四溴联苯醚对剑尾鱼毒性及其抗氧化系统的影响

研究了四溴联苯醚(tetrabromodiphenyl ether,BDE-47)对剑尾鱼的急性毒性及其肝脏还原型谷光甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)及7-乙氧基异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响.结果表明,BDE-47对剑尾鱼毒性作用属于高毒.GST和EROD...     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏的SOD、CAT和EROD活性的影响

以实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeroginosa)为受试生物,研究了2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和7-乙氧基-3-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响,以揭示BDE-47与这些酶活性之间的剂量-效应和时间-效应关系.结果表明,不同水平BDE-47污染沉积物暴露后,铜锈环棱螺肝胰脏SOD和CAT活性表现出较为明显的剂量或时间依赖性效应,BDE-47可引起铜锈环棱螺肝胰脏的氧化应激,高剂量(≥160ng.g-1)BDE-47的长时间暴露可导致SOD和CAT活性显著下降,提示细胞出现氧化损伤.SOD对BDE-47胁迫的敏感性高于CAT.铜锈环棱螺肝胰脏中SOD和CAT可以作为指示低水平BDE-47污染沉积物胁迫的生物标志物.BDE-47不能诱导铜锈环棱螺肝胰脏EROD活性,但高剂量(≥160ng.g-1)或长时间BDE-47暴露则导致EROD活性显著降低.     

纳米Pd/Fe催化甲醇/水中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)还原脱溴

构建了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)反应体系,常压下采用单因素实验系统考察了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的主要影响因素,并分析了BDE-47还原反应的中间产物及终产物.结果表明,纳米Pd/Fe的反应活性随Pd负载率的提高而先升后降;甲醇-水体积比高于50∶50后,BDE-47去除率随甲醇-水体积比升高而降低;在25～40℃内,BDE-47去除率随反应温度的升高而升高,随BDE-47初始浓度的增加而降低,增加纳米Pd/Fe量可提高反应速率;酸性及弱碱性条件有利于BDE-47还原.BDE-47还原主要为脱溴反应,是一个从n溴到(n-1)溴联苯醚的逐步脱溴过程,反应进行90min后,BDE-47分子中溴原子完全被脱除,反应终产物为二苯醚.     

2,2',4,4'-四溴联苯醚对赤子爱胜蚓的抗氧化酶、代谢酶及其基因表达的影响

多溴联苯醚(PBDEs)是广泛存在于环境中的一种新型持久性有机污染物.四溴联苯醚同分异构体中的BDE-47是多溴联苯醚中最重要的单体之一.试验采用人工土壤培养法,通过亚急性试验,研究了在不同暴露时间阶段下,不同BDE-47剂量对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)抗氧化酶(过氧化氢酶CAT)、代谢酶(谷胱甘肽转移酶GST)以及二者基因表达的影响.结果表明,在暴露14 d和28 d时,CAT活性被诱导上升并且差异显著;GST活性变化差异不显著;CAT基因表达水平在第14 d时呈现抑制效应,在后续的第28 d和第42 d基因表达水平上调;GST基因表达水平整体呈现诱导效应,并且差异显著,随着暴露时间的增加,低毒处理组(10、50 mg·kg-1)的基因表达水平逐渐下调至低于对照组的水平,高毒处理组(100、200 mg·kg-1)的基因表达量仍高于对照组水平;在BDE-47的暴露试验中,CAT与GST活性及其基因表达水平两项指标对低毒处理组较高毒处理组更为敏感.     

成渝经济区河流表层沉积物中多溴联苯醚的分布特征

在成渝经济区内采集了19个表层沉积物样品,采用GC/MS方法对其中的PBDEs(Polybrominated Diphenyl Ethers,多溴联苯醚)进行了检测. 结果表明,沉积物中w(ΣPBDEs)(ΣPBDEs包括BDE-1,BDE-15,BDE-17,BDE-28,BDE-47,BDE-66,BDE-71,BDE-85,BDE-99,BDE-100,BDE-126,BDE-138,BDE-153,BDE-154,BDE-166,BDE-181,BDE-183和BDE-190)为0.20～6.45 ng/g,w(BDE-209)为0.44～6.29 ng/g. 与其他地区相比,成渝经济区内PBDEs的污染水平相对较低, 大部分样品中的PBDEs以BDE-209为主,说明成渝经济区河流沉积物中的PBDEs主要来自十溴联苯醚; 但PBDEs的组成特征显示,彭山岷江大桥沉积物中的PBDEs主要来自五溴联苯醚,而官渡沉积物中的PBDEs主要来自八溴联苯醚. 此外,一些以往工作较少关注的PBDEs单体,如BDE-1,BDE-15,BDE-181和BDE-190等,不但在沉积物中的检出率较高(均高于70%),而且有的含量也相对较高.      

经口摄入土壤多溴联苯醚生物可给性变化及影响因素的体外消化模拟

误食土壤是污染物(如多溴联苯醚)人体(主要是儿童)暴露的重要途径,人体消化道内污染物吸收的生物可给性是针对此种暴露方式进行定量风险评估的有效途径之一.本研究采用体外消化实验模拟3种不同有机碳含量的天然土壤中典型多溴联苯醚(BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153)在胃和小肠消化液中的释放,验证部分消化释放的多溴联苯醚因消化残留固相表面的再吸附造成低估实际生物可给性,并通过不同水土比的拟合计算予以校正.结果表明,校正后的消化率普遍高于校正前;就不同土样而言,BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153在不同初始暴露浓度条件下平均提升比例范围分别为14.3%~42.3%、11.1%~32.1%、4.9%~12.3%和0.0%~7.7%.因此,未经校正的消化率会显著低估PBDEs消化道内的生物可给性,尤其是低溴代组分及PBDEs初始浓度较高或高TOC含量的土样.校正后BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153的消化率分别维持在21.9%~54.7%、18.8%~43.1%、13.4%~27.2%和9.3%~19.9%.此外,PBDEs的消化率与其辛醇-水分配系数的对数lg KOW呈显著负相关;而与土壤TOC含量及PBDEs初始暴露浓度的相关性并不显著,尤其是高溴代组分.     

多溴联苯醚在胶州湾养殖水域含量水平与分布

2008年5月和8月,在胶州湾养殖区设置9个站位,分别进行水样和沉积物采集,利用5975气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)进行多溴联苯醚测定。结果显示,在该水域水体中共检出4种多溴联苯醚单体,总浓度范围为ND～630.8 pg/L,其中BDE-47是主要污染物;沉积物中共检出8种多溴联苯醚单体,总浓度范围为(189.2～1349.7)×10-12。BDE-47、-99是沉积物中主要污染物。该海域多溴联苯醚的分布特征是靠近胶州湾东北岸的9号、8号站最高。另外,大沽河、桃源河入海口附近的1号站相对偏高,呈现出由东、西向中间方向逐渐递减的趋势。总体结果表明:多数站位8月份∑PBDEs含量高,5月份含量低。     

5种多溴联苯醚同系物对海洋饵料藻(亚心型扁藻和盐生杜氏藻)的急性毒性

本研究选择5种多溴联苯醚同系物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-153和BDE-209)对2种海洋饵料藻(亚心型扁藻和盐生杜氏藻)进行急性毒性试验。96 h半抑制浓度(96 h EC50)计算结果表明,BDE-28 和BDE-47的毒性较高,随溴原子取代数的增加,PBDE同系物对海洋饵料藻的毒性呈下降趋势,5种PBDE同系物对亚心形扁藻、盐生杜氏藻的96 h EC50由小及大依次为:BDE-28(128,75 g/L)、BDE-47(114,120 g/L)、BDE-99(383,572 g/L)、BDE-153(996,1249 g/L)和 BDE-209(2056,1868 g/L)。目前全球近岸海水中PBDEs浓度尚不会对海洋饵料藻产生急性毒性。海洋微藻对同种PBDE同系物的敏感性差异较大(96 h EC50相差1~2个数量级),为客观评价PBDEs的海洋生态风险性,应研究PBDEs对更多种类微藻的毒性效应。     

婴儿脐带血和母亲血中多溴联苯醚的研究

为研究环境污染物多溴联苯醚(PBDEs)在人体的含量,采集了21对婴儿脐带和母亲静脉血样,用气相色谱和质谱法进行测定.结果表明,在所检测的7个PBDEs同系物(BDE-28,-47,-99,-100,-153,-154和-183)中,BDE-47和BDE-153为最主要的同系物.总PBDEs的含量分布于1.5~17ng/g;略高于挪威报道的含量水平,但低于瑞典和德国,远低于美国所报道的水平.      

胶州湾养殖区贝类生物体中多溴联苯醚的分布特征

对胶州湾养殖区贝类中的多溴联苯醚(PBDEs)的含量进行检测。结果表明,所采集的菲律宾蛤仔、长牡蛎和栉孔扇贝生物样品中9种PBDEs(BDE-15、BDE-28、BDE-47、BDE-75、BDE-99、BDE-100、BDE-138、BDE-153、BDE-154)的含量分别为(422.2～512.6)×10-12(干重)、(957.0～1102.7)×10-12(干重)和979.5×10-12(干重),其中位于海泊河口处的贝类生物体中的含量最高。所有样品中,BDE-47相对含量最高,其相对于∑9PBDEs的贡献率为38.8%～41.8%。贝类样品的9种PBDEs含量及组成的差别可能与它们对PBDEs的吸收和代谢能力的差异有关。胶州湾养殖区贝类生物体中BDE-47和BDE-99的含量远小于香港、美洲和欧洲等工业发达地区,和亚洲发达国家韩国等处于同一数量级,但相比于2002年青岛近岸紫贻贝中的含量有一定程度的增加,表明近年来青岛沿海地区PBDEs污染加重,这一点必须引起足够的重视。     

南海北部大气气相多溴联苯醚的含量及来源

通过"实验三号"开放航次在南海北部采集了32个大气样品,用气相色谱/质谱联用仪分析了样品中的多溴联苯醚(PBDEs)同系物,并对其含量、组成特征、空间分布及主要来源进行了研究.结果表明,南海北部大气中7种PBDEs总浓度为0.07～35.9 pg.m-3,四溴(BDE-47)和五溴(BDE-99和-100)化合物为主要组成,分别约占PBDEs总量的51.5%和36.9%,显示工业五溴联苯醚的使用是其主要来源;中国东南沿海和菲律宾附近PBDEs浓度较高,南海靠近越南中部海域大气PBDEs含量较低.后推气流轨迹分析指出:我国东南沿海,特别是珠江三角洲,以及我国台湾和菲律宾等地区陆源污染物的外溢是引起南海北部地区PBDEs浓度较高的主要原因.     

厌氧条件下 2,2',4,4'-四溴联苯醚的微生物降解

多溴联苯醚是环境中的新兴污染物,其中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在环境(尤其是水环境)中普遍存在且生物毒性很高.以BDE-47为对象,研究了6组含脱卤球菌的培养液对BDE-47的降解,目的是了解厌氧条件下BDE-47的微生物降解及其动力学.采用100 mL血清瓶作为厌氧反应器,对厌氧微生物进行培养.对每组菌作两种处理,一是仅加入BDE-47作为能源(设计终浓度为200μg.L-1),另一是同时加入BDE-47和三氯乙烯(TCE)作为能源(设计终浓度分别为200μg.L-1和13mg.L-1).经过3个月的实验,两组含脱卤球菌的培养液(6M6B和T2)均能明显降解BDE-47,生成BDE-17、BDE-4及少量的DE,TCE的存在一定程度上减弱了6M6B和T2菌对BDE-47的降解.采用PCR-DGGE法对不同培养菌液的群落结构进行比较,发现醋酸杆菌属与BDE-47的降解关联较大.在3种不同初始浓度(50、250和500μg.L-1)条件下,BDE-47的降解速率分别为0.003 3、0.001 4和0.001 0 d-1.本研究表明,厌氧条件下BDE-47在细菌的作用下可发生还原降解,生成BDE-17和BDE-4.醋酸杆菌属可能在BDE-47的降解中起较大作用.高浓度的BDE-47在一定程度上会抑制降解菌的活性.     

二溴联苯醚对纤细裸藻的生态遗传毒性效应

通过检测纤细裸藻生长、抗氧化酶活性和单细胞凝胶电泳(彗星试验)研究了4,4’-二溴联苯醚(BDE-15)对纤细裸藻(Euglena gracilis)的生态遗传毒性效应.结果表明,低浓度BDE-15(3×10-6mg/L)对纤细裸藻的生长无显著影响,高浓度时(3mg/L)具有明显的抑制作用,相比空白抑制率达69.70%;叶绿素a和类胡萝卜素含量在高浓度BDE-15作用下显著上升;谷胱甘肽(GSH)和细胞总蛋白含量则随BDE-15浓度增加明显下降;抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)活性随BDE-15浓度升高显著下降,具明显的剂量-效应关系,过氧化物酶(POD)活性随BDE-15浓度增加呈上升趋势,最高浓度组(3mg/L)比空白对照提高93.45%,显示BDE-15胁迫可诱导抗氧化酶活性;彗星试验结果显示纤细裸藻细胞DNA损伤程度随BDE-15浓度增加而加重,表明高浓度BDE-15具有潜在致突变性.     

2,2',4,4'-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L~(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min~(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.     

大气环境变化对污染土壤中PBDEs自然降解过程的影响研究

以模拟电子垃圾拆解区污染土壤中的多溴联苯醚(PBDEs)为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了臭氧浓度的上升及光照条件、温度和土壤pH值等环境因素对土壤中PBDEs自然降解过程的影响.研究结果表明:臭氧浓度的升高能明显促进PBDEs的自然降解,且臭氧浓度越高BDE-209的降解率越高,随着土壤深度增加,BDE-209去除率则相应降低,10 mg·L-1的臭氧在2 h内对深层土壤中BDE-209的去除率可达99%.光照强度为1.0 m W·cm-2的持续紫外光照条件下,土壤中BDE-209的降解现象较为明显,且光降解速率随光强的增强而增大.40℃的夏季地面高温及pH=9.0的弱碱性土壤均有利于PBDEs的自然降解.此外,PBDEs的降解过程是逐步脱溴的过程.PBDEs的降解过程既包括了BDE-209的降解,也包括了中间产物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154和BDE-183)的降解.当BDE-209去除率达到一定程度且中间产物逐渐积累达一定量时,中间产物的降解反应逐渐成为主导反应,导致PBDEs总量逐渐降低.     

中国8个城市大气多溴联苯醚的污染特征及人体暴露水平

利用大流量采样器采集了我国东西部地区8个城市的大气气相和颗粒相样品,分析了样品中8种多溴联苯醚.结果表明,气相中以BDE-28(三溴组分)浓度最高[(6.25±4.95)pg·m~(-3)]不同于以往研究中BDE-99和-47为气相中优势同系物单体;颗粒相中则以BDE-209浓度最高[(25.4±124)pg·m~(-3)].北京和广州这两个大型城市的大气PBDEs浓度较高,尤其是广州的颗粒相BDE-209浓度,比其他城市的浓度高两个数量级.与早期的观测结果相比,我国城市大气PBDEs浓度呈普遍的下降趋势.同时,对比发现气相浓度下降较慢,颗粒相浓度下降较快,结合相关性分析结果,这一现象可能与工业五溴和八溴联苯醚的停产禁用高溴组分的光降解及城市大气颗粒物浓度的降低有关.城市婴幼儿的吸入暴露量约为成人的2~3倍,反映出城市大气PBDEs对城镇居民尤其是婴幼儿的潜在健康危害仍不容忽略.     

长江中游沉积物中多溴联苯醚的污染特征及风险评价

多溴联苯醚(PBDEs)具有高毒性和生物累积性,进入水体后易与有机质相结合,成为PBDEs污染物的重要归宿,对人类健康和水生生态系统造成潜在的危险.为揭示多溴联苯醚(PBDEs)在长江中游流域的污染现状,通过采集该地区流域内13个表层沉积物样品,采用高分辨气相色谱/高分辨质谱法(HRGC/HRMS)对沉积物中9种PBDEs同类物进行分析.结果表明该地区沉积物中9种PBDEs的含量范围(干重)约为46.1~326 pg·g~(-1),而BDE-99是其中最主要的贡献单体,平均贡献率约为51.6%;其次是BDE-47,约为19.6%.与国内外其他海域的研究相比,长江中游沉积物中PBDEs残留量处于较低水平.通过测定沉积物中总有机碳(TOC),研究结果发现PBDEs含量与TOC无明显的正相关关系.结合商值法对PBDEs的健康风险进行初步评估,结果表明,本研究中PBDEs对人体产生的健康风险较小.     

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)在小鼠肝脏S9中的体外代谢研究

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是一类具有内分泌干扰性质的酚类化合物,且内分泌干扰效应大于其母体多溴联苯醚(PBDEs),研究OH-PBDEs的体外代谢行为对于理解其在生物体内的富集转化具有重要意义.以小鼠肝脏S9部分作为研究对象,考察了3-OH-BDE-47、5-OHBDE-47、6-OH-BDE-47和2'-OH-BDE-68在小鼠肝脏中的体外代谢.结果表明小鼠肝脏S9中的I相酶和II相酶均能代谢4种OH-PBDEs;醚键与OH官能团及Br原子互为邻位时,I相酶对OH-PBDEs的代谢率最高,即6-OH-BDE-47表现出较高的代谢率,此外,4种OH-PBDEs经I相酶代谢后均能生成2,4-二溴苯酚,表明醚键断裂是其主要的I相酶代谢途径;OH-PBDEs的OH官能团与醚键互为间位时,II相酶对其葡萄糖醛酸结合反应最高,也就是5-OH-BDE-47表现出较高的去除率.     

BDE-47在紫贻贝中的分布、蓄积、消除和毒性效应

以紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)为试验生物,研究了 2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在贻贝组织中的分布、生物蓄积和消除动态,并探究BDE-47对贻贝的毒性作用.结果发现:紫贻贝对BDE-47有较强的生物蓄积能力和一定的消除能力,且蓄积具有组织特异性和浓度依赖性,消化腺和鳃是B...     

十溴联苯醚(BDE-209)对中华哲水蚤的急性毒性效应及体内三种抗氧化酶活性的影响

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有潜在生态风险的新型持久性有机污染物,在环境和生物体中含量均呈现增长趋势。本文研究了十溴联苯醚(BDE-209)对中华哲水蚤96 h-LC50以及不同浓度BDE-209胁迫下中华哲水蚤体内三种抗氧化酶:谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)和谷胱甘肽还原酶(GR)响应变化。实验结果显示:(1)BDE-209对中华哲水蚤96 h-LC50值为1 432.21μg/L,表明BDE-209是一种高毒性物质。(2)BDE-209可对中华哲水蚤造成一定程度的氧化胁迫。低浓度组(20μg/L)GPX、GST、GR活性随胁迫时间增加而升高,体现了机体抗氧化防御系统对BDE-209胁迫的应激反应;高浓度组(200μg/L)GST、GR活性在96 h高于对照组,而GPX活性始终低于对照组,表明机体受到一定氧化损伤。