LAS（直链烷基苯磺酸钠）、AE（脂肪醇聚氧乙烯醚）分别属于阴离子型和非离子型表面活性剂，主要用于配制各种洗涤剂，占有很大的市场份额，并被广泛应用于纺织、油田开采、化妆品及病虫控制等工业领域。由于表面活性剂具有双亲媒特性，它在促进难溶性浸染物的生物修复方面可能发挥的作用越来越受到人们的青睐。但大量应用的表面活性剂，最终全部进入水体环境，给环境造成严重的污染。因此，深入研究表面活性剂对环境的负面影响显得十分必要。目前国内外广大学者已给予了一些关注，但以往的万赖俱寂主要集中在微生物降解及对水生动植物的生理生化影响上，表面活性剂对水生植物损伤的形态学观察未见报道。本文以LAS和AE为对象，从显微和亚显微水平研究了表面活性剂对水生植物水绵（Spirogyra sp.）和水浮莲（Pistia stratiotes L.）的损伤作用，为正确评价表面活性剂对生态平衡的破坏及水体富营养化的加速程度提供科学依据。
1 材料与方法
水绵（Sprrogyra sp）、大藻（P istia stratiotes L.）采自未受表面活性剂污染的水体中，移植于盛有经曝气的自来水的塑料大盆中于室内预培养2d。试验时选取生长状态良好的水绵适量于装有400mL Benecke’s藻类培养液的500mL广口玻璃瓶中，水浮莲健壮植株于装有
处理24h后取水绵用蒸馏水直接压片，于显微镜下观察，并Olympus进行显微摄影；取水浮莲功能叶的中段，用25%的戊二醛和1%的锇酸双重固定，丙酮系列脱水，Epon 812包埋，LKB超薄切片机切片，切片经醋酸双氧铀－柠檬酸铅双重染色后，于H600型透射电镜下观察并摄影。LAS和AE为化学纯。
2 结果与分析
2.1 LAS对水绵细胞结构损伤的显微观察
水绵属于绿藻门结合藻目，是淡水中常见的不分枝丝状体藻类。正常情况下，载色体呈带状，规则地螺旋盘绕在细胞膜的内表面，载色体上含有一系列造粉核，中央为一大液泡（图1）。经6.0mg/L的LAS处理24h后，螺旋状排列的载色体带变成不规则卷曲，造粉核仍然明显，细胞质与细胞壁部分分离。正常水绵细胞壁由两层构成，内层的纤维素和外层的果胶质。经LAS处理后，外层的果胶质被溶解而消失，细胞壁仅剩内部的纤维层（图1。）
2.2 AE对水绵细胞结构损伤的显微观察
在经6.0mg/L的AE处理24h后，水绵的载色体已全部解体，无规则散布于整个细胞中。造粉核也逐渐解体。细胞壁仅剩内部的纤维层，外部的果胶层被解体。细胞质膜与细胞壁之间空隙增大（图1）。
2.3 LAS对水浮莲损伤的亚显微结构观察
水浮莲属于天南星科的草本漂浮植物，主茎短，叶呈莲座状，叶两面官被绒毛。经50.0mg/L的LAS处理24h后，叶组织受到明显的伤害。与对照组比较，细胞膜身内凹隐陷，变得不平滑，与细胞壁分离，且部分解体，消失，细胞膜与细胞壁之间出现较大的空腔。细胞质逐渐解体，出现许多小空泡，液泡增大，叶绿体形状不规则，基粒和片层不平整，说明叶体已受到较大的损伤，将逐渐解体。在培养过程中发现，随着处理时间的延长，叶片逐渐脱绿死亡。（图2）。
2.4 AE对水浮莲损伤的亚显微结构观察
与对照组及受LAS处理组比较，经50.0mg/L的AE处理24h后，水浮莲的受伤症状表现出明显不同。核膜逐渐解体，染色持凝集，电子密度增高；液泡膜破裂，液泡逐渐被细胞质充填而消失；但在正常细胞中，液泡膜、液泡界线清晰。叶绿体呈椭球形，类囊体基粒和片层排列整齐。
经AE处理后，叶绿体膨胀成为球形，有些叶绿体膜已破裂，基粒和片层散落于细胞质中；正常细胞中，线粒体呈球状或椭球状，线粒体外膜光滑，平整，脊明显。经AE处理后，线粒体的内部结构变得不规则，有些脊逐渐解体，使线粒体成为空泡状，萎缩，线粒体外央、凹凸不平同，或部分解体（图3）。
3 讨论
罗立新等报道，表面活性剂分子的两极性，使之能与膜成份中的亲脂和亲水基团相互作用，与生物膜结合并插入或透过膜。本实验证实了水绵和大藻受一定浓度的表面活性剂污染后，生物膜结构受到了严重破坏。
在表面活性剂LAS、AE污染下，细胞产生较多的自由基，诱发植物保护酶（SOD、CAT、POD）活力改变，同时植株叶片的光合色素含量降低，光合作用效率下降，且在同一浓度的LAS和AE作用下，植株受伤程度不同，LAS的毒性比AE的大（另文发表）。通过受损植株亚显微结构的观察发现，在LAS、AE胁迫下，水浮莲的叶绿体膨胀、变形，最后破裂，并逐渐解体，是细胞光合色素及光合作用效率降低的直接原因。
表面活性剂是一类同时有疏水性的碳氢链和亲水性的官能团，能同时溶于水相和油相，且能在油水界面上定向并改变界面的性质的物质。水绵细胞壁外层——果胶层很容易被表面活性剂溶解而消失，水绵细胞壁的内层及水浮莲的细胞壁由纤维分子交织而成，不容易被溶解，因此基本保存完好。
从水绵和水浮莲的受伤症状可以推断，LAS、AE对水生植物的损伤机理不同。是阴离子型表面活性剂，其分子中的疏水性长碳氢链，容易插入细胞膜的磷脂双分子层，引起膜结构伤害，同时又带有负电荷的极性基团——苯磺酸根，容易与膜上的蛋白质结合，改变蛋白质分子的构象或引起膜上的蛋白质结合，改变蛋白质分子的构象或引起蛋白质变性，使膜的透性改变，功能丧失，LAS分子便可以大量进入细胞内。而细胞干重的50%是蛋白质，因此细胞的内部结构和功能进一步受损。根据水绵的受损症状可以推断，水绵处于正常状态时，载色体非常规则地螺旋缠绕于细胞膜的内表面，这种结构一定是受某些力共同控制（如氢鍵、离子鍵等），处于动态平衡状态。当LAS侵入细胞后，由于LAS带有亲水性和疏水性两种基团，很容易吸附于载色体表面，同时LAS带有负电荷，使载色体的电荷平衡被搅乱，结果是载色体的螺旋状结构从有序变为无序（图1）。
AE为非离子型表面活性剂，不带电荷，同时带有亲水和疏水性的长链，使其容易插入并补穿过细胞膜而进入细胞。由于表面活性剂具有能在界面上定向并改变界面性质的特性，它将细胞内的蛋白质分子乌黑使之溶解。同样，由于表面活性剂在膜上聚集，使膜解体。结果使水绵出现了图1中的症状。使水浮莲膜系统受损，液泡膜破裂，细胞质充填于整个细胞。同时微粒体膜受损，结果使各种水解酶释放，细胞“自杀”，逐渐解体（图3）。
4 结语
4.1 水绵在LAS污染环境中，细胞壁外层被溶解而消失，载色体的规则螺旋缠绕结构被打乱，集结成团，细胞膜与细胞壁部分分离；在AE处理液中，水绵细胞壁外层被溶解，载色体和造粉核解体，分散于整个由细胞壁内层构成的空腔中。
4.2 水浮莲在LAS污染环境中，细胞出现质壁分离，细胞膜部分解体，细胞质中有许多空腔，液泡增大，叶绿体变形；在AE处理液中，染色质浓缩，核膜逐渐解体，叶绿体和线粒体解体，液泡消失，被细胞质充填。
4.3 表面活性剂对植物细胞的膜结构损伤较严重。
4.4 非离子型表面活性剂对AE水生植物的损伤机理是以溶解为主，而阴离子型表面活性剂LAS对水生植物的损伤除溶解外，LAS所带电荷使蛋白质构象改变也是非常重要的原因之一。
