高分子量多环芳烃--苯并[a]芘的生物降解研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类广泛分布于海洋环境中的含有两个以上苯环的有机化学污染物.苯并[a]芘(BaP)是一种由5个苯环组成的分布广泛、致癌性极强的多环芳烃化合物,人们将其作为多环芳烃的指示物,通过研究其在环境中的产生、迁移、转化、降解及毒理作用来判断多环芳烃的污染情况.BaP已成为国内外环境监测的重要指标之一.本文综述了不同环境中BaP的来源与分布,BaP在环境中的行为,微生物对BaP的代谢途径,以及微生物降解BaP的相关限制因子,并结合作者在这方面研究的部分工作与目前国际研究的热点,提出值得进一步探究的有关问题.图4表3参51     

土壤的芘污染与土壤酶活性

选择芘作为多环芳烃(PAHs)代表污染物、敏感土壤酶作为污染物的生态毒理指标,探讨芘暴露下土壤酶活性的变化。结果表明:芘的添加浓度>50μg·kg-1时,对土壤脲酶、土壤脱氢酶活性有先抑制、后激活的作用,对土壤磷酸酶活性有激活作用;芘的添加浓度为50～1200μg·kg-1时,对土壤过氧化氢酶活性没有影响。土壤脲酶、脱氢酶、磷酸酶活性有可能作为芘污染土壤的生态毒理指标。     

苯并[a]芘和1-羟基芘诱导人胚胎干细胞分化心肌细胞ROS、CYP基因表达和DNA损伤

多环芳烃(PAHs)化合物中的苯并[a]芘和PAHs暴露检测标志物1-羟基芘与心脏功能障碍有关,但其生物学机制尚不清楚。为研究苯并[a]芘和1-羟基芘对心脏的毒性作用,基于人胚胎干细胞分化心肌细胞(hESC-CM)研究了苯并[a]芘和1-羟基芘对心肌细胞活性氧(ROS)生成、CYP基因表达和DNA损伤等的影响。结果表明,苯并[a]芘和1-羟基芘对h ESC-CM活性无影响,但能显著增强细胞ROS水平,诱导DNA损伤。此外,苯并[a]芘还能诱导细胞线粒体促凋亡基因的表达。研究表明,苯并[a]芘和1-羟基芘能通过诱导氧化应激和DNA损伤事件导致h ESC-CM损伤,在一定程度上解释了多环芳烃暴露导致心脏疾病的分子机制。     

应用物种敏感性分布评估多环芳烃对淡水生物的生态风险（Assessing Ecological Risks of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（PAHs）to Freshwater Organisms by Species Sensitivity Distributions）

阐述了利用物种敏感性分布进行生态风险评价的原理与方法,构建了淡水生物对8种常见多环芳烃(蒽、芘、苯并[a]芘、荧蒽、菲、芴、苊、萘)的物种敏感性分布;在此基础上,计算了这8种多环芳烃对不同类别生物的HC5(Hazardous Concentration for5%of the species)阈值,预测了不同浓度多环芳烃对生物的潜在影响比例PAF(Potentialaffected fraction),比较了不同类别生物对多环芳烃的敏感性,以及多环芳烃对淡水生物的生态风险,并对以红枫湖、黄河、白洋淀为代表的中国典型水体中的多环芳烃进行了联合生态风险评价.结果表明:1)当污染物浓度达到10μg·L-1时,半数多环芳烃的风险超过了5%的阈值;当浓度上升到100μg·L-1时,只有萘和苊没有显著生态风险.2)对于芴和荧蒽,无脊椎动物更为敏感;而对于萘,则脊椎动物更敏感.3)通过HC5值比较和SSD曲线图比较,可得出污染物对所有物种的生态风险大小依次为:蒽>芘>苯并[a]芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘;对脊椎动物风险大小为:荧蒽>苊>萘;对无脊椎动物:蒽>芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘.4)多环芳烃在红枫湖、黄河、小白洋淀的生态风险均较低,急性联合msPAF(multisubstance PAF)值小于1%.     

海洋环境中多环芳烃的微生物降解研究进展

多环芳烃 (PAHs)是一类广泛分布于海洋环境中的含有两个苯环以上的有毒有害污染物 ,主要来源于人类活动和能源利用过程 ,如石油、煤、木材等的燃烧过程 ,石油及石油化工产品的生产过程 ,海上通过地面径流、污水排放及机动车辆等燃料不完全燃烧后的废气随大气颗粒的沉降进入海洋环境中 .由于多环芳烃的潜在毒性、致癌性及致畸诱变作用[1,2 ] ,通过生物累积及食物链的传递作用 ,给海洋生物、生态环境和人体健康带来极大危害 ,已引起各国环境科学家的极大重视 .美国环保局在上世纪 80年代把 16种未带分支的多环芳烃确定为环境中的优先污染物[…     

海洋多环芳烃及其衍生物的污染特征和来源分析

随着经济的发展,人类生产活动产生的污染物不断增加,海洋成为所有污染物最终的“汇”.多环芳烃因其种类繁多、毒性强、难降解、分布广泛而备受关注.它们在海洋环境中被频繁检出,是海洋中常见的污染物.本文对国内外海洋水体、沉积物及海洋生物体内母体多环芳烃、烷基多环芳烃、卤代多环芳烃、硝基多环芳烃和杂环多环芳烃的污染特征、来源及毒性进行归纳总结,并进行展望.     

氮肥和多环芳烃对农田土壤细菌群落的影响

氮肥是农业生产的重要保障,多环芳烃是广泛存在的环境污染物,它们可能共存于农田土壤中,对微生物群落产生影响。为探究施氮肥和多环芳烃污染叠加情况下的土壤微生物生态效应,采集农田土壤,设置添加尿素和苯并[a]蒽的组合处理,建立微宇宙进行培养。在测定硝态氮积累、土壤pH以及污染物矿化的基础上,结合定量PCR、高通量测序等方法,研究尿素和苯并[a]蒽对土壤细菌群落特征的影响。结果显示,尿素导致土壤中硝态氮的积累,显著增加了细菌氨单加氧酶基因(amo A)拷贝数,但对古菌amoA基因丰度的影响不明显;施用尿素导致土壤p H值降低,显著影响14个主要土壤细菌门中的10个,使得土壤细菌群落多样性显著下降,整体结构发生极大变化;相对于尿素而言,苯并[a]蒽84 d的矿化率为10%左右,长期作用下具有改变土壤微生物群落组成和结构的潜力;尿素对苯并[a]蒽的矿化未产生显著影响,但苯并[a]蒽对土壤中氨氧化古菌有抑制作用,抑制比例最高达63%。这些结果表明,尿素导致土壤中硝化微生物的富集,并通过降低p H而对微生物群落产生深远的影响,而苯并[a]蒽对土壤重要功能群和细菌总体群落有潜在的风险。该研究有助于阐明农田土壤中铵态氮肥和多环芳烃的复合生态效应,为揭示有机污染物和氮转化间的交互作用机制提供了科学依据。     

杭州市郊区表层土壤中的多环芳烃

采集了杭州市郊区表层土壤中多环芳烃样品,用内标法和色谱-质谱技术对多环芳烃化合物进行定量分析.美国环保总署推荐优先控制的16种多环芳烃均被检出,多环芳烃单体的质量浓度在1.49～87.43 ng·g-1之间;其中萘、芴、苊等低分子量芳烃的质量浓度相对较低; 、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝等高分子量芳烃的质量浓度相对较高,苯并[ghi]苝的质量浓度最高.16种多环芳烃的质量总浓度超过荷兰政府规定无污染土壤PAHs值的10～40倍;与国内外其他地区相比较,多环芳烃污染处于中等水平.多环芳烃Ant/(Phe+Ant)、BaA/(Chr+BaA)、Flua/(Pyr+Flua)等参数表明,多环芳烃主要来源于燃烧源,且以机动车尾气为主;BeP/(BeP+BaP)比值偏高,可能与土壤中的多环芳烃主要来源于大气沉降有关.     

钢铁工业区周边农业土壤中多环芳烃(PAHs)残留及评价

对某大型矿业企业周边农业土壤中多环芳烃(PAHs)残留量进行了调查。结果表明,PAHs总残留量范围为312. 2~27 580. 9ng·g-1,且以4环以上多环芳烃组分为主。所有土样中均检出PAHs,单一污染物以芘、艹屈、荧蒽、苯并[a]芘、蒽、菲、苯并[a]蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3 cd]芘、苯并[g,h,i]苝为主。PAHs残留量与有机质含量相关性较好。不同样区土壤PAHs残留量受常年风向影响明显。以加拿大农业区域土壤PAHs的治理标准值为指标,用内梅罗综合指数法进行评价表明,研究区农业土壤达重污染水平的占37%,中度污染的占19%,轻污染的占25%,另有13%的采样点污染程度处于警戒限,仅有6%的采样点尚处于安全级。     

Waters 最新多环芳烃专用柱与多波长荧光检测器:优化多环芳烃(PAHs)的分离与检测

环境中多环芳烃的监测是全世界非常重视的课题 .随着法规的日益加强与完善 ,对其监测的要求亦愈来愈高 .而只有注重不断改善检测灵敏度 ,监测部门才能够保证始终满足日趋严格的法规要求 .Ｗａｔｅｒｓ最新多环芳烃 (ＰＡＨｓ)专用柱 :优化多环芳烃的分离与检测Ｗａｔｅｒｓ最新多环芳烃 (ＰＡＨｓ)专用柱是Ｗａｔｅｒｓ专为多环芳烃的ＨＰＬＣ分离优化的色谱柱 .使用此类色谱柱 ,仅用简单的乙腈和水二元梯度 ,即可在 2 5ｍｉｎ内基线分离ＥＰＡ指定的 1 6种多环芳烃 ,并获得信噪比良好的极佳对称色谱峰形 (图 1 ) .不仅如此 ,ＷａｔｅｒＰＡ…     

黑鲷(Sparus macrocephalus)暴露苯并(a)芘后胆汁中代谢产物3-羟基-苯并(a)芘的剂量与时间-效应关系研究

通过实验室生态毒理实验,研究黑鲷(Sparus macrocephalus)暴露苯并(a)芘(BaP)后,鱼体胆汁中代谢产物3-羟基-苯并(a)芘(3-OH BaP)的剂量-时间-效应关系,结果显示:胆汁中3-OH BaP的浓度随暴露时间的延长呈现先上升然后在7d后开始逐渐降低的变化趋势; 胆汁中3-OH BaP浓度随暴露浓度的升高而不断升高,呈现明显的剂量-效应关系.表明胆汁中的3-OH BaP反映了环境中母体BaP的浓度,是一个有效的污染监测生物标志物,3-OH BaP对于较短时间BaP暴露具有很好的指示作用.     

混合表面活性剂对菲和芘的增溶作用

比较了非离子表面活性剂 (Tween2 0 ,Tween40 ,Tween60 ,Tween80 ,Brij35和Brij5 8)与SDBS混合表面活性剂对菲和芘的增溶作用 .结果表明 ,在临界胶束浓度 (CMC)以上 ,表面活性剂对菲和芘有显著的增溶作用 ,菲的增溶顺序为 :Tween40 >Tween60 >Tween2 0 >Tween80 >Brij5 8>Brij35 ;芘的增溶顺序为 :Tween60 >Tween80 >Tween40 >Brij5 8>Tween2 0 >Brij35 .阴 非离子混合表面活性剂溶液的CMC值降低 ,胶束 水中溶质的分配系数Kmc增大 ,由此对菲和芘产生协同增溶作用 ,其顺序均为 :SDBS Tween60 >SDBS Tween80 >SDBS Tween40 >SDBS Brij5 8>SDBS Tween2 0 >SDBS Brij35 ,协同增溶程度在 1 1 7%— 65 8%之间 .     

玉米修复芘污染土壤的初步研究

采用60d室内盆栽试验,研究了玉米CT38(ZEAMAYSL.)对多环芳烃芘污染土壤的修复作用.结果表明,无论种植玉米土P系列、无植物对照土M系列(无植物且添加叠氮化钠的灭菌土)和对照土W系列(无植物未灭菌土)中芘的可提取浓度都随着时间的推移逐渐减少,种植玉米加快了土壤中可提取态芘浓度的下降.在芘处理浓度为10—100mg.kg-1的污染土壤中,种植玉米CT38的土壤中芘的去除率达81.9%—89.3%,分别比无植物对照土M系列和对照W系列中芘的去除率高67.5%—70.9%和26.2%—47.0%.玉米也可积累少量芘,但积累量所占芘去除量的比例不足0.3%,植物吸收不是芘去除的主要机理.种植玉米增强了土壤中脱氢酶和脲酶等酶活性,从而促进了植物-根圈微生物体系对芘的生物降解.     

可吸入尘中苯并（a）芘超声提取的高效液相色谱测定法

本文介绍一种简便、快速的可吸入尘中苯并(a)茈高效液相色谱测定方法.本法仅需5mL乙腈,超声处理10min即可完成提取过程.提取液离心后,上清液可直接进行HPLC分析.色谱条件:反相C18柱,用乙腈/水梯度洗脱,紫外检测器,λ=254nm.方法的最小检出量10~(-10)g.回收率95%,变异系数4、3%.此方法可用于大气可吸入尘中Bap的监测.     

重金属离子存在下腐植酸和芘之间的相互作用

建立并验证了腐植酸(HA)和芘结合常数(Koc)测定的荧光猝灭法,进而研究了重金属离子对HA和芘相互作用的影响,测定了重金属离子存在下HA和芘之间的Koc.结果表明:纯化后的HA是分子质量较小的部分,水溶性较高,具有羟基、羧基和碳氧键等极性基团;HA利用其分子中的羟基、羧基、碳氧键等基团和重金属离子产生络合作用,这种络合作用影响了HA的结构;随着重金属离子浓度的增大,Koc遵循先增大,再减小,最后趋于不变的趋势.     

饮用水中苯并（a）芘的毛细管气相色谱分析

本文叙述了应用毛细管气相色谱测定饮用水中苯并（ａ）芘含量的方法，二氯甲烷用做提取剂，萃取１Ｌ水样，提取液在微沸状态下蒸干并定容，以不分流方式注入色谱仪进样口，样品在５０Ｍ张的ＳＥ－５４毛细管色谱柱上分离，氢火焰离子化检测器检测后，进行定性定量分析，方法的检测下限达２．５ｎｇ／ｌ，不仅能满足生活饮用水，也可满足天然饮用矿泉水，湖水，河水等水体中苯并（ａ）芘的检测。     

苯并(a)芘对鲫鱼(Carassius auratus)肝脏抗氧化酶的影响

研究了苯并(a)芘(BaP)暴露对鲫鱼肝脏抗氧化酶的影响．共设置4个处理组，浓度分别为每千克体重0．01mg、0．1mg、1mg和10mg，暴露方式采用腹腔注射，分别在暴露后6h、12h、48h和96h测定肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、过靴氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性．结果显示，所有暴露浓度对SOD活性明显抑制，各处理组活性在暴露后6h均低于对照组，在暴露后12h至48h有所回升，暴露后96h又降至对照水平以下．0．01mg kg^-1、0．1mg kg^-1处理组CA3、活性在暴露期间无显著改变，1mg kg^-1、10mg kg^-1处理组CAT活性在暴露后12h显著升高，暴露后96h回落至对照水平以下，此时10mg kg^-1处理组与对照组差异显著．对照组GPX活性在暴露后出现波动，0．1mg kg^-1处理组在暴露后96h显著低于对照组，而其它处理组活性与对照组在暴露期间无显著差异．结果表明，BaP能对鲫鱼肝脏抗氧化酶产生影响，多种抗氧化酶活性相结合可作为BaP暴露的生物标志物．图3参18     

苯并(a)芘对大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)卵巢还原型谷胱甘肽含量的影响

分析了大弹涂鱼肌肉、鳃、肝脏、内脏 (不含肝脏 )以及卵巢等的GSH含量 ;并以GSH含量最高的卵巢为研究对象 ,在实验条件下 ,经 0 (CK) ,0 .0 5 ,0 .2和 0 .5mg/L等不同浓度的BaP暴露 7d ,分析其卵巢GSH含量变化的时间 -效应和剂量 -效应特征 ,结果显示 :0 .5mg/L浓度组的大弹涂鱼卵巢GSH含量迅速升高 ,暴露 12h即显著高于CK(P≤ 0 .0 5 ) ,但随暴露时间的延长 ,其GSH含量显著降低 ,7d的样品显著低于CK(P≤ 0 .0 5 ) ;在暴露 3d ,GSH水平与BaP浓度的剂量 -效应关系表现为正相关 ,而在 7d ,则呈负相关 ,这可能表明大弹涂鱼卵巢对BaP暴露由适应性反应到产生毒性效应的过程 .以上研究结果表明 ,卵巢GSH可对BaP暴露作出快速灵敏的反应 ,GSH水平有可能作为具氧化 -还原循环活性的污染物暴露的一种敏感的生物标记 .图 2表 2参 9     

TW-80对污染土壤中菲和芘的生物降解影响

以 Ｔ Ｗ８０ 为供试物,进行了表面活性剂对污染土壤中菲和芘生物降解影响研究． 实验周期１５０ ｄ ．并分别在３０ ｄ 、６０ ｄ 和１５０ ｄ 间隔采样监测菲、芘降解率．结果表明,３０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的不同处理土壤中,菲的降解率分别达８１ ％ ～９８ ．９ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２２ ．０２ ％ 以上、芘的降解率分别达７１ ．９０ ％ ～８０ ．６６ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高９ ．４６ ％ 以上．６０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的处理中,菲的降解率达８８ ．９４ ％ ～９６ ．５１ ％ 、比 Ｃ Ｋ 高１１ ．１４ ％ 以上; 芘降解率达９２ ．３９ ％～９４ ．０２ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２ ．２７ ％ 以上．１５０ ｄ 后,所有处理中,菲和芘的降解率均分别达到９８ ％ 和９６ ％ 以上, 与 Ｃ Ｋ 无明显差别．研究还发现, Ｔ Ｗ８０ 土壤中含有优势真菌常见青霉、蠕形青霉、淡紫青霉和顶孢头孢霉．它们可能是促进土壤中菲、芘降解的原因     

酶联免疫吸附分析法测定苯并(a)芘和多氯联苯

对苯并(a)芘作了五种不同的化学修饰,并与载体蛋白交联,制备出十四种单克隆抗体.经单克隆抗体的筛选和实验条件的优化,建立了测定苯并(a)芘的酶联免疫吸附分析法.以4,4'-二氯联苯为测定多氯联苯的酶联免疫吸附分析法的起始物,作了二种化学修饰,制备出九种多克隆抗体,建立了以羊抗多氯联苯抗体为基础的酶联免疫吸附分析法,并用于土壤中多氯联苯的测定.