 7020 型)，半自动血细胞分析仪(SYSMEX F-820)。

1.2 急性毒性试验

正式急性毒性试验前，进行预试验，确定十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤96 h无死亡的最高质量浓度和24 h全部死亡的最低质量浓度。按等对数间距设置6个质量浓度组及1个空白对照组，共设置7个质量浓度(0、5.00、6.05、7.32、8.87、10.73、13.00 mg/L)[16]。每个梯度设4个平行组和1个空白对照组，每个平行15尾鱼。试验时间为96 h，详细观察和记录黄河鲤的活动和中毒时的症状，分别在24、48、72、96 h记录试验鱼的死亡情况，用寇氏法[17]计算出半致死质量浓度。

1.3 十二烷基苯磺酸钠对血液生化指标影响试验

采用半静态试验方法[18]，十二烷基苯磺酸钠质量浓度根据96 h半致死质量浓度，设置为0、1.0、2.0、3.0，4.0、6.0、8.0 mg/L共7个梯度，每个梯度设3个平行，每个平行随机放鱼15尾，暴露时间为96 h。

1.3.1 血浆生化指标的测定

在96 h取样，从各组各平行中随机抽取6尾，每组18尾，用加入了抗凝剂的5 mL注射器尾静脉取血2～3 mL，于4 ℃下放置2 h，经3000 r/min离心，收集血浆，测定血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白、血浆碱性磷酸酶、尿素氮、肌酐、肌酸磷酸激酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、Na+、K+、Ca2+等生化指标，在自动生化分析仪上当日测定完成。

1.3.2 血液生理指标的测定

在96 h取样，从各组各平行中随机抽取6尾，每组18尾，用加入了抗凝剂的5 mL注射器尾静脉取血2～3 mL，用半自动血细胞分析仪测定红细胞、白细胞、血红蛋白指标。

2 结果与分析

2.1 急性毒性试验结果

急性毒性试验开始时，部分黄河鲤上下乱窜。随着十二烷基苯磺酸钠暴露时间的延长，部分黄河鲤倾斜，受外界触碰刺激也不躲避；部分鱼游动过程中身体摇动不止。高质量浓度十二烷基苯磺酸钠暴露的黄河鲤慢慢停止活动，直至死亡。十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别是10.27、9.51、9.16、8.59 mg/L，95%置信区间分别为9.59～10.98、8.85～10.22、8.50～9.85、7.96～9.27 mg/L(表1)，十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤为中等毒性。

表1 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤的半致死质量浓度Tab.1 Median lethal concentration of LAS to Yellow River carp C. carpio haematopterus

2.2 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液生化指标的影响结果

2.2.1 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆免疫蛋白指标的影响

十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白等免疫蛋白指标的影响结果见表2。其中十二烷基苯磺酸钠质量浓度为2.0、3.0、4.0、6.0 mg/L时，血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白质量浓度显著低于对照组(P<0.05)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为8.0 mg/L时，血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白质量浓度极显著低于对照组(P<0.01)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为1.0 mg/L时，血浆免疫蛋白低于对照组，但差异不显著(P>0.05)。由此表明，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L可引起黄河鲤血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白显著降低。

表2 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆免疫蛋白指标的影响 g/LTab.2 Effect of LAS on plasma immune protein index inYellow River carp C. carpio haematopterus

2.2.2 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆酶的影响

十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶和碱性磷酸酶等血浆酶指标的影响结果见表3。其中十二烷基苯磺酸钠质量浓度2.0、3.0、4.0、6.0 mg/L时，血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶活性显著高于对照组(P<0.05)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为8.0 mg/L时，血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶活性极显著高于对照组(P<0.01)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为1.0 mg/L时，血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶活性高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。

十二烷基苯磺酸钠质量浓度为2.0、3.0、4.0、6.0 mg/L时，血浆碱性磷酸酶活性显著低于对照组(P<0.05)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为8.0 mg/L时，血浆碱性磷酸酶活性极显著低于对照组(P<0.01)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为1.0 mg/L时，血浆碱性磷酸酶活性低于对照组，但差异不显著(P>0.05)。由此可见，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶活性显著升高，血浆碱性磷酸酶活性显著降低。

表3 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆酶指标的影响 IU/LTab.3 Effect of LAS on plasma enzyme activities of Yellow River carp C. carpio haematopterus

2.2.3 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤肾功能代谢指标的影响

十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤尿素氮、肌酐、Na+、K+、Ca2+肾功能指标的影响见表4。十二烷基苯磺酸钠暴露引起黄河鲤血浆中尿素氮、肌酐浓度升高，其中2.0、3.0、4.0、6.0 mg/L组显著高于对照组(P<0.05)，8.0 mg/L组极显著高于对照组(P<0.01)，1.0 mg/L组高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。十二烷基苯磺酸钠暴露引起黄河鲤血浆中Na+、K+离子浓度升高，其中3.0、4.0、6.0 mg/L组显著高于对照组(P<0.05)，8.0 mg/L组极显著高于对照组(P<0.01)，1.0、2.0 mg/L组高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血浆中Ca2+浓度的影响不显著(P>0.05)。由此可见，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆中尿素氮、肌酐浓度显著升高；十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥3.0 mg/L引起黄河鲤血浆中Na+、K+浓度显著升高；十二烷基苯磺酸钠对Ca2+浓度的影响较小。

表4 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤肾功能指标的影响 mmol/LTab.4 Effect of LAS on renal function indices of Yellow River carp C. carpio haematopterus

2.3 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液生理指标的影响

十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液红细胞、白细胞、血红蛋白生理指标的影响见表5。十二烷基苯磺酸钠质量浓度为2.0、3.0、4.0、6.0 mg/L时，血液红细胞密度和血红蛋白质量浓度显著低于对照组(P<0.05)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为8.0 mg/L时，血液红细胞、白细胞密度和血红蛋白质量浓度极显著低于对照组(P<0.01)；十二烷基苯磺酸钠质量浓度为1.0 mg/L时，红细胞、白细胞密度和血红蛋白质量浓度低于对照组，但差异不显著(P>0.05)。由此表明，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血液红细胞、白细胞、血红蛋白降低。

表5 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液生理指标的影响Tab.5 Effects of LAS on blood physiological indices of Yellow River carp C. carpio haematopterus

3 讨 论

3.1 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤毒性作用机制

十二烷基苯磺酸钠分子的疏水端亲和污垢(如蛋白质、脂质等)、亲水端溶于水，污垢分散于水中，继而被十二烷基苯磺酸钠冲洗掉，然而十二烷基苯磺酸钠同样能作用于生物的脂质细胞膜，使细胞膜裂解最终致细胞死亡[19]。本试验中，十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤的96 h半致死质量浓度为8.59 mg/L，与十二烷基苯磺酸钠对草鱼96 h半致死质量浓度为8.6 mg/L和十二烷基苯磺酸钠对彭泽鲫96 h半致死质量浓度为8.43 mg/L的结果相近[19-21]。水温、pH、溶解氧水平和试验对象及其发育阶段的不同都可能影响十二烷基苯磺酸钠急性毒性试验结果。参照《生物技术检测规范(水环境部分)》中农药对鱼类的毒性等级划分标准，十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤的毒性属于中等毒性。

3.2 十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤血液生理生化指标的影响

鱼类血液生理生化状况作为评价鱼体对环境的适应指标被广泛应用，当外界因子影响鱼体而发生生理或病理变化时，血液指标的变化必定会反映出来[22]。动物环境应激时血液生理与生化指标是反映体内物质代谢和组织器官机能状态变化的一个重要特征[23]。

血浆蛋白可以用来诊断鱼类营养健康和疾病等情况，总蛋白、白蛋白、球蛋白可反映出鱼体的免疫状态及蛋白质营养状况。十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白含量显著降低，说明十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤的免疫蛋白及营养均有不利影响。

血浆中酶的变化能够反映机体代谢和物质转化的状况。正常情况下，细胞内的酶由于细胞膜的屏障作用，不易逸出[24]。只有细胞膜遭受破坏，细胞内的酶释放入血液中，血浆中酶的活性才明显升高[24]。健康状况下动物血浆中的谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶只有微量,但当肝胰脏和心脏等内脏器官发生损伤时,血浆内这种酶的活性将升高[25]。碱性磷酸酶是动物代谢过程中重要的调控酶，能催化磷酸单酯的水解及磷酸基团的转移反应，碱性磷酸酶是一种结合在细胞膜上的金属酶，金属离子对维持其分子结构和催化活性均具有重要意义[26]。鱼类处于不利环境，如重金属污染时,其碱性磷酸酶活性会受到影响[27]。十二烷基苯磺酸钠对水生动物的毒性与金属汞相似[19]，因此会影响碱性磷酸酶活性。本试验结果显示，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酸磷酸激酶活性显著升高,并且随着十二烷基苯磺酸钠质量浓度的增加，升高趋势加剧；十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆碱性磷酸酶活性显著降低,并且随着十二烷基苯磺酸钠质量浓度的增加，下降趋势加剧。表明十二烷基苯磺酸钠≥2.0 mg/L对黄河鲤肝胰脏和心肌细胞膜造成了损伤，并且随着十二烷基苯磺酸钠质量浓度的增加，损伤加剧。

Na+、K+维持机体正常代谢，K+调节机体酸碱平衡，Na+、K+在生物学过程中是相互作用的[28]；Ca2+对神经肌肉的兴奋、神经信号的传递、细胞功能的维持、酶的活性以及激素分泌等都有重要作用[29]。血液中尿素氮和肌酐的浓度间接反映肾脏的排泄功能，当肾功能降至一定程度时，血浆尿素氮、肌酐就会升高，所以临床上常以血肌酐、尿素氮的水平来代表肾脏功能[30]。本试验结果显示，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆中尿素氮、肌酐浓度显著升高；十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥3.0 mg/L引起黄河鲤血浆中Na+、K+浓度显著升高；十二烷基苯磺酸钠对Ca2+浓度的影响较小。可以推断十二烷基苯磺酸钠造成黄河鲤的肾功能受到影响，保钠排钾功能减弱,导致鱼体内电解质平衡失调。

鱼类是通过血液红细胞运送氧气，同时红细胞还具有免疫功能[31]。白细胞的主要功能是防卫作用，参与机体的防御反应，白细胞数可反映出鱼体的免疫状态，血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质，血红蛋白携带和运输氧气[31]。本试验结果显示，十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆红细胞、白细胞密度和血红蛋白质量浓度降低，表明鱼类在十二烷基苯磺酸钠暴露后血液的氧结合力下降,代谢水平降低，免疫力减弱，可能导致黄河鲤中毒或引发某些疾病，鱼体发生病理变化。

4 结 论

本试验结果表明，表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对黄河鲤96 h半致死质量浓度为8.59 mg/L，为中等毒性。同时，水体中十二烷基苯磺酸钠暴露质量浓度≥2.0 mg/L引起黄河鲤血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白、血液血红蛋白质量浓度，血浆碱性磷酸酶活性，红细胞、白细胞密度降低，引起黄河鲤血浆尿素氮、肌酐浓度，肌酸磷酸激酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性升高；十二烷基苯磺酸钠质量浓度≥3.0 mg/L引起黄河鲤血浆中Na+、K+浓度升高；十二烷基苯磺酸钠对Ca2+浓度的影响较小。因此，建议加强十二烷基苯磺酸钠的水环境及水生动物风险评估，避免十二烷基苯磺酸钠广泛使用带来的环境污染问题，确保水环境和水生生物安全。