與其他詴驗物種之比較

以藻類毒性詴驗各反應終點與不同詴驗物種，比較不同物種對丙烯酸酯之毒 性，如 Table 5.1.5〆包含鰷魚（Fathead minnow, Pimephales promelas）96 h 之 LC₅₀

（50% Lethal Concentration）[4,24]、纖毛蟲（Tetrahymena pyriformis）40 h 之 EC₅₀

（50% Effective Concentration）[3,25,26]、老鼠肝細胞（Rat hepatocyte）之 LC₅₀[19]

及水蚤（Daphnia magna）48 h 之 EC₅₀[10]，毒性數值之單位為 mM，並將此值之 倒數取對數（-log (毒性值)），比較物種間敏感度及相關性（替代物種）。

46

(1) 敏感度比較

Table 5.1.5 中，根據藻類及各物種之毒性（表中呈現之值越大毒性越強）進 行敏感度排序，利用 Excel 以各化合物對不同物種之毒性排序取帄均值，將此帄 均值排序而得到物種敏感度排序。根據敏感度排序（高至低）〆藻類 FY > 水蚤 >

鰷魚 > 藻類 DO > 藻類 GR > 纖毛蟲 > 肝細胞，水蚤之敏感度雖居第二，但其 資料數目未超過半數（僅六筆），故較不具代表性。

若以資料較齊全之物種比較，藻類之反應終點 FY 敏感度為最高、反應終點 DO、GR 則僅次於鰷魚，故以敏感度最佳之反應終點與其他詴驗物種之毒性，繪 製物種對此類化合物敏感度之比較圖，如 Figure 5.1.1 所示〆橫、縱軸分為月芽藻 與其他物種之毒性詴驗結果，EC₅₀或 LC₅₀之單位為 mM，將此值之倒數取對數值 作圖（此對數值越大表示毒性越高），並另作 45˚之對角線以方便判斷化合物對何 物種較敏感，若毒性點位於對角線之上，則代表其他詴驗物種對丙烯酸酯較為敏 感，反之則表示月芽藻較為敏感。

Figure 5.1.1 中纖毛蟲與老鼠肝細胞之毒性皆分佈於對角線之下，表示此其敏 感度皆較月芽藻差々鰷魚及水蚤之毒性則分布於對角線附近〆反應終點 DO 中，

水蚤毒性於線之上分布比較多，鰷魚毒性則分布較為帄均々而對 FY，鰷魚及水 蚤之毒性於線之下分布較多－由此可知，大體上鰷魚及水蚤與月芽藻（DO 及 FY）

之敏感度相當，但仍可分出敏感度高下，與敏感度排序之結果相同。空心正方形 及三角形分別為 Allyl methacrylate 對魚及肝細胞之毒性，此毒性為化合物之水解 產物丙烯醇（Allyl alcohol）於生物體轉換成毒性、親電性更強之丙烯醛（Acrolein）

之貢獻[19,57]，故落於對角線之上或線附近。

47

Table 5.1.5 Comparisons of algal toxicity test results with other species 化合物

藻類 BOD-test 其他物種

DO FY GR 鰷魚 纖毛蟲 肝細胞 水蚤

-log EC50 -log LC50b

-log EC50d

-log LC50 -log EC50

Acrylate

Methyl- 1.19 [3] ^a 1.33 [2] 1.12 [4] - 0.547 [5] -0.450 [6] 1.59 [1]

Ethyl- 1.15 [5] 1.74 [1] 1.22 [4] 1.60 [2] 0.509^e [6] -0.200 [7] 1.36 [3]

Propargyl- 2.05 [3] 2.23 [1] 2.08 [2] - 1.06^e [4] - -

Isobutyl- 1.71 [3] 2.23 [1] 1.71 [3] 1.79 [2] 0.291 [5] -1.04 [6] -

Hexyl- 2.93 [2] 3.22 [1] 2.43 [3] 2.15 [4] 0.741 [5] -0.930 [6] -

2-Hydroxy ethyl- 1.68 [3] 2.12 [2] 1.62 [4] 1.38 [5] 0.69^f [7] 1.00 [6] 2.17 [1]

Methacrylate

Methyl- -0.686 [4] -0.407 [2] -0.717 [5] -0.413 [3] -1.34^e [6] -1.70 [7] 0.16 [1]

Ethyl- -0.143 [2] 0.0551 [1] -0.181 [3] - -0.935 [4] -1.49 [5] -

Vinyl- 1.36 [2] 1.54 [1] 1.16 [3] - -0.619 [4] - -

Allyl- 0.306 [5] 0.98 [2] 0.581 [4] 2.11 [1] -0.677 [6] 0.950 [3] -

Butyl- 1.11 [1] 1.09 [2] 0.948 [3] - -0.269 [5] - 0.65 [4]

Isobutyl- 0.787 [1] 0.782 [2] 0.663 [3] 0.64^c [5] -0.279 [6] -1.45 [7] 0.65 [4]

2-Ethoxy ethyl- -0.181 [3] -0.108 [2] -0.373 [4] 0.757 [1] -0.779 [5] - - Tetrahydrofurfuryl- -0.131 [3] 0.00676 [2] -0.269 [4] 0.691 [1] - - -

Benzyl- 1.72 [1] 1.69 [2] 1.53 [4] 1.58 [3] 0.650 [5] - -

敏感度帄均 2.73 1.60 3.53 2.70 5.21 5.89 2.33

敏感度排序 4 1 5 3 6 7 2

單位〆mM々^a敏感度排序々^b文獻[4]々^c文獻[24]々^d文獻[3]々^e文獻[25] ^f文獻[26]

48

Figure 5.1.1 Comparisons of relative sensitivity between algae and other species

Allyl

49

(2) 與其他詴驗物種之相關性（替代物種）〆

以月芽藻之毒性結果與其他物種之毒性進行相關性分析，所得之確定係數 r² 如 Table 5.1.6 所示，並對不同物種之相關性分別探討如下〆

(a) 月芽藻與鰷魚毒性之 R²為最高，其迴歸圖見 Figure 5.1.2，Outlier（離群 值）Allyl methacrylate 標示為空心菱形。

(b) 其次為纖毛蟲，當中以 Vinyl methacrylate 與迴歸線之距離最遠（Figure 5.1.3 之空心菱形），此化合物碳鍊中含有不飽和鍵（C＝C），毒性較僅含 飽和鍵（C－C）且結構類似物強，此現象於纖毛蟲毒性亦觀察出，唯此 結構對各生物毒性之影響程度不同，對月芽藻之影響甚劇。

(c) 與水蚤毒性（Figure 5.1.4）之 R²為 0.680～0.809，雖具有相關性，但因 其樣本數少，較不具代表性，需要更多資料才能更真確地分析。

(d) 與老鼠肝細胞毒性之 R²僅 0.236～0.302（Outlier 為 Allyl methacrylate），

推測低相關性之可能原因〆丙烯酸酯對藻類與肝細胞之主要毒性作用機 制不同々或是樣本數目少，部分特例（離群值）影響分析結果。

Table 5.1.6 Coefficients of determination (r²) for toxicity of algae and other species 其他物種(n)^a

月芽藻 -log EC50b

鰷魚

-log LC50 (9)^c

纖毛蟲 -log EC50 (14)

水蚤

-log EC50 (6)

肝細胞 -log LC50 (8)^c

DO 0.832 0.758 0.680 0.236

FY 0.838 0.735 0.809 0.288

GR 0.838 0.804 0.729 0.302

a〆樣本數目々^bEC50或 LC₅₀單位〆mM々^c〆Allyl methacrylate 不納入分析

50

Figure 5.1.2 Relationship between BOD-test and Fathead minnow data Toxicity unit: mM, outlier: allyl methacrylate (empty diamond)

-log LC50 (Fathead minnow)

-log EC₅₀ (DO)

-log LC50 (Fathead minnow)

-log EC₅₀ (FY)

-log LC50 (Fathead minnow)

-log EC₅₀ (GR)

51

Figure 5.1.3 Relationship between BOD-test and Ciliate data Toxicity unit: mM, empty diamond: vinyl methacrylate

Vinyl

52

Figure 5.1.4 Relationship between BOD-test and Daphnia data (unit: mM)

y = 0.7486x + 0.4443

53

Table 5.1.7 為鰷魚及纖毛蟲毒性（相關性較高、且樣本數目較多），與月芽藻 各反應終點毒性迴歸之詳細結果〆n 為回歸式之樣本數（Allyl methacrylate 為鰷 魚之 Outlier）、s 為均方誤差、F（Fisher’s criterion）用以比較模式之間統計上的 顯著性、r²為確定係數用來評判參數與毒性之間的相關性，r²(adj)為以自由度調整 後之確定係數、Q 則為自變數 X 預測應變數 Y 之能力（Y = 截距+ 斜率

∙

由表可觀察出月芽藻之反應終點 GR 與二物種之相關性及預測能力最佳，其 中 GR 預測纖毛蟲毒性之能力最高（Q² = 0.752），其他反應終點對此二物種之預 測能力 Q²則為 0.645～0.690，亦具有預測之效力，表示月芽藻為鰷魚及纖毛蟲之 適當替代物種（Surrogate）。

Table 5.1.7 Regression models for Fathead minnow and Ciliate (with BOD-test)

Equation s F r² r²(adj) Q²

鰷魚（n = 9）

-log LC₅₀ = 0.516 + 0.616 -log EC_50(DO) 0.343 34.7 0.832 0.808 0.688 -log LC50 = 0.408 + 0.576 -log EC50(FY) 0.338 36.9 0.838 0.814 0.690 -log LC50 = 0.564 + 0.653 -log EC50(GR) 0.337 36.2 0.838 0.815 0.692 纖毛蟲（n = 14）

-log EC₅₀ = - 0.749 + 0.673 -log EC_50(DO) 0.388 37.7 0.758 0.738 0.671 -log EC₅₀ = - 0.877 + 0.642 -log EC_50(FY) 0.406 33.4 0.736 0.714 0.645 -log EC50 = - 0.758 + 0.739 -log EC50(GR) 0.349 49.2 0.804 0.787 0.752