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1.1 研究緣起

由於工商業的發達,使得人們滿足了物質的享受,但每年大量的使用 化學物質及新化合物的合成製造,迫使我們急需要了解化學物質對於排放 水體的危害,是否會造成水體生物的威脅。然而傳統的水質標準像是生物 需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)等等,不見得能夠達到保護水體生 物的要求,所以許多先進的國家除了訂定傳統水質標準外,同時對放流水 毒性訂定放流水生物毒性規範,來彌補傳統水質參數不足。

藻類位於食物鏈的最底層,是重要的生產者,若是藻類受到影響则會 導致其他的生物產生一些生理變化,且藻類的毒性試驗具備了簡單、敏感 性高、再現性高等等的優點,故基於上述的理由,本實驗使用浮游植物—

月芽藻(Pseudokirchneriella subcapitata)為試驗物種,研究其對於毒性物 質之涵容能力。

傳統上藻類毒性試驗的標準方法中,大多是批次式開放培養的系統 作為實驗方法,在此方法中由於為開放式,若測試物質為具揮發性的,

則會因為揮發性的影響而導致低估其毒性的結果。基於上述的缺點,本研 究使用 BOD 瓶來造成一完整的密閉環境系統,評估具有揮發性的物質並 以藻類溶氧變化量(△DO)、細胞密度做為試驗終點,了解其毒性物質對 於藻類的影響。

由於化學物質不斷的推陳出新,我們不可能一一的研究各種化學物 質,故QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship)則為毒物學家 常常使用的一個很好的模式。QSAR 為化學物質的物化特性或分子結構的 參數和化學物質的生物毒性進行統計迴歸分析。藉由QSAR 我們可以預測 其它未做測試之化學物質之毒性。

醫藥中,目前在許多國家中已經把此類的物質歸類為列管物質,但目前對 於這一類的物質來說,水體生物之毒性數據是相當缺乏的,以及其對於 QSAR 的研究也是相當稀少的,因此有更進一步對於此類化學物質做探討 的必要,更突顯了本研究之重要性。

1.2 研究目的

一、利用連續式培養技術,配合 BOD 瓶進行密閉式藻類毒性試驗,並以 溶氧以及細胞密度為試驗終點,探討一系列的二級以及三級炔丙基醇 類之毒性,並以Probit 模式計算出 EC50值。

二、討論此次研究中試驗結果所得到的NOEC 以及 EC10,分析何者能對環 境生物提供較好的保護。

三、將本篇藻類的數據,和其它學者使用不同方法、不同物種所做出來的 數據做比較,並討論其敏感性及替代物種之研究。

四、利用化合物之LogP 以及 Elumo值,對化合物進行QSAR 之分析,並討 論其在QSAR 上之分類。

1.3 研究方法與架構

實驗首先是由參考文獻中收集相關資料及數據,經確定實驗毒物之 後,將所選定之毒性物質之物化資料及研究文獻進行更進一步之整理,

再建構實驗目的、實驗方法及實驗結果分析以完成毒性實驗。

本研究是以密閉式藻類毒性實驗,採連續培養、批次實驗之方式進 行,再將實驗結果之數據以 Probit 模式分析求得 EC50值及劑量反應曲線

(dose-response curve)。最終再將實驗所得之結果進行更進一步之討論並 提出本研究之結論。

整體實驗過程之架構如圖1.3.1 所示:

Fig. 1.3.1 研究架構流程圖

參考資料與文獻收集

毒性物質資料的彙整

建立方法及分析方式

實驗數據整理與分析

實驗的結果與討論

物化資料之整理

研究文獻之收集 藻類毒性試驗

TOC 的定量

進行密閉式毒性試驗

利用 Probit 模式計算出 EC

50

決定毒性試驗的物質