[科普中国]-溶解有机磷

溶解有机磷（DOP），是溶解于海水中磷的有机化合物的总和。磷是海洋环境中重要的生源要素，不同形态磷的化学行为和生物效应不同，DOP在海洋环境中的生态效应不容忽视。科学家们发现，浮游植物能有效利用可被酶水解的DOP 来促进自身生长，DOP 对海洋浮游植物具有生物可利用性。

概述磷是海洋环境中重要的生源要素，不同形态磷的化学行为和生物效应不同，溶解态有机磷（DOP）在海洋环境中的生态效应不容忽视。科学家们发现，浮游植物能有效利用可被酶水解的DOP来促进自身生长，DOP对海洋浮游植物具有生物可利用性。另一方面，有机磷农药在农业中大量使用，施于农田的有机磷农药被雨水冲刷入海，以及沿海一些农药厂的排污，已对某些近海水域构成严重污染，其致毒机理为抑制动物体内乙酰胆碱脂的活性和浮游植物体内过氧化物酶的活性，对海洋初级生产造成影响，海洋生态系受到破坏，因此有机磷农药在设计过程中要有合理的半衰期，农药污水要经过处理后才能排放入海1。

海水中溶解有机磷的生态效应一般认为，海洋环境中浮游植物只能吸收溶解态无机磷（DIP），细菌能够利用溶解态有机磷（DOP）。但有越来越多的研究表明，浮游植物可以利用DOP和颗粒磷（PP），碱性磷酸酶（APA）在这一过程中起重要作用。DOP和DIP共存时，相互间存在竞争关系，浮游植物先吸收DIP，DOP的利用受到抑制，当DIP耗尽后，APA跃迁，APA活力的增大引起DOP降解速率加快。说明介质中DIP被耗尽后，海洋微藻可以通过激活碱性磷酸酶来分解利用DOP化合物，而且DOP浓度较低时，吸收速率更快。海洋沉积物中的磷与底层水之间存在着复杂的化学反应和交换平衡，磷可以通过间隙水与底层水进入海洋。水环境中DOP含量较低时，吸收相对较快，可以认为低磷海域能够驱动沉积物释放磷，沉积物磷的溶出能够促进浮游植物的繁殖，还有可能诱发赤潮。这种驱动沉积物释放磷的过程，有可能在常规监测中体现不出来，应加强这方面工作的研究。因此，溶解有机磷在磷的生物地球化学循环和海洋初级生产过程中起着十分重要的作用2。

海水中溶解有机磷的分析方法溶解有机磷（DOP）定义为溶解总磷（DTP）扣除溶解无机磷（DIP）的那部分，即：DOP=DTP－DIP。

分解DTP的方法很多，主要有硫酸和过氧化氢消化法、高氯酸消化法、过二硫酸盐化学氧化法、紫外线光化学氧化法、硫酸镁高温氧化法、硝酸盐氧化法和氢化物–气相色谱法。这些分析方法各有其自身的优缺点，回收率差异也较大。现在实验室常用碱性过硫酸钾氧化法。

基于Menzel提出的用5%过硫酸钾作为氧化剂加入到海水样品中，之后在120℃下反应30min以分解DOP，经改进后得到现行方法：取一定量水样，加入K2S2O8-H3BO3-NaOH溶液作为氧化剂，在一定压力和温度下消化30min，使有机磷化合物转变成无机磷化合物，然后用磷钼兰法测定3。

有机磷农药对海洋生态系统的破坏一定浓度的溶解态有机磷在海水体系中是具有生态意义的，近年来，有机磷农药入海后对海洋生态体系构成了威胁，有机磷农药对海洋微藻和海洋动物致毒性的生物学研究已有许多报道。

有机磷农药对海洋微藻的影响低浓度有机磷农药对海洋微藻生长具有一定促进作用，这是一种普遍现象，称为“毒物的兴奋效应”。随着有机磷农药浓度增大、作用时间延长，就会显现出毒性，抑制微藻生长，与多环芳烃联合，毒性更强。不同的有机磷农药其毒性大小不同，这表现在对微藻的半抑制浓度（EC50）不同，而且不同的海洋微藻对有机磷农药的耐受力也不同。

有机磷农药抑制藻类生长的机理是在农药胁迫下，藻细胞内产生大量自由基，SOD和POD活性降低，细胞内部自由基的产生与清除失衡，细胞膜被氧化，细胞内蛋白质与核酸减少，藻细胞被破坏，从而抑制藻类生长。

有机磷农药对海洋动物的影响有机磷农药对海洋生态系统的破坏还表现在能够抑制海洋动物乙酰胆碱脂酶（AchE）的活性，乙酰胆碱脂酶是生物神经传导中的一种关键酶，在生物体脑部活性最高，能够被有机磷农药专一性抑制。作用机理为：有机磷农药作用于神经突触中的AchE，对其活性部位进行丝氨酸磷酸化，生成不可逆的磷酰化酶，从而阻碍AchE对乙酰胆碱的水解作用，乙酰胆碱积累，导致神经不能正常传导，如此抑制海洋动物的生长，特别是近岸养殖品种数量锐减2。

有机磷农药的检测方法针对有机磷农药对海洋动物乙酰胆碱酶（AChE）具有专一抑制作用，穆大刚等做了海鱼AchE监测海水有机磷农药的可行性研究，发现在一定浓度范围内，鲈鱼AChE活力与有机磷农药具有显著的先行响应，认为鲈鱼AChE可以作为准确指示目前海水中有机磷农药的微污染。目前，实验室大多采用气相色谱仪监测水体中有机磷农药的残留量3。

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学