8种典型选矿药剂对小鼠的， 急性毒性研究

摘要：为了解8种典型选矿药剂的毒性，选用小鼠灌胃给药做急性毒性试验。在预试验中确定死亡率为0和100%的剂蟹后，按改良寇氏法计算其中6种药剂uk，并做出比较。最大耐受量法测定其中2 种药剂急性毒性作用。正戊基黄药等6种药刺的小鼠灌胃给药范围为101.7—1 611 me,/kg时LD∞由大到小的药剂依次为r胺黑药、十二胺、正戊基黄药、水杨羟肟酸、H奶和zⅫ;醚胺GE一601、氧化石蜡皂的最大耐受量分别大干5 000 me,/kg、2 703 m∥kg。根据急性毒性分级标准，醚胺GE一601属于实际无毒的物质，正戊摹黄药、丁胺黑药、十二胺、氧化石蜡皂、水杨羟肟酸属于低毒物质，丽‰和‰则属于中等毒物质。关键词：毒理学;改良寇氏法;最大耐受剂量法;小鼠;急性毒性; Uk 中圈分类号：X503.221 文献标识码：A 1301：10.3969/j.is6n.1009—6094.2010.06.001 0引 言当前由于矿山的大规模开采，对贫、细、杂矿石的综合利用。大量选矿药剂被用于生产。在将有价金属从低含量、多金属共生的矿石中富集起来的过程中，需加入各种类璎的捕收剂、起泡荆、抑制剂等…。目前L三有一螳学者研究各种选矿药剂对生物的毒性，例如。覃文庆等【2 J研究了丁摹醚醇、乙基黄药和丁胺黑药3种浮选药剂对浸矿细菌活性的抑制作用并比较了作用的大小;Naoko等b J研究了15种硫化矿捕收剂对5 种微生物的毒性;Madelyn等¨J以虹鳟鱼为试验物测试其 L￡。。对选矿的8种捕收剂和4种起泡剂的急性毒性做了研究;庄德辉等㈧分别通过急性和慢性毒性试验探索了浮选药剂对大型溢的毒性效应，并提出了化学物按溢类48 h Lc∞值毒性建议分级标准。因为浮选药剂对环境的危害也涉及人和动物，而相关的浮选药剂的LDso测定还未见报道。本文从浮选药剂对哺乳动物的急性毒性方面来探索其毒性。开展矿用药剂对环境的安全性评价需要通过一定的生态毒理学试验来进行【6 J。为考察选矿药镡J的急性毒性，同时确定主要的毒性反应症状和潜在的毒性靶器官，本文采用寇氏法和最大耐受量法测定相关数据，以期为初步环境安全性评价提供数据。 l材料 1.1试验动物选用KM小鼠作试验动物。104小鼠即昆明小鼠，一直是 *收藕日期：2010一03—25 作者简介：梅光军，副教授，博士，从事铁矿浮选药剂与环境工程研究，

基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目 (2007AA062123) 我国生产量、使用最最大的远交群小鼠。在生理生化特性方面，练有文等C7]对清洁级KM小鼠的微最元素进行了检测。结果表明。KM小鼠血清中5种微量元素的含量由大到小的顺序是Ca、Mg、Fe、zn和Cu，雌雄KM小鼠之间血清中微量元素 zn、Fe和Mg含量比较，差异有显著性。在免疫学特性方面，卢笑丛等【g J对KM小鼠与BALB/e小鼠5项免疫学指标进行观察。结果表明，BALB/c小鼠对于DTH和血清溶血素中抗体的产生比KM小鼠敏感，表示脾淋巴细胞转化，血液中吞噬细胞及功能、腹腔巨噬细胞及功能的3项试验中，KM小鼠与 BALB/e小鼠无显著性差异。而KM小鼠繁殖力、抗病力对环境的适应性均强，提示用试验小鼠为材料，以上述3项免疫学指标来评定药效和保健食品的功能时可__KM小鼠。称重7周龄清洁级KM小鼠432只，体重为18—22 g，雌、雄各半，同济医学院实验动物学部供应(生产许可证号：SCXK (鄂)2004—0007)。清洁级动物饲养室饲养，温度为20一25℃，相对湿度为柏%～70%，自由饮用高压灭菌水，采食高压灭菌的小鼠全价颗粒饲料(使用许可证号：SYXK.(鄂)2004一∞躲)。 1.2药品及其配制 8种选矿药剂分别为：作硫化矿捕收剂的正戊基黄药、丁胺黑药、Z200(化学名：乙硫氨酯);作浮选剂的氧化石蜡皂;阳离子捕收剂十二胺和醚胺GE一601(化学名：十二烷基丙基醚胺);对多种金属氧化物、部分氧化了的硫化矿及稀土矿物有良好捕收效果的水杨羟肟酸和H删(化学名：2一羟基一3一萘基羟肟酸)。以上药剂纯度都在90%以上。药品来源：正戊基黄药，工业级，株洲选矿药剂厂;丁胺黑药，工业级，株洲选矿药剂厂;z瑚，工业级，株洲选矿药剂厂;氧化石蜡皂，工业级，武汉银扣J化工有限公司;十二胺，工业级，湖北华飞化学试剂厂;醚胺GE一601，工业级，武汉金霖科技有限公司;水杨羟肟酸，工业级，铁岭选矿药刺厂; H20,5，工业级，江西上饶新未来环保科技有限公司。所有药液均现配现用，正戊基黄药、丁胺黑药和氧化石蜡皂由纯水作溶剂常温溶解，配制母液的质最浓度分别为95.15 mg/mL、120 mg/mL和135.15 mg/mL。根据配制选矿药液时恰好全部牛成溶于水的阳离子络合物的配比，十二胺加入与其等质量的18%HCI，此时所得为不溶于冷水的白色糊状物，加热到印℃左右时溶解于水，配制母液的质量浓度为90 mg/mL。GE一601由0.1 moL/L HCI常温溶解，配制母液的质量浓度为261.9 mg/mL。‰、H205和水杨羟肟酸由二甲基亚砜作溶剂常温下溶解，配制母液的质量浓度分别为50 mg/mL、 100 rag/mL和111.1 mg/mL。

根据预试验结果，设置各药物的剂量，各组剂量见表l一6。 2方法 2.1测定方法的选择 y 最大耐受剂量法的适宜条件是有关资料显示毒性极小的或未显示毒性的受试物，给予动物最大使用浓度和最大灌胃容鼍时，仍不出现死亡【9J。已知氧化石蜡皂和醚胺GE一601 的毒性很小，故采用最大耐受剂景法测定其MTD，采用改良寇氏法测定其余6种药荆的半数致死剂量LDso。 2.2预试验及剂量设置对于改良寇氏法，除另有要求外，一般应在预试中求得动物全死亡或90%以上死亡剂量和动物不死亡或10%以下死 l 万方数据 V01.10 N0.6 安全与环境争扳 第lO卷第6期亡剂量，分别作为正式试验最高与最低剂型9。。将由预试验所得最高、最低剂量换算为常用对数，然后将最高、最低剂量的对数差，按所需组数分为几个对数等距的剂量组。根据预试验所用剂量按式(1)求出正交试验剂量比。， r=lg一1[(196一lg口)/(n一1)]‘ (1) 式中6为最高剂量;d为最低剂量;n为预试验组数。 2.3分组与编号参照文献[10]中化学物急性毒性LDso剂量分级表，大于 5 000 me/kg的剂量不出现死亡即可说明其实际无毒，故直接取与5 000 mg/ks剂量对等的质量浓度250 me/mE作为GE一 601最大耐受剂量法的最大使用浓度;氧化石蜡皂的最大质量浓度水溶液为135.15 mg/mL，将其作为最大使用浓度。在室温为20℃的实验室中，将40只KM小鼠按不同性别称重编号，随机分成4小组，雌雄两小组随机组成一个药物组，每组 20只，分别用于GE一601和氧化石蜡皂的最大耐受量测定。将392只KM小鼠按不同性别称重编号，随机分成98小组，雌雄两小组随机组成一个剂量组，每组8只，分别用于正戊基黄药、丁胺黑药、十二胺、‰、H猫和水杨羟肟酸的半数致死量测定。 2.4经口给药及观察禁食16 h后，按0.2 mL/10 g一次性灌胃，4 h后自由采食。不限制饮水。灌胃后即刻观察。4 h内密切观察，以后每天上、下午各1次，继续14 d。观察给药后动物的精神、食欲、中毒时间和症状及症状消失时间、死亡时间及死亡动物的剖检变化，每周称体重一次并记录等【l川。 2.5动物尸体活检试验结束时，所有动物脱颈椎处死，进行尸体大体解剖，如有肉眼可见变化时取相应组织做病理学检查。 2.6试验计算与统计寇氏法【9j计算半数致死量LDso，其中必须有一组接近 LD50的剂量，两组死亡率分别为0和100%的剂量组，剂量组数在5到lO组。 IgLD50=xK—d(∑P—o.5) (2) lguk的标准误差s：d^/苎型 (3) Y n 95%可信限 X=tg一1(19 LDso±1.96 Sl蛾) (4) 式中XK为最高对数剂量;d为相邻剂量之比的对数;却为总死亡率;P;为各组死亡率。最大耐受剂量法(9 J测定MTD，剂量取受试物最大使用浓度和灌胃体积(o.2 mL/10 g)。购买后观察3—5 d，给予最大使用浓度和最大灌胃容量的受试物，连续观察7—14 d，动物不出现死亡，则认为受试物对某种动物的经口急性毒性最大耐受剂量(MTD)大于某一数值(g/l【g体重)。 3结果与分析 3.1试验结果醚胺GE一601和氧化石蜡皂的试验中，2周后并没有小鼠出现死亡。正戊基黄药等对小鼠的急性毒性试验数据见表1—6。 1)正戊基黄药(见表1)。在预试验中，小鼠灌胃给药正戊基黄药后，死亡率100%的剂量为1 903 mg/kg，死亡率0的剂量为498.90 me/kg。根据式(1)计算出r=1.25。其中，D组中死亡率为50%，该剂量接近LOso，作为参照。将所得数据代入式(2)和(4)算得正戊基黄药对小鼠的LD如为921.3 mg/kg， LDso的95%可信限范围为801.5一l 059 m吕/lcg。表1正戊基黄药对小鼠的急毒试验结果 Table 1 Acute toxidty test results in mice for Pentyl xanthate 望型 型里￡!竖：竖：1 2 翌塾型量 垫望鏊!!星 塑塑墨圭塾!星 丝圭兰!!丝 基丝墼堡 A 2 016.0 3.304 5 8 8 100 XK=3.304 5 l 835.0 l 670.0 l 520.0 1 383.0 l 259.O 87.5 50 37.5 12.5 0 d=0.040 96 却=2.875 S=0.012 14 LDso=1 611.0 X=l 525.O—l 702.0 2 6 7 8 8 O 凇拢m m啪 3 3 3 3 3 万方数据 2010年12月 梅光军，等：8种典型选矿药剂对小鼠的急性毒性研究Dee，2010 2)丁胺黑药(见表2)。在预试验中，小鼠灌胃给药丁胺黑药后，死亡率100%的剂量为2 016 mr/kg，死亡率0的剂量为 1 259 mg/kg。根据式(1)计算出r=1.10。其中，c组.中死亡率为50%，该剂量接近LD卯，作为参照。将所得数据代入式 (2)和(4)算得丁胺黑药对小鼠的LD卯为1 611 me,/l【g，uk的 95%可信限范围为1 525—1 702 mg/kg。 3)十二胺(见表3)。在预试验中，小鼠灌胃给药十二胺后，死亡率100%的剂量为1 440 mg/kg，死亡率0的剂量为裹3十二胺对小鼠的急毒试验结果 · Table 3 Acu螗toxicity te砒resui缸in mice fhr Lauryl anaine ●----。●-。_—-—。●_●---。。____。_-，。___。-。__。_——‘。—。。。●。-_。‘-。__---_h‘。—。。-。。。’—————’。。‘●_。。。。。———’。1。。。。。。。。。。_。。。’。1’。’。’————。。——————— 组别 剂情/(1Ilg·l【g“) 对数剂量 动物数n/只 动物死亡数只/P/%死亡率 其他数据—— A l 440.0 3.158 4 8 8 100 XK=3.158 4 B l 280.0 3.1117 2 8 7 87.5 d=0.045 75 c I 152.0 3.061 5 8 6 75 却=3.75 D l 037.0 3.015 8 8 4 50 S=0.016 18 E 933.3 2，970 0 8 3 37.5 LD∞=11123.0 F 840。0 2，924 3 8 l 12.5 X：950.6一l 100.0 G 756.0 2.878 5 8 l 12.5 一 H 680.4 2.832 8 8 0 0 一表4 z。对小鼠的急毒试验结果 Table 4 Acuk删dtyte醴n爆山瞻inmI∞for：乙撕组别 剂量(/mg · kg “) 对效荆量 动物数n/只 动物死亡数只/P/%死亡率 量堡鍪据—— A 201).0 2.301 0 ‘8 8 100 XK=2.301 0 B ， 168.0 2.225 3 8 7 87.5 d=0.075 73 C 141.1 2.149 5 8 6 75 却=4.375 D 118.5 2.073 7 8 4 50 S=0.030 85 E 99.5 1.997 8 8 4 51) LD∞=101.7 F 83.6 1.922 2 8 3 37.5 X=船.5一t16.9 G 70.2 1.846 3 8 2 25 一. H 59.0 1.770 8 8 l 12.5 一 I 49.6 1.695 5 8 0 0 一裹5 lk。对小鼠的急毒试验结果 Table 5 Acu把to嫡dty te或聃s山ts in mice for H嬲 ·__--___·_______--‘·___-_-■。________-_-__I-___-_--·__-_·____·。‘‘—‘。。’。‘。’‘。。。‘。。‘‘。。。。。’。。’——1。。。。。。————。’’———————————————————————————————————————————————————一.。 一组型一一型墅‘!坚：堕：!! 堕墼型竺 垫塑塾!!墨塑望丝生鍪!墨壅圭!!!丝 苎丝墼塑 A l 943.0 3.288 5 8 8 101) XK=3.288 5 B 1 360.0 3.133 5 8 7 87.5 d=0.154 9 C 952.0 2.978 6 8 6 75 却 V01.10 No.6 安全与环境学报 第10卷第6期 680.4 me,/l【g。根据公式计算出r=1.11。其中D组中死亡率为50%，该剂龟接近LD∞。作为参照。将所得数据代入式(2) 和(4)算得十二胺对小鼠的Ⅱk为1 023 mr/l【g，uk的95%可信限范围为950.6—1 100 mg/kg。 4)‰(见表4)。在预试验中，小鼠灌胃给药‰后，死亡率100%的剂量为200 nag/I【g，死亡率0的剂量为49.6 mr/kg。根据式(1)计算出，=1.19。其中D组和E组中死亡率为 50%，该剂量接近uk，作为参照。将所得数据代入式(2)和 (4)算得‰对小鼠的L【l如为101.7 mg/kg，LD50的95%可信限范围为踮.5一116.9 mg/kg。 5)H205(见表5)。在预试验中，小鼠灌胃给药‰后。死亡率100%的剂量为l 943 ms/kg，死亡率0的剂量为78.4 rag/ks。根据式(1)计算出r=1.43。其中E组和F组中死亡率为50%，该剂量接近Uk，作为参照。将所得数据代入式 (2)和(4)算得H205对小鼠的LDso为373.3 mr,/kg，LDso的95%可信限范围为275.4—506.2 me,/kg。

6)水杨羟肟酸(见表6)。在预试验中，小鼠灌胃给药水杨羟肟酸后，死亡率100%的剂量为2 200 mg/kg，死亡率0的剂量为369 rag/kg。根据式(1)计算出r=1.25。其中E组中死亡率为50%，该剂量接近LDso，作为参照。将所得数据代入式(2)和(4)算得水杨羟肟酸对小鼠的LDso为901.2 ms/kg， LDso的95%可信限范围为754.9—1 076 mg/kg。根据化学物质急性毒性LD加剂量分级表【l引，西迷胺GE一 601属于氯际无毒物质，氧化石蜡属于低毒物质，正戊基黄药、丁胺黑药、十二胺和水杨肟酸属于低毒物质，I-1205和‰属于中等毒性物质。 3.2中毒症状给药后动物在整个中毒过程中均处于抑制状态，动物的中毒症状反应基本相同，表现为精神萎靡，呆卧少动，无力，弓背，被毛蓬松，闭眼，对外界刺激反应迟钝，拒食，并在抑制下死亡。最高剂量组在4 h内迅速死亡。其余各组死亡大多发生在24 h内，36 h以后逐渐恢复。48 h后症状消失。其后再也没有发生死亡现象。各组急性夕B亡的动物没有肉眼可见的病理变化。急性毒性试验还表明，一次性给KM小鼠灌胃给药，给药后中毒现象发生迅速，死亡多在24 h内。没有出现迟发死亡的动物，没有发生双峰现象。说明其属于急性的毒性过程。 3.3系统尸体解剖主要脏器如心、肝、脾、肺、肾、胃及肠道、脑、肾E腺、胰腺、甲状腺、性腺等的位置、形态、色泽、大小和硬度，试验组动物均未见肉眼可见的变化。 3.4药剂毒性机理初探由于本文所涉及的选矿药剂大部分都是有机酸、有机酸盐，酯类、胺类、硫代化合物等，这些化合物的特殊官能团对物质的毒性必然有某蝗甚至决定性的作用。本文通过对其分子结构式进行初步分析。探索有致死现象的正戊基黄药等6种药剂的毒性机理。 1)正戊基黄药。空 cH“mM磊Me，其中Me为Na或K离子，为一种黄原酸盐。从结构看町视为碳酸(盐)的衍生物，为烃基二硫代碳酸盐，即两个硫原子取代r碳酸盐中的两个氧原予，而烃基则取。 4 代了其中一个氧原子。由于氧硫双键的不稳定，在进入动物体内后在胃酸和适宜条件下极易产生HS一和cs2等毒性物质。 . 2)丁胺黑药。 CH3(CH2)'3 O S \//、P// 。由其结构式来看，可视为是磷酸二烃/\ CH3(CH2h O SNI-h 酯中有两个氧被硫取代的衍生物。磷硫双键的不稳定可以产生有毒硫化物及有毒的磷酸酯。有机磷化合物均有亲电子的磷，它以共价键结合于乙酰胆碱酯酶的酯解部位。但有机磷化合物的一些取代基不同，可以影响磷原子七的电荷密度，使其毒性发生变化。在酸性水环境下N时也可发生交换出现二丁基二硫代磷酸等有毒物质。 3)十二胺。 H2N一(CH2)l JcH3本身不溶于水，在选矿时一般与盐酸形成阳离子络合物后溶于水作为阳离子捕收剂，在水溶液中形成+H3N一(CH2)IlCH3和十二胺分子的瓦动溶液，而毒性主要在于十二胺分子为胺基化合物。对皮肤有刺激性，事实证明它的主要毒性也是刺激皮肤，会引起哑急性皮炎，对中枢神经有一定的刺激作用。对于灌胃给小鼠，在体内也应有相当的毒性。 4)‰o 庐尸}b s c：H5Ne蜓H ，其中 lI基团作为其中主干基团，有着 \ NHCO CH3 明显的酯类的性质，丽酯类的毒性与构成酯类的羧酸与醇的毒性有关，尤其与酸的成分关系很大，所娃示作为酯特有的毒性也多，其形成乙硫氨酯的乙基硫代氨基甲酸正是一种有毒物，而甲酸酯本身也已有资料表明具有毒性。 5)H嬲。以螯合金属离子，而利于选矿，是一种弱给电子基团，主要毒溉H。H。羟肟酸含有一个双配位键可性集中于萘基上，作为萘基化合物，其有毒性效应已是不争的事实。 6)水杨羟肟酸。，同H拼一样，水杨羟肟酸也属于弱给电子基团，其毒性主要应表现为所含苯酚基团，而七二知苯酚和问苯二酚都对中枢神经有剧毒性。 4结论 1)C.E一601和氧化石蜡皂各组动物均未出现死亡，则通过最大耐受剂量法测定GE一601的最大耐受量大于5 000 mr,/kg，Uk大于5 000 ms/kg，氧化石蜡皂的最大耐受量大于 2 703 rag/kg，LDso大于2 703 mg/kg，醚胺GE一601属于实际无毒物质，氧化石蜡皂属于低毒物质。 2)通过改良寇氏法测定正戊基黄药、丁胺黑药、十二胺、万方数据 2010年12月 梅光军，等：8种典型选矿药剂对小鼠的急性毒性研究 Dec，2010 ‰、H205和水杨羟肟酸灌胃给药对KM小鼠的LDso，结果分别是921.3 ms/kg(801.5—1 059 ms/ks)、161l ms/kg(1525一l 702 ms/kg)、1023 ms/ks(950.6一l 100 ms/kg)、101.7 ms/ks(88.5一 116.9 ms/kg)、373.3 ms/I【g(275.4—506.2 ms/kg)、901.2 ms/kg (754.9—1 076.0 ms/ks)。正戊基黄药、丁胺黑药、十二胺和水杨羟肟酸属于低毒物质，而H撕和z咖属于中等毒物质。