链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织SOD活性和MDA含量的影响

沈洪艳，王丽新，杨金迪，高吉喜，焦晓会，刘军伟

(1.河北科技大学环境科学与工程学院，河北石家庄 050018；2.河北省药用分子化学重点实验室，河北石家庄 050018；3.河北省环境工程评估中心，河北石家庄 050051；4.国家环保部南京环境科学研究所，江苏南京 210042)

链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织SOD活性和MDA含量的影响

沈洪艳1,2，王丽新1,2，杨金迪3，高吉喜4，焦晓会1,2，刘军伟1,2

(1.河北科技大学环境科学与工程学院，河北石家庄 050018；2.河北省药用分子化学重点实验室，河北石家庄 050018；3.河北省环境工程评估中心，河北石家庄 050051；4.国家环保部南京环境科学研究所，江苏南京 210042)

采用室内暴露实验方法，研究体积分数分别为0，10%，30%，50%和70%的链霉素生产废水15 d 内对斑马鱼肌肉组织超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果显示：斑马鱼肌肉SOD活性在第3天受到显著诱导，体积分数50%实验组SOD活性达到最大值30.56 U/mg。体积分数70%实验组SOD活性随着暴露时间的延长逐渐降低。体积分数30%和50%实验组MDA活性在第3天受到显著诱导，在第6天大幅度下降，降幅分别为43.04%和47.50%，第12天和第15天，MDA活性都高于对照组。暴露期间体积分数10%和70%实验组的MDA活性高于对照组。实验表明，鱼体肌肉组织SOD活性和MDA含量在暴露过程中变化明显，该链霉素生产废水已经对斑马鱼产生了氧化损伤效应。

链霉素；废水；斑马鱼；SOD；MDA

人们已经意识到抗生素大量流入环境中会带来环境风险。每年抗生素废水排放量在5 000万t以上[1-4]，抗生素潜在的生态风险受到广泛关注是因为抗生素的大量使用及其废水的不合理的处理[5]。水环境中抗生素的最主要来源是污水处理厂。水中残留的抗生素进入环境后通过食物链对生态环境产生毒害作用，从而影响生物的正常生命活动，最终对人类健康产生影响[6]。链霉素是继青霉素后第2个被生产并用于临床的抗生素。链霉素生产废水是一种含有高浓度硫酸盐，碳氨比偏低，同时含有抗生素、多种生物抑制剂的有机废水。链霉素生产废水的成分比较复杂，链霉素提炼废母液中的生物抑制剂和少量的链霉素残留在处理过程中比较难去除，同时也是对水生生物造成影响的主要因素。

目前，废水毒性的测定主要有理化方法和生物学方法。化学方法检测废水的毒性比较复杂，而应用生物监测快捷、简单、成本小，加之能够充分反映抗生素废水中污染物的生态效应，因此生物监测在测定废水对生物毒性大小方面不可或缺。

鱼类在水生生物食物链中处于关键的位置，对整个食物链的影响至关重要。受到氧化损伤后，鱼类机体会产生活性氧自由基来抵御侵害。斑马鱼是一种小型的热带鱼，鲤科，鱼丹属，对环境变化反应灵敏。

本实验使用的链霉素生产废水来自某链霉素生产车间，以斑马鱼为研究对象。通过探讨链霉素废水对斑马鱼肌肉组织超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)含量的影响，为研究链霉素废水的生态效应提供依据。

1 材料与方法

1.1实验材料

1.1.1 仪器和试剂

UV-2550 型紫外可见分光光度计(日本岛津公司提供)，DK-S26 型恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司提供)，TG16-WS 台式高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司提供)，JPBJ-608 型便携式溶解氧测定仪(上海精密科学与仪器有限公司提供)，EL204 型电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司提供)，FE20 型pH 计(梅特勒-托利多仪器上海有限公司提供)，等。

SOD(生产批号为20130415)，MDA(生产批号为20130406)，考马斯亮蓝试剂盒(生产批号为20130405)，均购自南京建成生物工程研究所。

1.1.2 受试生物

受试生物斑马鱼来自石家庄市水产养殖基地。体长为(30±5)mm，质量为(0.3±0.1)g。斑马鱼经5%(质量分数)的食盐水消毒后进入实验室。用曝气48 h的自来水驯化2周。实验前24 h停止喂食。整个驯养过程中斑马鱼的死亡率小于5%。

1.2实验方法

预实验：在27 cm×13 cm×15 cm的玻璃水族缸中，每缸盛放4 L实验溶液，设置8个预实验组，体积分数(下同)分别为20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%。用曝气48 h的除氯自来水进行稀释，水质指标满足GB 11607—1989《渔业水质标准》。每组随机放入8尾鱼，每天更换实验溶液。实验结果显示：在连续实验96 h后并未观察到任何一个实验组的斑马鱼全部死亡。

亚急性实验设定5个实验组，分别为0，10%，30%，50%，70%，测定不同浓度在不同时期对斑马鱼肌肉组织SOD活性和MDA含量的影响，每组设置3个平行，每组随机投放8尾鱼。亚急性毒性实验为时15 d。实验期间用曝气装置连续曝气，采用静态置换法，每天换水，在整个实验过程中控制水温在(23±1)℃、pH值为(7.8±0.2)，ρ(溶解氧)≥5 mg/L。分别于第3，6，9，12，15 d进行测定。

1.3测定方法

解剖，取肌肉组织0.2 g左右，在生理盐水中漂洗，吸干水分，称重；按质量体积比为1∶9加入生理盐水，在冰水浴中研磨6～8 min，得到10%的组织样。将其在3 500 r/min下离心10 min，取上清液进行实验，SOD活性和MDA含量的测定方法参照试剂盒。

1.4数据处理

数据统计结果用“平均值±标准偏差”表示。本实验数据及作图采用Excel进行处理，利用显著性t检验方法检验暴露组与空白对照组间的差异，当t0.05时，可认为无显著性差异；当t0.05(n)≤tt0.01(n)，即P<0.01时，可认为差异极显著。

2 结果与讨论

2.1链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织中SOD活性的影响

链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织SOD活性的影响见图1。

图1 链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织SOD活性的影响Fig.1 SOD activity in muscular tissue of zebra fish exposed to streptomycin wastewater

在整个暴露期间，10%，30%和50%实验组具有相似的变化趋势，都是“升高—降低—升高—降低”的变化。稍有不同的是：30%实验组在暴露第15天的SOD活性相比第12天来说没有下降，而是轻微的升高，但变化不明显。斑马鱼暴露于体积分数70%的链霉素废水中时，SOD活性在第3天被极显著诱导升高(P<0.01)。从第6天开始，斑马鱼肌肉SOD活性变化存在明显的时间-效应关系。随着暴露时间的延长，SOD活性逐渐降低，在第6，9，12，15天分别被极显著抑制(P<0.01)。这可能是因为高浓度的链霉素废水对斑马鱼造成了不可逆转的氧化损伤。

2.2链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织中MDA含量的影响

链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织MDA含量的影响见图2。

图2 链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织MDA含量的影响Fig.2 MDA contents in muscular tissue of zebra fish exposed to streptomycin wastewater

由图2可知，在实验期间，空白对照组的MDA含量无显著变化。实验第3天时，各个实验组的MDA含量都受到不同程度的诱导，30%实验组MDA受到极显著诱导(P<0.01)，50%实验组MDA受到显著诱导(0.01

当斑马鱼暴露在链霉素废水中时，不同浓度组的变化趋势不尽相同(见图2)。10%实验组对MDA主要表现为诱导作用，在第12 天开始被显著诱导(0.01

3 结 论

整个暴露实验期间，链霉素生产废水对斑马鱼肌肉SOD活性、MDA含量影响显著。实验组SOD活性在暴露第3天即受到显著诱导。10%，30%，50%实验组SOD活性有相似的“双峰型”变化趋势，峰值出现在第3天和第12天。70%实验组SOD活性一直受到显著抑制。所有实验的MDA含量在整个实验期间受到较显著诱导。

当链霉素生产废水体积分数大于50%或者暴露时间大于12 d时，斑马鱼体内SOD活性受到显著抑制，MDA含量被诱导升高，此时斑马鱼受到了不可逆的氧化损伤。

暴露于链霉素废水中的斑马鱼肌肉SOD活性和MDA含量变化显著，表明该链霉素生产废水已对斑马鱼产生了氧化损伤。

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Effect of streptomycin wastewater on SOD activity and MDA content in muscles of zebra fish

SHEN Hongyan1,2, WANG Lixin1,2, YANG Jindi3, GAO Jixi4, JIAO Xiaohui1,2, LIU Junwei1,2

(1. School of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China；2. Hebei Province Key Laboratory of Medicinal Chemistry，Shijiazhuang Hebei 050018, China;3.Environmental Engineering Assessment Center in Hebei Province, Shijiazhuang Hebei 050051, China;4.Nanjing Institute of Environmental Sciences,China′s Ministry of Environmental Protection,Nanjing Jiangsu 210042, China)

An exposure experiment is carried out to study the effect of 0, 10%, 30%, 50% and 70% (V/V) streptomycin wastewater from a workshop on superoxide dismutase(SOD) activity and malondialdehyde(MDA) content in muscles of zebra fish for 15 days. The results show that SOD activity is significantly induced on the third day, and the highest expression of SOD reaches 30.56 U/mgprot in 50% group. SOD activity in 70% group is gradually reduced and in a dose-time manner. MDA activity of 30% and 50% group are significantly induced on the third day and drop dramatically on the sixth day, namely 43.04% and 47.50%, respectively, while MDA activity is higher than the control group on the twelfth day and fifteenth day. During the exposure, MDA activity of 10% and 70% group are higher than the control group. It is suggested that SOD activity and MDA content in the exposure process chang apparently, and the streptomycin wastewater causes oxidative damage on zebra fish.

streptomycin; wastewater; zebra fish; SOD; MDA

2014-01-09；

2014-03-17；责任编辑：王海云

国家环保部公益课题(201109004)；河北省自然科学基金(B201408068)；河北省教育厅重点课题(ZH2011119)；河北省环保厅公益课题；河北省重点学科建设基金；河北科技大学五大平台开放基金

沈洪艳(1971-),女，天津人，教授，博士，主要从事污染物环境行为及效应方面的研究。

高吉喜研究员。E-mail：gjx@nies.org

1008-1542(2014)03-0303-06

10.7535/hbkd.2014yx03016

X835

A

沈洪艳，王丽新，杨金迪，等.链霉素生产废水对斑马鱼肌肉组织SOD活性和MDA含量的影响[J].河北科技大学学报,2014,35(3):303-308. SHEN Hongyan, WANG Lixin, YANG Jindi,et al.Effect of streptomycin wastewater on SOD activity and MDA content in muscles of zebra fish[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2014,35(3):303-308.