溶解有機磷

溶解有機磷（DOP），是溶解于海水中磷的有機化合物的總和。磷是海洋環境中重要的生源要素，不同形態磷的化學行為和生物效應不同，DOP在海洋環境中的生態效應不容忽視。科學家們發現，浮游植物能有效利用可被酶水解的DOP 來促進自身生長，DOP 對海洋浮游植物具有生物可利用性。

基本介紹

• 中文名：溶解有機磷
• 外文名：dissolved organic phosphorus
• 英文簡稱：DOP
• 學科：海洋學

概述

磷是海洋環境中重要的生源要素，不同形態磷的化學行為和生物效應不同，溶解態有機磷（DOP）在海洋環境中的生態效應不容忽視。科學家們發現，浮游植物能有效利用可被酶水解的DOP來促進自身生長，DOP對海洋浮游植物具有生物可利用性。另一方面，有機磷農藥在農業中大量使用，施於農田的有機磷農藥被雨水沖刷入海，以及沿海一些農藥廠的排污，已對某些近海水域構成嚴重污染，其致毒機理為抑制動物體內乙醯膽鹼脂的活性和浮游植物體內過氧化物酶的活性，對海洋初級生產造成影響，海洋生態系受到破壞，因此有機磷農藥在設計過程中要有合理的半衰期，農藥污水要經過處理後才能排放入海。

海水中溶解有機磷的生態效應

一般認為，海洋環境中浮游植物只能吸收溶解態無機磷（DIP），細菌能夠利用溶解態有機磷（DOP）。但有越來越多的研究表明，浮游植物可以利用DOP和顆粒磷（PP），鹼性磷酸酶（APA）在這一過程中起重要作用。DOP和DIP共存時，相互間存在競爭關係，浮游植物先吸收DIP，DOP的利用受到抑制，當DIP耗盡後，APA躍遷，APA活力的增大引起DOP降解速率加快。說明介質中DIP被耗盡後，海洋微藻可以通過激活鹼性磷酸酶來分解利用DOP化合物，而且DOP濃度較低時，吸收速率更快。海洋沉積物中的磷與底層水之間存在著複雜的化學反應和交換平衡，磷可以通過間隙水與底層水進入海洋。水環境中DOP含量較低時，吸收相對較快，可以認為低磷海域能夠驅動沉積物釋放磷，沉積物磷的溶出能夠促進浮游植物的繁殖，還有可能誘發赤潮。這種驅動沉積物釋放磷的過程，有可能在常規監測中體現不出來，應加強這方面工作的研究。因此，溶解有機磷在磷的生物地球化學循環和海洋初級生產過程中起著十分重要的作用。

海水中溶解有機磷的分析方法

溶解有機磷（DOP）定義為溶解總磷（DTP）扣除溶解無機磷（DIP）的那部分，即：DOP=DTP－DIP。

分解DTP的方法很多，主要有硫酸和過氧化氫消化法、高氯酸消化法、過二硫酸鹽化學氧化法、紫外線光化學氧化法、硫酸鎂高溫氧化法、硝酸鹽氧化法和氫化物–氣相色譜法。這些分析方法各有其自身的優缺點，回收率差異也較大。現在實驗室常用鹼性過硫酸鉀氧化法。

基於Menzel提出的用5%過硫酸鉀作為氧化劑加入到海水樣品中，之後在120℃下反應30min以分解DOP，經改進後得到現行方法：取一定量水樣，加入K₂S₂O₈-H₃BO₃-NaOH溶液作為氧化劑，在一定壓力和溫度下消化30min，使有機磷化合物轉變成無機磷化合物，然後用磷鉬蘭法測定。

有機磷農藥對海洋生態系統的破壞

一定濃度的溶解態有機磷在海水體系中是具有生態意義的，近年來，有機磷農藥入海後對海洋生態體系構成了威脅，有機磷農藥對海洋微藻和海洋動物致毒性的生物學研究已有許多報導。

有機磷農藥對海洋微藻的影響

低濃度有機磷農藥對海洋微藻生長具有一定促進作用，這是一種普遍現象，稱為“毒物的興奮效應”。隨著有機磷農藥濃度增大、作用時間延長，就會顯現出毒性，抑制微藻生長，與多環芳烴聯合，毒性更強。不同的有機磷農藥其毒性大小不同，這表現在對微藻的半抑制濃度（EC50）不同，而且不同的海洋微藻對有機磷農藥的耐受力也不同。

有機磷農藥抑制藻類生長的機理是在農藥脅迫下，藻細胞內產生大量自由基，SOD和POD活性降低，細胞內部自由基的產生與清除失衡，細胞膜被氧化，細胞內蛋白質與核酸減少，藻細胞被破壞，從而抑制藻類生長。

有機磷農藥對海洋動物的影響

有機磷農藥對海洋生態系統的破壞還表現在能夠抑制海洋動物乙醯膽鹼脂酶（AchE）的活性，乙醯膽鹼脂酶是生物神經傳導中的一種關鍵酶，在生物體腦部活性最高，能夠被有機磷農藥專一性抑制。作用機理為：有機磷農藥作用於神經突觸中的AchE，對其活性部位進行絲氨酸磷酸化，生成不可逆的磷醯化酶，從而阻礙AchE對乙醯膽鹼的水解作用，乙醯膽鹼積累，導致神經不能正常傳導，如此抑制海洋動物的生長，特別是近岸養殖品種數量銳減。

有機磷農藥的檢測方法

針對有機磷農藥對海洋動物乙醯膽鹼酶（AChE）具有專一抑制作用，穆大剛等做了海魚AchE監測海水有機磷農藥的可行性研究，發現在一定濃度範圍內，鱸魚AChE活力與有機磷農藥具有顯著的先行回響，認為鱸魚AChE可以作為準確指示目前海水中有機磷農藥的微污染。目前，實驗室大多採用氣相色譜儀監測水體中有機磷農藥的殘留量。