用SOS/umu测试评价光电催化降解五氯酚过程的遗传毒性特征

采用SOS/umu测试研究了五氯酚水溶液在光电催化反应过程中的遗传毒性变化及降解产物对鼠伤寒沙门氏菌TA1535/pSK1002的细胞毒性,并与五氯酚在直接光解、光催化反应过程中的降解产物进行了比较.五氯酚光电催化降解过程中降解产物对测试菌种的细胞毒性逐渐降低,产物经代谢活化的细胞毒性低于直接光解、光催化降解五氯酚的产物.五氯酚经光电催化降解15￣45分钟的产物经代谢活化测试结果呈阳性,在60￣120分钟的降解产物呈阴性,说明五氯酚的光电催化降解过程中生成了间接遗传毒性物质,但该类物质能够在光电催化过程中被去除.而五氯酚经直接光解、光催化处理120分钟的产物均具有遗传毒性风险.本研究结果表明光电催化技术的环境安全性优于直接光解、光催化技术.此外,SOS/umu测试作为一种简单、灵敏的遗传毒性物质检测方法,适合于评价光电催化技术的遗传毒性特征,可以作为评价该技术环境安全性的生态毒理学方法之一.     

五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性

五氯酚是氯酚族中最具毒性和最难降解的有机污染物。不同种类的微生物由于其降解污染物的生化机制不同,使得五氯酚的降解途径多样化。文章通过综述好氧与厌氧微生物降解五氯酚的降解菌和降解途径,认为五氯酚首先通过脱氯转化为低氯代化合物后再开环,因此脱氯就成为五氯酚降解的关键步骤。参与脱氯的关键酶系主要包括过氧化物酶和酚氧化酶。外生菌根真菌可降解多种难降解有机污染物,并具有生成过氧化物酶和酚氧化酶的机制,因此外生菌根真菌具有降解五氯酚的潜力与优势。这些信息将为进一步开展五氯酚生物降解机理研究,应用微生物—植物复合系统修复污染土壤提供基础。     

基于本土物种的3种典型化合物急性生态效应阈值研究

预测无效应浓度(PNEC)是进行风险污染物水生态安全管理的重要依据。本研究进行了3种典型化合物五氯酚、硝基苯和氯化镉对10种我国不同营养级水生生物的24 h、48 h和96 h的急性毒性测试,根据实验结果计算了相应的急性PNEC,同时与根据美国环境保护局毒性数据库里的毒性数据计算获得的急性PNEC值,以及综合本实验结果与毒性数据库里的数据计算得到的急性PNEC值进行对比,发现通过3种数据来源获得的急性PNEC值中,硝基苯的PNEC值差异较大,由本次实验结果获得的急性PNEC值最小;其他2种化合物差异较小。这可能是由于本次实验所选的本土生物中华田螺和麦穗鱼对硝基苯比较敏感,并且数据库中硝基苯的急性致死数据较少、毒性值较大且变化范围较窄,而其他2种化合物数据量较为丰富,变化范围较宽,包括了较敏感物种的毒性数据。这表明为给我国水生生物提供一个安全可靠的保护,对于数据量较为丰富并且毒性值变化较宽的化合物(如五氯酚和氯化镉)可以直接根据数据库里的毒性数据进行PNEC值的计算;而对于毒性数据量较少、毒性值偏大且变化较窄的化合物(如硝基苯)需要进行本土敏感物种的毒性测试。     

白腐真菌降解五氯酚的初步研究

研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌在不同营养条件下对五氯酚的降解.采用土豆葡萄糖液体培养基,接种后第2天投加PCP,在胞外木质素降解酶活性极低的真菌反应体系中,五氯酚能够有效降解,4d内10mg·1-1五氯酚降解率达到98%;采用高氮培养基,接种后第6天投加五氯酚,在胞外木质素酶含量极低的真菌反应体系和不含胞外酶的菌丝体反应体系中,五氯酚均能有效降解,1d内降解率分别达到56%和22%;采用低氮培养基,接种后第6天投加五氯酚,在胞外木质素酶含量较高的真菌反应体系、胞外酶液反应体系和不含胞外酶的菌丝体反应体系中,五氯酚均能有效降解,1d内降解率分别达到86%,17%和46%.结果表明,黄孢原毛平革菌在非木质素降解条件下,依赖胞内酶能有效地降解PCP;在木质素降解条件下依赖胞外木质素降解酶和胞内酶降解五氯酚,降解效率高于非木质素降解条件.     

磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物.在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯.结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响.在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率.草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用.氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件.五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学.最佳实验条件下,五氯酚1 h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上.对体系主要活性物过氧化氧的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异.     

3种氯酚化合物对大型溞的联合毒性

氯酚类化合物是我国水体中广泛存在的一类优先控制污染物,以大型溞(Daphnia magna)为试验生物,测定了2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对大型溞的48 h致死的单一毒性和联合毒性.基于单一氯酚化合物的浓度-效应曲线,运用浓度加和(CA)与独立作用(IA)2个模型对2种等毒性浓度比的混合物(Mix-LC5...     

共价三嗪有机框架材料对水中氯酚类污染物的光催化脱氯降解

利用共价三嗪有机框架材料(CTF-1)对4-氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)等4种不同氯原子取代数目的氯酚类污染物进行光催化降解研究,探讨了底物结构对氯酚脱氯降解效率的影响及机制.结果表明,氯酚脱氯降解过程明显受苯环氯原子取代数目的影响,氯原子数目越多,脱氯降解效率越高,氯原子数目与表观速率常数呈显著正相关,氯酚降解及脱氯速率均为：PCP>2,4,6-TCP>2,4-DCP>4-CP.对CTF-1光催化降解氯酚机制研究表明,活性物种在反应中不起作用,体系反应机制为针对氯酚上取代氯位点进行水解脱氯过程.本研究结果为深入揭示氯酚脱氯降解机制提供了理论依据,也为光催化技术处理卤代酚类废水提供了技术参考.     

电化学检测氯酚类污染物对MCF-7细胞的毒性

本文以石墨烯修饰电极(Gr-GCE)为工作电极,以人乳腺癌MCF-7细胞为模型细胞,运用线性扫描伏安法研究了MCF-7细胞的裂解液电化学行为,确定其响应来源为黄嘌呤和鸟嘌呤的电化学氧化.跟踪描述了细胞生长曲线,研究了五氯酚(PCP)、2,4,6-三氯酚(TCP)和2,4-二氯酚(DCP)对MCF-7细胞的毒性,计算得到半数抑制效应浓度(IC_(50))值分别为77.62、174.08、449.78μmol·L~(-1),并与四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法进行比较,结果表明氯酚类污染物对MCF-7细胞活性有明显抑制作用,两种方法测得细胞毒性顺序均为:PCPTCPDCP,且细胞电化学法更为灵敏.     

壬基酚、五氯酚及硝基苯对端足类河蜾蠃蜚(Corophium acherusicum)的毒性效应

为检测海洋中环境激素及芳烃类化合物对端足类生物的污染危害,实验选择端足类河蜾蠃蜚(Corophium acherusicum)为受试生物,研究了其在壬基酚、五氯酚、硝基苯三种有机污染物暴露下的96 h急性致死毒性效应和7 d慢性DNA损伤毒性效应。计算获得壬基酚、五氯酚和硝基苯对河蜾蠃蜚的96 h半致死浓度(LC50)分别为70、465、25 000μg·L-1,三种有机污染物对河蜾蠃蜚的毒性强弱顺序为壬基酚五氯酚硝基苯。运用碱解旋法检测壬基酚、五氯酚和硝基苯对河蜾蠃蜚DNA损伤的程度,计算得到7 d半效应浓度(EC50)分别为30、256、11 000μg·L-1。实验结果表明:三种有机污染物浓度的不断加大,引起河蜾蠃蜚DNA损伤程度的不断增加,呈显著的剂量-效应关系。     

TiO2对水溶液中4-氯酚电子束辐照降解和矿化的影响

以电子加速器为辐照手段,在4-氯酚水溶液中添加TiO2纳米粒子,通过对溶液辐照前后4-氯酚浓度、GC/MS、总有机碳(TOC)、氯离子浓度、辐照前后的紫外-可见光谱过程和溶液pH值的测定分析,研究4-氯酚水溶液在TiO2纳米粒子存在下的辐照降解和矿化特性.结果表明,TiO2纳米粒子的加入对4-氯酚的辐照降解效果没有明显影响,但改变了4-氯酚的降解途径并可以较大地提高4-氯酚的矿化.     

不同氯酚催化氧化降解反应动力学

通过共沉淀法制备了Fe-Cu-柱撑黏土(Fe-Cu-PILC)催化剂,并以单氯酚、二氯酚、三氯酚作为模式化合物,研究了氯酚中氯原子取代数目、取代位置对其降解动力学的影响,并探讨了氯离子的存在对反应的影响,也基于费米分布函数对其降解动力学进行非线性拟合.结果显示,这种基于费米函数的半经验模型适用于模拟氯酚氧化降解动力学反应(R20.818).氯酚降解速率如下:3-氯酚(3-CP)3,5-二氯酚(3,5-DCP)2,3-二氯酚(2,3-DCP)3,4-二氯酚(3,4-DCP)2,5-二氯酚(2,5-DCP)4-氯酚(4-CP)2-氯酚(2-CP)2,4-二氯酚(2,4-DCP)2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)2,6-二氯酚(2,6-DCP).氯酚降解过程明显受到苯环氯原子取代数目、取代位置的影响,且氯原子取代位置具有更重要的影响:氯原子取代数目相同时,间位氯越多,降解越快,邻、对位越多,降解越慢.这主要通过影响表观速率常数k和半衰期t*得以实现.3,5-DCP降解表观速率常数k高达18.17 h~(-1),半衰期为0.2 h,而2,6-DCP表观速率常数仅为0.64 h~(-1),半衰期为5.88 h.氯离子的存在对氯酚降解动力学过程产生不同程度的抑制作用,其中2,6-DCP、2,4,6-TCP的抑制作用最为明显,这主要是由于氯离子的存在延长了其半衰期(分别由5.88 h、4.29 h延长至9.00 h、5.99 h),而对3,4-DCP、3,5-DCP则几乎没有抑制作用.表明氯离子抑制邻位氯代程度高的氯酚降解而不抑制间位氯代程度高的氯酚降解.研究结果为深入揭示氯酚降解机理提供了理论基础,也为提高含酚废水降解速率提供了技术参考.     

低浓度五氯酚对鲫鱼血液细胞毒性的体外研究

通过细胞体外毒性试验,研究了低浓度五氯酚对鲫鱼血液淋巴细胞和红细胞的毒性影响.结果表明:在2.50—1000.00μg·l-1范围内,五氯酚对鲫鱼淋巴细胞的活性没有显著效应,但在500.00和1000.00μg·l-1(高浓度组)时,对淋巴细胞膜的完整性产生显著影响,造成乳酸脱氢酶(LDH)相对释放量增加,并随五氯酚浓度的增加和暴露时间的延长而增加.低浓度五氯酚组(5.00—1000.00μg·l-1)对红细胞溶血没有显著影响,但与二苯并[a,h]蒽联合作用产生协同效应,红细胞溶血效应明显高于两种化合物单独作用,并且随浓度的增加,血色素相对释放量显著增加.另外,鲫鱼淋巴细胞膜的完整性(LDH的释放)比淋巴细胞活性和红细胞溶血对低浓度五氯酚更敏感.     

太湖流域3种氯酚类化合物水质基准的探讨

按照美国地面水水质基准制定的程序和规范,筛选了太湖流域广泛存在的水生生物物种并收集了相应的基础毒性数据,探讨了五氯酚(PCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)在我国太湖地区的水生态基准的定值.同时采用蒙特卡罗构建物种敏感度分布(SSD)曲线和生态毒理模型方法预测了3种氯酚类化合物对太湖水生生物的急性基准浓度(CMC)和慢性基准浓度(CCC).结果表明,基于EPA规范方法和急慢性毒性比率得到的PCP、2,4-DCP和2,4,6-TCP3种氯酚类化合物的CMC值分别为25、908和594μg·L-1,CCC值分别为12、176和162μg·L-1;基于SSD曲线得到的CMC值分别为25、818和648μg·L-1,CCC值分别为6、75和198μg·L-1;基于生态毒理模型得到的CCC值分别为4、15和67μg·L-1,显示出3种方法得到的氯酚类化合物的CMC或CCC在同一个数量级上,但在数值上由生态毒理模型得出的CCC要小于其它两种方法,并且除PCP的急慢性基准值与美国EPA推出的水生态基准值相近外,其它两种氯酚类化合物的急慢性基准值均低于美国EPA推出的急慢性基准值.研究结果希望能为我国水质基准的制定提供一些有用的线索.     

厌氧颗粒污泥降解五氯酚活性的研究

在分批培养条件下，对取自处理含氯酚有机废水厌氧反应器的颗粒污泥降解五氯酚（ＰＣＰ）的活性作了初步研究．结果发现，反应器下层污泥降解ＰＣＰ活性较高，污泥浓度影响比ＰＣＰ降解速率；表观ＰＣＰ降解过程可用一级反应动力学表征，外加碳源特别是丁酸、葡萄糖对ＰＣＰ厌氧降解有明显的强化作用；外加碳源与ＰＣＰ浓度均影响ＰＣＰ的降解速率．     

白腐菌去除氯化酚动力学研究

使用Volterra模型描述2,4-二氯酚体系中白腐菌生长动力学,建立氯代酚去除部分偶联型动力学方程,描述了生物降解体系中降解菌与目标化合物的反应历程,利用动力学方法初步探讨批次反应时生物吸附在氯休酚去除过程中的作用。     

白腐菌去除氯代酚动力学研究

使用Volterra模型描述 2 ,4-二氯酚体系中白腐菌生长动力学 ,建立氯代酚去除部分偶联型动力学方程 ,描述了生物降解体系中降解菌与目标化合物的反应历程 ,利用动力学方法初步探讨批次反应时生物吸附在氯代酚去除过程中的作用     

酚类化合物抑制斜生栅藻生长的毒性效应

本文运用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法,得出苯酚,邻氯苯酚、２,４－二氯苯酚和五氯酚抑制斜生栅藻生长的９６ｈ－ＥＣ５０分别为３４１．８５,２５和１．５ｍｇ·１＾－１,实验结果表明,在３００,３５０和４００ｍｇ·ｌ＾－１三种本酚初始浓度下,斜生栅藻都不具备降解苯酚的能力,即使在培养基中基本没有无机碳源的情况下,斜生栅藻仍不具备降解苯酚的能力。     

应用黑斑蛙胚胎测试化学品发育毒性的方法

选择合适的尤其是本土生物种进行化学品生态毒性评估,对于各国化学品的环境管理十分重要.本文选择我国本土两栖种黑斑蛙的胚胎为试验生物,以半数致死浓度LC50、半数致畸浓度TC50、致畸指数TI及最小抑制生长浓度MCIG为终点指标,建立了黑斑蛙胚胎发育毒性试验方法.以五氯酚、视磺酸、氯化镉、重铬酸钾为测试物研究了方法的敏感性,并以五氯酚为测试物研究了方法的可重复性.结果显示:五氯酚、视磺酸、氯化镉和重铬酸钾对黑斑蛙胚胎的LC50分别为572.3 μg·L-1、54.8 μg·L-1、6.8 mg·L-1和97.5 mg· L-1.五氯酚、视磺酸和氯化镉对黑斑蛙胚胎的TC50分别为246.5 μg·L-1、18.7 μg· L-1和3.4 mg·L-1,TI分别为2.3、2.9和2.0,MCIG分别为160.0 μg· L-1、10.1 μg·L-1和2.4 mg·L-1.重复性试验发现,五氯酚的LC50、TC50、TI及MCIG的变异系数分别为12.6％、18.0％、23.0％和18.6％.与文献中非洲爪蟾胚胎试验的数据比较,这些数据显示黑斑蛙胚胎与非洲爪蟾胚胎对测试物的敏感性存在一定的差异,各个终点指标的变异系数相当.因此,本文建立的黑斑蛙胚胎发育毒性试验可以用于化学品的发育毒性评价,为我国化学品环境管理提供技术支持.     

离子化有机污染物在沉积物和水相间的平衡分配计算

本文从热力学平衡原理出发,推导出离子化有机污染物在沉积物／水相间分配系数的理论计算模型,并以苯酚,邻氯酚,２,４－二氯酚、五氯酚和苯胺的吸附实验数据为例,计算了它们在中性分子和带电荷的离子形态下的分配系数Ｋｄ和Ｋｄｉ。以及总体分配系数Ｋｄｏ研究结果表明,离子化有机污染物在沉积物和分配行为不仅与该化学物的ｐＫａ和存在形态有关。而且还取决于环境介质的ｐＨ。     

典型氯酚类化合物对水生生物的毒性研究进展

氯酚类化合物(CPs)是一类广泛存在于水环境中的有机污染物。这类化合物具有环境稳定性、生物累积性和生物毒性,因而其在水环境中的生态毒理效应一直是人们关注的焦点。在水体中存在最普遍的酚类化合物主要有2,4-二氯酚(2,4-DCP),2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)。本文对近几年来这3种典型氯酚类化合物的水生态毒理学研究进行了总结,主要包括它们对水生生物的急性毒性、氧化损伤、发育毒性、内分泌干扰、遗传毒性、致癌性、免疫毒性、细胞毒性以及复合毒性的效应和机制,同时对目前存在的问题和进一步的研究方向进行了讨论和展望。