紫外线对浮游动物大型蚤生长影响之探讨

1、紫外线对浮游动物大型蚤生长影响之探讨臭氧层的破洞紫外线的暴露危害紫外线B穿透地球的大气层前言臭氧生成O2+UV(波长小于240nm)O+O(产生氧原子) O +O2 O3 (生成臭氧)臭氧的破坏 氯原子破坏臭氧后产生一氧化氯CI+O3ClO+O2一氧化氯和氧原子经下列反应，回复成为氯原子 CIO+OCI+O2电磁辐射光谱非游离辐射的种类非游离辐射包括:紫外线 (ultraviolet, UV) 可见光 (visible light)红外线 (infrared, IR)雷射 (laser): 包括紫外线、可见光和红外线三种波段微波 (microwave)射频 (radio frequency)或

2、无线电波非常低频及极低频电磁场 (very low frequency and extremely low frequency electric and magnetic fields, VLF and ELF)Spectral bands for optical radiationOptical radiation之度量单位亮度(irradiance)the dose rate in photobiologythe radiant flux that crosses a given surface (receiver), divided by the surface area.W/m2 or

3、 mW/cm2辐射暴露(radiant exposure)the photobiological dose of radiant energyJ/ m2 or mJ/cm2光谱亮度(spectral irradiance)the irradiance within a narrow spectral band.W/ m3 or W/ m2/nm紫外线 (Ultraviolet, UV)为非游离辐射中频率最高的辐射(或能量)的辐射。来源: 主要为太阳光波长范围: 100 nm 400 nm由波长范围大小，区分为三种紫外线:UVA (近紫外线)波长范围: 315 nm 400 nm可穿透空气、石英

4、、玻璃和水UVB (中紫外线)波长范围: 280 nm 315 nm可穿透空气和石英，但无法穿透玻璃UVC (远紫外线)波长范围: 100 nm 280 nm对所有介质的穿透力极低，为大气的臭氧层吸收，鲜少到达地表。人为的紫外线来源水银灯，日光灯，白热光源电焊 电弧眼(arc eye) 直视电弧焊接造成角膜炎 一些较具 UV 危害性的电焊制程包括:铝或铁合金的氩金属电弧电焊(argon-shielded gas-metal arc welding, GMAW) 铁合金的氦钨电弧电焊(helium-shielded gas tungsten arc welding, GTAW) 。计算机显示器医

5、学及牙医人类的影响，包括皮肤癌的发生率增高环境生物的生长也因暴露而受到抑制影响(Donat-Peter et al. , 2003)紫外线抑制浮游生物生长，将造成地球整体食物链的影响,导致食物的短缺 (Soni and Joshi , 1996) 本研究在针对于浮游动物对紫外线的暴露利用紫外杀菌灯作为一种危害因子，对水生生物进行相关的研究探讨 建立紫外线暴露危害的影响剂量 -确立紫外线危害 -紫外线暴露危害预测及风险评估 目标材料与方法 大型蚤之驯养实验绿藻水 紫外灯源管：可携式紫外灯源(SPECTROLINE Model ENF-280C, 115V, 60 Hz, .20 AMPS, Sp

6、ectronic Corp.)两段式（长波与短波）灯管（图1. A）。直读式紫外线侦测仪(UVX Radiometer)（图1. B） 图1. A) UV LB) UVX Radiometer紫外线灯源量测 仪器：光源（氘灯，卤素灯源）发生器：非游离辐射侦测传感器校正用。光谱分析侦测器（USB2000）光源强度侦测器：包含感应侦测头，光纤传输线，笔记计算机含侦测计量软件紫外线暴露实验不同龄期之大型蚤，置入内含30ml水中之量杯（半径2公分）紫外灯管距离上方十公分处暴露2.5，1，及0.5分钟（短波紫外光UVC）暴露后将水蚤置于日光照射处静置每小时观察 以肉眼观察水蚤活动力，以拨棒轻拨水面，水蚤

7、不具游动力视为死亡，并于显微镜下观察生态型式之异常现象 结果与讨论紫外灯源辐射剂量表2. 紫外灯管(254 nm)距离10公分之辐射值及最大容许暴露时间。 测试杯半径2公分，依暴露时间不同，距离10公分液面接受之紫外线辐射量，经转换辐射照射能量(J = W * s)如下： J = 580.59 mW/cm2 * (3.14) * (2)2 cm2* (2.5 * 60 sec.) = 1.09 J J = 580.59 mW/cm2 * (3.14) * (2)2 cm2* (1.0 * 60 sec.) = 0.44 J J = 580.59 mW/cm2 * (3.14) * (2)2 c

8、m2* (0.5 * 60 sec.) = 0.22 J 该辐射剂量为假设此紫外灯源持续照射时，强度不随时间产生递减，为一连续光源之辐射所计得之辐射能量。 辐射能量计算表3. 可携式UV254nm灯管暴露大型蚤不同辐射剂量后存活观察表 图2. 大型蚤第一、二及三龄期于不同剂量UVC暴露后之致死率。 图3. 紫外线对大型蚤之剂量反 应曲线。 A）第1龄期 B）第2龄期 C）第3龄期 取暴露后第10，11小时。 表4. UV 254nm 对大型蚤之LD50 紫外线C辐射光源对大型蚤暴露后，依暴露剂量强度呈现剂量反应关系之影响。暴露于暴露八小时后，各实验组陆续死亡。各辐射剂量实验组（1.09、0.44 Joule及0.22 Joule）对龄期未具有明显影响大型蚤暴露于低剂量(0.22 Joule)时耐受性较高，而暴露高剂量(1.09 Joule)耐受性降低。仅能选取暴露后第10及11小时之大型蚤存活数据，以统计软件LD50数值。结 论未来研究方向紫外线短波(254nm)对大型蚤暴露更短时间进行观察。确定时间暴露后，紫外线短波(254nm)对大型蚤暴露距离之观察，以不同距离如20，30，50公分照射。进行急毒性与慢毒性之剂量推