第五章 結果與討論
5.3 化學分析
在混合毒性的基本理論,其幾本假設為兩毒性化學物質間無交互作用,
主要考量在於,當兩毒性化學物質有交互作用時,代表著有化學反應的產 生,此時情況會更為複雜,以單純的相關係數與相似係數來描述混合毒性 效應來說是不足的。而在 1980 年,Shinkai et al.發現,長鏈的醛類與 Cyanide ion 會發生化學反應產生一中間物 Carboxylic acids,因而降低混合毒性效 應;另外,2006 年Haaksman et al.發現含有醛基的澱粉類會受到鹵素離子 的氧化而產生Carboxylic acids;因此,本研究特別針對不符合的部分進行 化學分析來加以探討。
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
Growth Rate
NA
RM NA RA
2-Chlorophenol(TU)
Propionaldehyde(TU)
ρ=1 λ=0.1
在分析部分,本研究選用 HPLC 來進行,在同樣的設定條件下,同一 化學物質出現波峰的時間應為一致。因此在實驗方法上,會基於各種情況 下來加以測詴,sample 的部分分別針對單一及混合毒物及毒物是否有含營 養基質來加以分析探討,並比較是否有新 peak 產生。在此本研究所選用的 偵測器為 UV detector,移動相選用經過測詴之後採用甲醇:水(75%:25%) 的比例來進行分析,流速設定為 1ml/min,注射量為 20µL,由於偵測極限 的因素,本研究採用 2 個毒性單位的濃度去進行分析。
圖 5.3.1 至圖 5.3.8 為 HPLC 之分析圖(括號部分為吸光值),由一開始 的定性作業可以看到在 HPLC 的分析圖上,在 2.1 秒左右為 3-Hydroxybenza -ldehyde,4.1 秒為 2,3-Dichlorophenol,4.6 秒為 2,4-Dichlorophenol,由圖 5.3.1 及 5.3.3 分析圖上可以明顯看到,當兩毒性物質混合沒有 medium 時,
並沒有新的 peak 產生,也就是說兩毒物間並沒有交互作用;但當含有 medium 時,由圖 5.3.2 及 5.2.4 可看到在 1.3 秒及 1.8 秒時卻有新 peak 的出 現,因此本研究在對單一且含有 medium 的情況去進行 HPLC 的分析並探 討 medium 本身是否會造成分析的影響,可發現到除了 2,3-DP 外,
3-Hydroxybenzaldehyde 在 1.3 秒及 1.8 秒有大量新的物質產生,但單單只 有 medium 在 HPLC 的分析下卻無新物質產生,因此本研究推估藻類毒性 詴驗所使用的 medium 與 3-Hydroxybenzaldehyde 存在著化學反應,並生成 一新的物質。
而在濃度部分,表 5.3.1 為毒性化學物質混合時,有無 medium 的面積 減少百分比,可發現此兩組混合詴驗與預測模式不符合的詴驗組別,其 3-Hydrxybenzaldehyde 面積減少相當多,分別為 57.71%及 43.10%,而在 2,3-DP 及 2,4-DP 的部分亦有減少的情況,分別為 12.35%及 14.92%;另外 在個別毒物的部分,亦可發現 3-Hydroxybenzaldehyde 有大量的濃度損失,
並有新的 peak 出現,在 2,4-DP 的部分亦有少量的濃度損失且亦有新的 peak
由於 HPLC 的定性為相同物質其 peak 出現的時間一致,再觀察兩毒性化學 物質的共通性,因此可以初步推估此化學物質可能接有苯環並更加確定本 研究之混合毒性詴驗當中存在著化學反應。
圖 5.3.1 2,3-DP+3-Hydroxybenzaldehyde (no medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.2 2,3-DP+3-Hydroxybenzaldehyde (medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.3 2,4-DP+3-Hydroxybenzaldehyde (no medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.4 2,4-DP+3-Hydroxybenzaldehyde (medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.5 2,3-Dichlorophenol (medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.6 2,3-Dichlorophenol (no medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.7 2,4-Dichlorophenol (medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.8 2,4-Dichlorophenol (no medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.9 3-Hydroxybenzaldehyde (medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.10 3-Hydroxybenzaldehyde (no medium)之 HPLC 圖
圖 5.3.11 Medium 之 HPLC 圖
表 5.3.1 HPLC 分析結果整理
Toxicants No medium(mg/L) Medium(mg/L) 減少百分比(%)
3-Hydroxybenzaldehyde2,3-Dichlorophenol
80.80 11.09
34.17 9.72
57.71 12.35 3-Hydroxybenzaldehyde
2,4-Dichlorophenol
73.76 31.44
41.97 26.75
43.10 14.92
此外,為了能夠更加確定此化學反應所具有的特性,本研究根據實驗 中所出現的異常現象,即在觀察ΔDO 此反應終點時會出現負值的情況,
因此本研究進行不加藻液只加毒性化學物質及詴驗基質的詴驗,以利觀察 其特性。由表 5.3.2 可發現其 ΔDO 皆為負值,而在上述討論中有提到主要 產生反應的為 3-Hydroxybenzaldehyde,在查看單一毒性詴驗的結果,可觀
察到ΔDO 此反應終點的敏感度較 Final yield 敏感,因此推估其為一耗氧反