第五章 結果與討論
5.4 試驗物種數據收集與比較
由於可進行毒性試驗物種包羅萬象，物種間生理結構及體內生化反 應機制並不一樣，因此對毒性的容忍度也有所差異，即使是相同的試驗 物種，也會因為實驗條件和設計的不同而得到不一樣的試驗結果。雖然 無法在這麼多的生物中判定其中哪個為最為敏感的物種，但是毒性數據 與其他物種研究結果之間的比較仍略顯得必要；這樣的比較可以提供出 較為明確且完整評估毒性物質的方法。
本研究將收集以往文獻裡利用不同物種所做的毒性試驗結果，表 5.4.1 為以密閉式藻類毒性試驗（△DO、Final yield 及 Growth rate）與纖 毛蟲（Tetrahymena pyriformis）及鰷魚（Fathead minnow）所得之實驗結 果。在水體生物中，和本研究物質有關毒性試驗數據並不多，其中魚毒 資料庫Fathead minnow 毒性數據只有七組。比較這七組數據可發現，炔 丙基醇以藻類的數據較為敏感。另一方面比較原生動物 Tetrahymena Pyriformis 的數據，也可發現大致上也是以藻類的數據較為敏感。在表 5.4.1 每一筆數據後面會以中括弧表示其敏感度的排名，敏感度越高數字 越低，之後可利用排名的平均值比較出敏感度高低，由表5.4.1 的結果可 發現BOD-FY > BOD-DO > Fathead minnow > BOD-GR > Tetrahymena pyriformis。
圖5.4.1 以及圖 5.4.2 是分別將以 Tetrahymena Pyriformis 以及 Fathead minnow 當作測試物種的毒性數據與本研究所利用三種不同反應參數所 描繪出的敏感度比較圖（EC50值倒數後取log 作圖，因此值越大代表越敏 感），經由畫出 45 度的對角線來判別物種敏感度的差別。X 軸為本實驗 室之實驗結果，Y 軸為其他物種之實驗結果，若點是分佈於對角線之上 半部，代表其他物種較敏感，反之則為本實驗室之敏感度較高。由圖中 可明顯發現，不管是Tetrahymena Pyriformis 或是 Fathead minnow 其敏感
度都是較藻類還要低的。
Table. 5.4.1 Comparison of algal toxicity test results with other species
Algae (BOD bottle)(48hr) *T.pyriformis F.minnow
△DO F.yield G.R 40hr 96hr
Toxicants
Log(1/EC
50) Log(1/EC
50) Log(1/EC
50) Log(1/EC
50) Log(1/LC
50) Secondary propargylic alcohols
1-hexyn-3-ol 1.559 [2] 1.759 [1] 1.223[3] 0.66[4]
1-pentyn-3-ol 2.054 [2] 2.213[1] 1.945[3] -1.18[4]
3-butyn-2-ol 0.928[2] 1.290[1] 0.239[4] -0.4[5]
&0.78[3]
3-hexyne-2,5-diol 1.273 [2] 1.915[1] 1.081[3] -0.46[4]
4-heptyn-2-ol 0.078 [2] 0.243[1] -0.290[3] -0.62[4]
4-heptyn-3-ol 0.117[2] 0.438[1] 0.068[3] -0.03[4]
4-hexyn-3-ol 0.707[2] 1.087[1] 0.625[3] -0.19[4]
3-hexyn-2-ol 0.781[2] 1.231[1] 0.652[3] 0.51[4]
2-methyl-5-octyn-4-ol 0.568[2] 0.900[1] 0.545[3] 0.4[4]
5-methyl-1-hexyn-3-ol 1.303[2] 1.544[1] 0.904[3] 0.62[4]
Tertiary propargylic alcohols
2-methyl-3-butyn-2-ol -1.563[3] -1.241[1] -1.735[5] -1.31[2]
#-1.592[4]
3-methyl-1-pentyn-3-ol -0.920[2] -0.559[1] -0.984[3] -1.32[5]
#-1.094[4]
1-ethynyl-1-cyclohexanol -0.008[2] 0.233[1] -0.391[4]
#-0.314[3]
2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol -0.856[2] -0.571[1] -1.169[3] -1.58[4]
3,5-dimethyl-1-hexyne-3-ol -0.035[2] 0.396[1] -0.197[3] -0.55[4]
2-phenyl-3-butyn-2-ol 0.027[3] 0.117[1] -0.202[4] -0.18[5]
#0.112[2]
1,1-diphenyl-2-propyn-1-ol 1.315[2] 1.460[1] 0.883[4]
#1.273[3]
3,4-dimethyl-1-pentyn-3-ol -0.072[2] 0.122[1] -0.497[4]
#-0.262[3]
Ave.Ranking 2.444[2] 1[1] 3.389 [4] 4.067[5] 3.143[3]
*：data from Schultz et al.,2004 &：data from Mekenyan et al., 1993
#：data from Veith et al., 1989 EC50、LC50 unit：mmole/L
Algal closed system test log(1/EC50) based on DO
-2 -1 0 1 2 3
Ciliate log(1/EC50)
-2 -1 0 1 2 3
secondary propargylic alcohol tertiary propargylic alcohol
Algal closed system test log(1/EC50) based on Final yield
-3 -2 -1 0 1 2 3
Ciliate log(1/EC50)
-3 -2 -1 0 1 2 3
secondary propargylic alcohol tertiary propargylic alcohol
Fig. 5.4.1 Comparison of relative sensitivity of P, subcapitata and Ciliate
Algal closed system test log(1/EC50) based on DO
-2 -1 0 1 2
Fathead minnow log(1/LC50)
-2 -1 0 1 2
secondary propargylic alcohol tertiary propargylic alcohol
Algal closed system test log(1/EC50) based on Final yield
-2 -1 0 1 2
Fathead minnow log(1/LC50)
-2 -1 0 1 2
secondary propargylic alcohol tertiary propargylic alcohol
Fig. 5.4.2 Comparison of relative sensitivity of P, subcapitata and Fathead minnow
由於成本與時間的考量，為了能夠迅速預估毒性物質對生物造成的 毒性，透過物種之間對於毒物的敏感度之相關性的分析能簡單的預測出 毒物對生物所造成的影響而不需透過實驗。本研究將針對溶氧、生物質 量以及生長率此三種參數對
Ciliate
以及Fathead minnow 試驗進行相關性分 析。圖5.4.3 為以 Fathead minnow 與本試驗的 BOD 瓶藻類毒性試驗系統之 三種反應終點的相關性分析，包括一個二級炔丙基醇以及六個三級炔丙基 醇。由圖中可發現三個終點的回歸R2值為 0.960~0.983 之間，顯示在這兩 種物種間有高度相關性，這也證明了使用密閉式藻類毒性試驗的方法來評 估化合物之毒性是很適當的，且我們可以成功的利用月芽藻來預估較高營 養階層的魚類之急毒性，但由於毒性數據的組數並不多，故更進一步的研 究是需要的。
而在與纖毛蟲比較的部分，由於文獻上所得的數據較多，故在這裡會 對其討論的較為深入。首先對於在文獻上所能收集到和本實驗相同的化合 物的毒性數據，共有15 組，其中包括 10 組二級炔丙基醇類以及 5 組三級 炔丙基醇類，對其做相關性之分析，發現三種終點之 R2值為 0.313~0.314 之間，由於發現其迴歸效果是不好的，試著刪除1-pentyn-3-ol 此一藻類和 纖毛蟲之毒性相差許多之化合物，所得到之R2值為 0.621~0.739 之間，圖 5.4.4 為迴歸出來所得到之線性關係，可發現迴歸效果是大大的提升了許 多。然而再進一步的將二級以及三級做一區分，對於 10 組二級炔丙基醇 類藻類和纖毛蟲的相關性而言，三種終點之 R2值為 0.014~0.018，而 5 組 三級炔丙基醇類藻類和纖毛蟲之相關性，在三種終點之下之 R2 值為 0.608~0.715 之間，此結果可以說明了在藻類和纖毛蟲之間，三級炔丙基醇 類之作用機制是較為相近的，而二級炔丙基醇類在兩者之間之作用機制或
Log(1/EC50) for P.subcapitata(DO)
Fig. 5.4.3 Relationship between BOD-test and Fathead minnow data
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Algal closed system test log(1/EC50) based on Final yield
log(1/EC50) for C iliate