多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一大类阻燃物质,已经被越来越广泛地应用于各种消费产品中,尤其是电子产品,如各种线路板,各种电缆,以及各种纺织品、塑料和家具产品中。由于PBDEs具有难降解性、环境稳定性、高脂溶性和生物放大作用,能够通过食物链的转移,使处于高位营养级的生物受到毒害,最终导致对人体健康的危害。随着PBDEs的大量使用,人们在许多环境介质和生物体内发现了PBDEs的存在,如鱼类、无脊椎动物、鸟类、沉积物或污泥、人体血液、脂肪组织、母乳等。而在环境中,五溴联苯醚(Penta-BDE)是目前人体中和动物体内含量最高的多溴联苯醚的同系物之一。　　 重金属广泛分布于水环境中并且对水生生物具有致毒效应,例如重金属镉(Cd)、铜(Cu)和锌(Zn)。在同一水环境中重金属与有机物有可能产生相互作用并且导致复杂的毒性效应。由于在工农业生产中的广泛应用,环境中已经发现高水平的重金属Cd、Cu和Zn。基于上述认识,为评价五溴联苯醚进入水环境后与水环境中的重金属联合对水生生物可能造成的影响及其影响机制,确定其潜在的生态风险,以便能及早采取相应的风险管理措施,本文以生态毒理学理论为基础,从以下几个方面进行了前瞻性的探索:　　 1.以水生生态系统中重要的初级生产者大型溞(Daphnia magna)为实验生物,主要研究了五溴联苯醚(Penta-BDE)与重金属镉(Cd)、铜(Cu)对水生甲壳类动物大型溞(D.magna)的48h存活、繁殖能力、抗氧化酶活性以及脂质过氧化的影响。通过研究发现:　　 (1)在15个混合处理组中,将三种化合物分别根据其半数抑制浓度(将半数抑制浓度看作一个毒性单位,Toxic Unit)的0,25,50,75％加以混合。与一个毒性单位的结果相比较,将联合毒性的实验结果分别分为相加作用,大于相加作用和小于相加作用。　　 (2)基于大型溞的存活率,相加作用效应主要发生在75％Cd+25％Penta-BDE,50％Cu+50％Penta-BDE以及75％Cu+25％Penta-BDE处理组中。大于相加作用效应仅仅在25％Cd+75％Cu处理组中,而剩下的处理组均为小于相加作用。出现该结果,也许是由五溴联苯醚与重金属的不同毒性机制造成。　　 (3)根据大型溞繁殖能力,浓度相加作用主要发生在75％Cd+25％Penta-BDE,以及75％Cu+25％Pe-BDE处理组中。剩下的处理组均为小于浓度相加作用。同时,实验结果也表明在联合毒性中,Cu和Cd的毒性作用大于Pe-BDE。　　 (4)抗氧化酶活性实验和脂质过氧化反应也许有助于解释同一种化合物在各个处理组中的不同比例所引起的毒性效应。对于SOD酶的活性,大部分的联合毒性效应表现为小于相加作用。而对于CAT酶活性,相加作用主要发生在Cu+Penta-BDE的处理组中,小于相加作用则发生在余下的处理组中。对于GST酶活性,大于相加作用主要发生在Cu+Penta-BDE的处理组中,相加作用则发生在Cd+Pe-BDE的处理组以及二元重金属处理组中。根据大型溞体内MDA水平,脂质过氧化反应的小于相加作用主要发生在50％Cd+50％Cu以及三元混合物处理组中。实验结果表明五溴联苯醚(Pe-BDE),重金属Cd与Cu能够诱导出抗氧化酶活性的的不同效应,例如抗氧化/促氧化效应取决于这些化合物产生活性氧(ROS)的能力以及抗氧化酶的解毒作用。　　 2.在上述研究基础上,采用生命早期发育阶段技术,进一步研究了代表性重金属污染物镉(Cd)、铜(Cu)和锌(Zn)与五溴联苯醚(Penta-BDE)进入水体后对大型溞(Daphnia magna)胚胎的发育毒性及其相关作用模式,结果发现:　　 (1)通过初步研究表明甲壳动物大型溞胚胎对这些重金属较为敏感。　　 (2)基于组织分化的不同程度,大型溞的大型溞的胚胎发育分为六个可以明显的阶段。根据四种类型的胚胎畸形特征,随着浓度的升高,三种重金属对大型溞胚胎的毒性增大,均表现出一定的剂量-效应关系,且浓度-效应曲线较为明显。与对照相比,浓度为2.00,4.00mg/l的Cd、Cu对大型溞的壳刺、第二触角、腹肢和甲壳均产生显著性的影响。　　 (3)这些试验结果表明重金属能够干扰大型溞胚胎发育的后期阶段,并且随着重金属浓度的升高,胚胎毒性呈现出放大趋势。　　 (4)在Cd、Cu和Zn的混合处理组中,拮抗效应是三种重金属之间相互作用的主要效应,特别是在Cd与Cu,以及Cd与Zn之间。这些从早期发育观察到的联合毒性效应也许与这些金属不同的作用效应有关。　　 (5)本研究应用精确的模型GLM分析了这三种重金属的联合毒性,这有助于研究重金属联合污染对水生态系统的影响。　　 3.鱼类是水生生态系统中的关键环节,它既是捕食者又是生产者。通过在21天的试验周期内,研究五溴联苯醚(Penta-BDE)与重金属铜(Cu)对鲫鱼(Carassiusauratus)抗氧化酶体系及其脂质过氧化作用的联合毒性影响。经过研究发现:　　 (1)抗氧化酶体系中的SOD和LPO水平对于两种污染物的联合毒性作用较为敏感。在试验的第21天,Cu与Penta-BDE对SOD酶活性产生了显著性(p<0.05)的协同作用,并且抑制了SOD的酶活性。　　 (2)随着试验时间的增加,鲫鱼肝脏中MDA的水平呈现逐渐增加的趋势,在试验的第7天和21天Cu,与Penta-BDE对于脂质过氧化水平产生了显著性的协同作用。　　 (3)通过研究这两种污染对鲫鱼抗氧化酶体系及其脂质过氧化作用的联合毒性影响可以为水环境的污染风险评价提供一定的依据。　　 4.通过在14天的试验周期内,研究五溴联苯醚(Penta-BDE)与重金属铜(Cd)对鲫鱼(Carassius auratus)抗氧化酶体系及其脂质过氧化作用的联合毒性影响。经过研究发现:　　 (1)在混合处理组中Penta-BDE促进了CAT的活性的升高,并且与Cd一道对其产生了显著性的协同作用。　　 (2)尽管两种污染物的联合暴露并没有对SOD酶活性产生拮抗或者协同作用,但是根据单因素方差分析(ANOVA)的结果表明,Penta-BDE在混合处理组中产生了主要的诱导效应,即在相同时间内,随着Penta-BDE的浓度的升高,SOD酶活性出现先升后降的趋势。　　 (3)在试验的第7天,重金属Cd与Penta-BDE对于GST活性产生了显著性的拮抗作用,也许是由于这两种污染物的拮抗作用,使得原本应该受到抑制的GST酶活性反而升高。　　 (4)在试验的第2天,由于重金属Cd与Penta-BDE产生相互拮抗效应,因而促使鲫鱼肝脏中LPO水平升高；在试验的第7天,由于重金属Cd与Penta-BDE产生协同效应,鲫鱼肝脏中LPO水平降低。这也许能够解释随着暴露时间的推移,整个联合处理组中,LPO水平出现先升后降的趋势。　　 (5)通过研究这两种污染对鲫鱼抗氧化酶体系及其脂质过氧化作用的联合毒性影响可以为水环境的污染风险评价提供一定的依据。