Data CBR
CBR CAUC DAM
5.4 內部半致死與時變致死率
Lee 等(2002、2006)指出損害評估模式(DAM)為一結合毒理動力及動態之模 式，可用來評估時變之毒性效應，其真正決定毒性強度的除了生物體內汙染物的 濃度外，還包過生物體累積損害之程度。比較三種急性毒模式(CBR、CAUC 及 DAM)得知 DAM 模式無論毒理機制或擬合結果皆為描述淡水蜆暴露於砷之最佳 急性毒模式，其時變之外部與內部半致死濃度如圖5.4 A 及 B 所示。
因此本研究考慮以損害評估模式為基礎，採用三參數Hill模式(方程式[3.14]) 描述淡水蜆暴露於砷緊迫下之死亡率。將表5.3 不同時間下水體砷濃度對淡水蜆 死亡率資料，及表5.4 不同時間下外部半致死濃度(LC50(t = 12, 24, 48, 72 及 96 h)) 代入方程式[4.3]，經由最佳化擬合後可得不同時段之n值為 1.89–3.19，而 96 h 之n = 1.89 (r2 = 0.99, p < 0.05) (圖 5.5 A)。根據最佳化擬合得到之r2值為0.99 且Hill 係數皆大於1，此結果說明以DAM為基礎之Hill模式來描述半致死濃度與死亡率 關係具有相當高的擬合程度。
經由損害評估模式(方程式[3.13])得知時間無限長時的內部半致死濃度(CL50(∞)) 值為93.65 (95% CI 32.97–154.33) µg g-1 dry wt，將CL50(∞)值結合方程式[4.3]計 算出之n值代入以內部效應為基礎之劑量反應模式(方程式[4.4])，即可推求淡水蜆 體內砷濃度與致死率之間的關係(圖 5.5 B)。如圖 5.5 B所示，當淡水蜆體內之砷 濃度為200 µg g-1 dry wt時，所對應之死亡率為 80.75 (95% CI 62.01–96.79) %，
顯示淡水蜆體內砷濃度若高於200 µg g-1 dry wt時，將有八成以上蜆隻發生死亡 情形。由圖 5.5 B亦可得知當淡水蜆死亡率為 20 %時，所對應之體內砷濃度為 44.98 (95% CI 15.84–74.12) µg g-1 dry wt，表示如要將淡水蜆之死亡率控制在
0 50 100 150 200 250 300
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Median
0 50 100 150 200 250 300
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 95% CI
Time (d) Time (d) LC50 (mg L-1 ) CL50 (µg g-1 )
A
B
圖 5.4 以損害評估模式(DAM)最佳化擬合淡水蜆暴露於砷。(A)外部半致死濃度 及(B)內部半致死濃度。
圖5.5 淡水蜆暴露於砷之死亡率。(A)不同水體砷濃度之時變死亡率、(B)體內砷
Mortality (%)
Arsenic concentration in soft tissue (µg g-1 dry wt) A
Mortality (%)
Time (d) 50 mg L-1 100 mg L-1 200 mg L-1 500 mg L-1
Data Model
0 1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5 6 7
C
Time (d)
Mortality (%)
1 mg L-1 2 mg L-1 4 mg L-1 5 mg L-1
圖5.5 續。
20 %以內，其體內砷濃度將不得超過 44.98 µg g-1 dry wt。將時變內部半致死濃度
(CL50(t))及時變體內砷濃度(Cf(t))代入方程式[4.5]則可進一步評估出以內部效應 濃度為基礎之時變致死率(IEC-based time-mortality) (圖 5.5 C)。如圖 5.5 C所示，
當淡水蜆暴露於砷濃度1-5 mg L-1時，隨著時間的改變會有不同的砷累積情形與 外部半致死濃度，造成不同的淡水蜆死亡率，同時因淡水蜆暴露於砷受到收緊迫 下自發性閉殼反應將導致減少與水體砷接觸，因此約暴露三日後淡水蜆體內累積 的砷含量與死亡率逐漸下降。
本論文中以內部效應濃度為基礎之時變致死率模式(方程式[4.5])成功應用於 淡水蜆暴露於砷之急性毒模擬，可將砷暴露時間(t)、死亡率(M)、水體砷濃度(Cw) 及蜆隻體內砷濃度(Cf)之間互相轉換並套用至養殖管理上，藉由養殖池內淡水蜆 死亡情形判斷水體砷汙染程度及淡水蜆體內砷含量，進而評估攝食這些蜆隻是否 造成風險與危害，也可使養殖業者估算欲控制之淡水蜆死亡率或產量所對應的水 質條件，並提供更多環境品質標準與管理政策上的發展機會。