应用不同毒理学终点评估酚类物质的生态危害和风险

以我国典型湖泊、河流中检出率较高的五氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、4-硝基酚、2,4-二硝基酚以及列入美国优先监测污染物的2-甲基-4,6-二硝基酚为研究对象,分别应用急性毒性终点、慢性致死效应终点和/或慢性非致死效应终点开展基于物种敏感度分布法和评估因子法的生态危害评估;在此基础上结合我国典型湖泊、河流中酚类物质实测浓度计算五氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和4-硝基酚的长期风险商。结果表明,应用繁殖发育等慢性非致死效应终点得到的五氯酚、2,4-二硝基酚的5%物种危害浓度(HC5)明显低于其应用慢性致死效应终点得到的HC5。太湖、三江(松花江、长江、珠江)四河(辽河、海河、黄河、淮河)以及钱塘江水系中五氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和4-硝基酚的水生态风险是可接受的。但五氯酚对我国三江四河的长期危害风险亟需引起关注,特别是对水生生物繁殖、发育和生长等的非致死性危害。     

EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响

考察了EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响及作用机制,结果表明,EDTA能够提高微电解处理对硝基酚的效果;单因素试验法确定了微电解/EDTA体系处理1000mg·l~(-1)对硝基酚的最佳条件:铁屑量120g·l~(-1),碳量20g·l~(-1),pH值为3,EDTA浓度1mmol·l~(-1).在此条件反应60min,对硝基酚去除率为89.7%,而常规微电解在最佳条件下对硝基酚的去除率仅为53.8%.值得关注的是EDTA不仅提高了对硝基酚的去除率,而且拓宽了微电解体系对pH值的适应范围,在中性条件下微电解/EDTA体系对硝基酚的去除率达到了63.5%,而相同条件下传统微电解法仅为19.5%.同时,通过对降解产物的鉴定,分析了对硝基酚在微电解/EDTA体系的降解途径.     

·OH自由基介导2,4-二氯酚光降解机理及产物毒性变化特征的理论研究

由于2,4-二氯酚(2,4-dichlorophenol,简称2,4-DCP)具有"三致"作用及潜在的生态风险,其光化学降解机理及产物的生态毒理效应目前成为人们关注的焦点。本研究采用理论化学计算手段,系统阐明了2,4-DCP在水环境中·OH介导的间接光化学转化机理、动力学和转化产物的生态毒性变化特征。结果表明2,4-DCP很容易被·OH氧化降解,其降解主要通过·OH-加成和H-迁移路径进行。在低温条件下·OH-加成路径将占主导,主要形成4,6-二氯苯-1,3-二酚;而当温度超过313 K时,·OH提取酚羟基上的氢原子为主要降解途径,主要形成2-氯苯-对苯醌。尤其在活性物种浓度较低的高温环境中,H-迁移路径有可能生成二噁英。计算毒理学结果表明:H-迁移产物的水生毒性超过·OH-加成产物,甚至超出母体2,4-DCP一个毒性等级。因此,我们建议在以后的环境监测以及风险评估过程中,关注2,4-DCP及其转化产物特别是H-迁移路径的转化产物的生态毒理学问题。     

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.     

Fe0体系降解2,4-二氯酚的影响因素及其反应机理

采用铁屑、炉渣及河砂混合介质降解2,4-二氯酚(2,4 - DCP)模拟废水,研究铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH值等因素对2,4- DCP脱氯效果的影响,探讨Feo体系降解2,4- DCP的反应机理.结果表明,铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH对2,4- DCP脱氯效果均有显著影响,在铁屑粒径为2～5mm、不改变废水pH、铁屑与炉渣质量比为31:9条件下,Feo体系对2,4- DCP去除率高达97％.2,4- DCP经脱氯后主要产物为2-氯酚、4-氯酚和苯酚,反应后废水的可生化性明显提高,利于后续的生物处理.     

驯化的活性污泥强化降解土壤中氯酚的研究

以接种驯化的活性污泥为生物强化手段,在小型生物泥浆反应器中,研究了受氯酚污染土壤的修复情况.考查了添加驯化活性污泥对土壤中氯酚降解的强化效果,并对土壤中邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯酚(2,4-DCP)在单一污染体系中的降解情况进行了研究.结果表明,在生物泥浆反应器中添加用邻氯苯酚(2-CP)驯化的活性污泥可以明显地促进土壤泥浆中2-CP的降解,是一种有效的强化手段.该方法对土壤中的4-CP和2,4-DCP也有较好的降解效果,对三种氯酚的降解速率由大到小的顺序为2-CP,4-CP,2,4-DCP.反应结束时,泥浆体系中剩余的氯酚基本都残留在土壤中,固液分离后的水相可以直接排放或者在土壤修复过程中循环利用.     

典型酚类化合物对土壤跳虫的慢性毒性

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖试验评价了12种典型酚类化合物的慢性毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,除间苯二酚外的其他酚类对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应。氯酚类对跳虫慢性毒性最大,2,4-二氯酚、2-氯酚、2,4,6-三氯酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为5.94、10.2、19.7 mg·kg-1;其次为烷基酚类,2,4-二甲基酚、3-甲基酚、壬基酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为21.7、35.1、50.5 mg·kg-1。苯酚的毒性较上述烷基酚低,EC50值为71.7 mg·kg-1。其他取代酚—包括2-萘酚、4-硝基酚、邻苯二酚对跳虫繁殖的EC50分别为95.4、133、306 mg·kg-1。双酚A仅在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下对跳虫繁殖有显著影响。     

DLL-1菌对甲基对硫磷农药的降解作用及其降解机理

研究了假单胞菌 (DLL - 1)在水溶液介质中降解甲基对硫磷的性能与影响因素及其降解机理。结果表明 ,当菌体浓度为 10 5个·ml-1时 ,即发生快速的降解作用 ,3h时 ,降解率达 88.5 %。在pH为 5 .0、7.0和 9.0条件下 ,DLL - 1菌均产生对甲基对硫磷农药的高效降解作用。采用气相色谱 -质谱联用技术与离子色谱法 ,测定了DLL - 1菌 -甲基对硫磷作用过程产生的中间产物和最终产物 ,表明对硝基苯酚为主要中间产物 ,且DLL - 1菌能将其进一步降解为NO2 -和NO3 -。     

6种硝基苯化合物对海洋生物的急性毒性研究（Study on the Acute Toxicity of Six Nitrobenzenes to Marine Organisms）

为研究硝基苯化合物对海洋生物的毒性,选择了6种代表性硝基苯化合物对小球藻(Chlorella vulgaris)、黑鲷(Sparus macrocep)幼鱼和螠蛏(Siliqua minima)幼体进行了急性毒性实验,获得了这些化合物对这些生物体的急性毒性数据及环境安全浓度.实验结果表明:2,4-二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、2,4-二氯硝基苯和邻二硝基苯对小球藻48h半数抑制浓度(EC50)分别为0.50、0.21、2.44和0.10mg·L-1,毒性顺序为邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二硝基甲苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒).2,4-二硝基氯苯、邻二硝基苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、对硝基苯胺和硝基苯对黑鲷幼鱼的96h半数致死浓度(LC50)分别为0.14、0.15、4.45、1.37、11.52和5.71mg·L-1,其安全浓度分别为:0.001、0.002、0.04、0.01、0.12、0.06mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(高毒)>硝基苯(高毒)>对硝基苯胺(中毒).2,4-二硝基氯苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、邻二硝基苯、硝基苯和对硝基苯胺对幼蛏的96h LC50分别为0.39、13.20、3.45、15.56、86.90和148.87mg·L-1,安全浓度分别为:0.004、0.13、0.03、0.16、0.87、1.49mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(中毒)>邻二硝基苯(中毒)>硝基苯(中毒)>对硝基苯胺(低毒).     

γ-辐照对水中敌草隆的降解研究

以敌草隆作为研究对象,探讨了γ-辐照对敌草隆的降解效果,以及NO3-,NO2-,H2O2和CO32-对降解效果的影响,在初始浓度为18.5mg·l-1时,1.0kGy的辐照剂量即可达到完全去除;随着辐照剂量的增加,敌草隆水溶液在200nm-400nm处的吸光度均逐渐减小,敌草隆的浓度也逐渐减小.NO3-,NO2-,H2O2和CO32-的加入均抑制了敌草隆的降解.辐照降解敌草隆的过程主要是由·OH自由基引起的,并且可以用一级动力学来描述.