8-羥基喹啉的環境風險：水生生物的急性毒性（LC50）與慢性影響

一、理化特性與應用背景

8-羥基喹啉（8-Hydroxyquinoline，簡稱 8-HQ）是一種含氮雜環有機化合物，常溫下為白色結晶粉末，微溶于水，易溶于有機溶劑。其廣泛應用于醫藥合成（如抗瘧疾藥物中間體）、金屬螯合劑、防腐劑及農業殺菌劑等領域。由于工業生產、農業使用或廢水排放，8-羥基喹啉可能進入水環境，對水生生態系統構成潛在威脅。

二、水生生物的急性毒性（LC50）：短期高濃度暴露的致死效應

急性毒性通常以半數致死濃度（LC50）衡量，即一定時間內導致 50% 受試生物死亡的物質濃度，常見測試對象包括魚類、甲殼類、藻類等。

魚類毒性：

研究表明，8-羥基喹啉對多種淡水魚具有急性毒性。例如，對斑馬魚（Danio rerio）的 96 小時 LC50 約為 0.5-2 mg/L，對虹鱒魚（Oncorhynchus mykiss）的 96 小時 LC50 約為 1-3 mg/L。毒性機制可能與8-羥基喹啉與魚類體內金屬離子（如鋅、銅）螯合，干擾酶活性或細胞膜功能有關。

海水魚類如鯔魚（Mugil cephalus）的 96 小時 LC50 約為 5-10 mg/L，略高于淡水魚，可能與海水鹽度影響8-羥基喹啉的溶解度及生物利用率有關。

甲殼類毒性：

對大型溞（Daphnia magna）的 48 小時 LC50 通常在 0.1-0.5 mg/L，顯示甲殼類對8-羥基喹啉更為敏感。這可能因其體表通透性高，且它易通過鰓部進入體內，干擾呼吸或內分泌系統。

藻類毒性：

對綠藻（如蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa）的 72 小時 EC50（半數效應濃度）約為 1-5 mg/L，表現為光合作用抑制、細胞分裂受阻，進而影響水體初級生產力。

三、慢性影響：長期低濃度暴露的生態級聯效應

慢性毒性指生物在低濃度污染物中長期暴露后出現的生長、繁殖、生理或行為異常，其影響可能通過食物鏈傳遞或累積。

生長與發育抑制：

魚類幼體長期暴露于 0.1 mg/L 以下的8-羥基喹啉時，可能出現體長增長緩慢、體重下降，甚至骨骼發育畸形（如脊柱彎曲），例如，斑馬魚幼魚在 0.05 mg/L 濃度下暴露 21 天，其體長較對照組減少 10%-15%。

甲殼類如大型溞在 0.01 mg/L 濃度下長期暴露，會導致繁殖周期延長、產卵量減少，甚至幼體存活率降低。

生理與代謝干擾

8-羥基喹啉可干擾水生生物的氧化應激系統，誘導體內活性氧（ROS）積累，導致脂質過氧化、DNA 損傷，例如，鯉魚暴露于 0.2 mg/L 的8-羥基喹啉中 14 天，肝臟中超氧化物歧化酶（SOD）活性顯著升高，提示機體處于氧化應激狀態。

對魚類鰓組織的病理觀察顯示，長期暴露可能導致鰓絲上皮細胞增生、黏液分泌異常，影響氣體交換和離子平衡。

行為與神經毒性

低濃度8-羥基喹啉（0.01-0.1 mg/L）可影響魚類的游泳行為和回避反應，例如，鯽魚在0.05mg/L濃度下暴露 7 天，其逃避捕食者的反應時間延長，覓食效率降低，可能增加被捕食風險。

機制上，8-羥基喹啉可能與神經系統中的乙酰膽堿酯酶（AChE）結合，抑制其活性，干擾神經遞質傳遞，類似有機磷農藥的神經毒性效應。

生態系統層面的潛在風險

若水體中8-羥基喹啉長期維持在 0.1 mg/L 以下，可能首先導致藻類和浮游動物數量減少，進而影響魚類等 higher trophic level 生物的食物來源，破壞食物鏈結構。此外，它在沉積物或生物體內的累積（如通過生物富集作用）可能對底棲生物或越冬水生生物造成持續壓力。

四、環境風險評估與管控建議

風險閾值參考：

根據歐盟水框架指令（WFD），結合 8-羥基喹啉對水生生物的 LC50 和慢性效應數據，建議地表水質量標準中的長期參考濃度控制在 0.01 mg/L 以下，以保護敏感物種（如甲殼類、藻類）。

管控措施：

工業生產中，對含8-羥基喹啉的廢水進行預處理（如化學氧化、活性炭吸附），降低排放濃度；

農業使用時，嚴格控制 8-HQ 類殺菌劑的施用量和時機，避免雨季隨徑流進入水體；

開展水環境中 8-HQ 的定期監測，重點關注化工園區、農業灌區周邊水體，結合生物監測（如魚類胚胎毒性測試）評估實際風險。

8-羥基喹啉對水生生物的急性毒性呈現 “濃度依賴” 特征，甲殼類和藻類對其敏感性高于魚類；而慢性影響則通過生長抑制、生理干擾和行為改變等多維度作用，可能逐級影響水生生態系統的結構與功能。鑒于其環境釋放的潛在風險，需從源頭控制、末端治理及生態監測層面綜合管控，以降低對水環境的危害。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.yuyejie.com/