重金属和氯酚对霍甫水丝蚓的急性毒性及水环境安全评价

研究了Hg2+、Cr6+和Pb2+等重金属及2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等氯酚类物质对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应.结果表明, Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为0.16,4.25,76.24mg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为20.73,7.86,2.42mg/L. 根据6种污染物对霍甫水丝蚓的毒性实验结果,预测水体中Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为16,425,7624μg/L,最大允许浓度分别为1.6,42.5,762.4μg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为2073,786,242μg/L,最大允许浓度MPC分别为207.3,78.6,24.2μg/L.6种污染物的毒性评估结果显示,Hg2+对霍甫水丝蚓表现为极高毒性,Cr6+、2,4,6-三氯酚和五氯酚对其表现为高等毒性,Pb2+和2,4-二氯酚表现为中等毒性.3种重金属对其毒性顺序为:Hg2+ > Cr6+ > Pb2+;3种氯酚类物质对其毒性大小依次为:五氯酚 > 2,4,6-三氯酚 > 2,4-二氯酚.     

难降解有机物对白腐真菌P450的诱导及P450的作用

实验考察了多环芳烃和氯酚类化合物对黄孢原毛平革菌P450的诱导作用及其P450对生物降解的影响.结果表明,萘、菲、2,4-二氯酚、五氯酚能够诱导该真菌P450,使微粒体P450比浓度达到37~137pmol/mg.在营养限制条件下,菲诱导的P450是营养丰富条件的5.7倍;P450抑制剂的作用使萘、菲、芘、2,4-二氯酚的降解效率下降36%~100%,但是对2,4,6-三氯酚和五氯酚的降解未产生影响.在营养丰富条件下,P450抑制剂的作用使萘、菲、芘、2,4,6-三氯酚的降解效率下降47%~100%,使五氯酚的降解效率增大57%,但对2,4-二氯酚的降解未产生影响.     

驯化污泥厌氧还原脱氯促进2,4,6-三氯酚矿化及胞外呼吸脱氯途径

厌氧条件下,以乳酸钠为电子供体,2,4,6-三氯酚为电子受体对活性污泥进行驯化,考察了驯化污泥厌氧脱氯的代谢特性.结果发现,污泥可对2,4,6-三氯酚进行高效脱氯,乳酸钠、2,4,6-三氯酚初始浓度为20 mmol·L-1、40~80μmol·L-1时,9~24 h内可实现2,4,6-三氯酚100%初始性降解.中间产物有2,4-二氯酚,但检出浓度较低(4.22μmol·L-1),4-氯酚和苯酚为主要产物.驯化污泥以脱邻位氯(2,4,6-三氯酚,2,4-二氯酚)降解菌为优势种群,对4-氯酚和苯酚的进一步转化有限.厌氧代谢残留物经好氧污泥处理后,4-氯酚(初始浓度33μmol·L-1)2 h实现100%去除.驯化污泥可快速将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),并具有较强的腐殖质(AQDS)还原能力,说明驯化污泥中富集了异化铁还原菌.电子介体[Fe(Ⅲ)和AQDS]明显地加速了脱氯速率,在电子介体的介导作用下,污泥可同步进行胞外呼吸脱氯.     

我国24个典型饮用水源地中14种酚类化合物浓度分布特征

研究了14种酚类化合物在我国五大流域(黄河、海河、辽河、长江、淮河)24个典型饮用水源地水源水中的浓度水平.结果显示:14种酚类化合物在我国饮用水源地中的浓度在nd～213 ng·L-1范围内,浓度均值在2.44～31.2 ng·L-1范围内,浓度中位数在nd～40.0 ng·L-1范围内.14种酚类化合物中,硝基苯酚类化合物浓度最高,浓度中位数为37.9 ng·L-1,浓度平均值为27.4 ng·L-1.其次为苯酚、五氯酚、二氯苯酚(2,4-二氯苯酚和2,6-二氯苯酚)和三氯苯酚(2,4,6-三氯苯酚和2,4,5-三氯苯酚);四氯苯酚(2,3,5,6-四氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、2,3,4,5-四氯苯酚)和烷基苯酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)浓度较低.通过商值法对14种酚类化合物进行生态风险评价后发现,14种酚类化合物的风险商均远小于1,表明其对我国饮用水源地的生态风险较低.对8种已报道健康参考剂量或致癌斜率因子的酚类化合物进行健康风险评价,结果显示,7种酚类化合物的最大非致癌风险在10-6到10-4范围内,2,4,6-三氯酚和五氯酚的致癌风险在10-6量级以下,表明其健康危害较弱.     

苯酚在氨氮体系中的氧化降解研究

研究了氨氮存在下次氯酸钠处理苯酚模拟废水的氧化特性,探讨了苯酚在氨氮体系中的反应途径。实验结果表明:在含氨氮的苯酚废水中加入次氯酸钠,氨氮将与苯酚发生竞争反应。折点加氯曲线表现为当氯与氨氮质量比由5.35上升到27.67时,氨氮去除率的变化趋势滞后;而余氯量则不断减小,没有折点出现。随着氨氮浓度增加,苯酚的氧化降解受到抑制:一方面,苯酚的去除率不断下降;另一方面,体系中检测到一系列氯酚中间产物,其生成量和种类先增加后减少。HPLC分析结果显示体系中生成的氯酚中间产物至少有2种(2-氯酚和4-氯酚),至多有5种(2-氯酚、4-氯酚、2,6-二氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚)。其中,2-氯酚和4-氯酚是导致三卤甲烷产生的最有效前体物质,而2,6-二氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚则是生成卤乙酸的高活性物质。实验结果对次氯酸钠处理含氨氮的难生化或有毒有机废水具有一定的参考价值。     

氯酚类化合物对紫背浮萍生长及叶绿素含量的影响

以我国本土水生植物紫背浮萍为受试物种,利用其生长抑制和叶绿素含量的变化评价了3种氯酚类化合物的毒性效应.结果显示:2,4-二氯酚(2,4-DCP), 2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)对紫背浮萍的96h IC50值分别为12.73,8.49,1.12mg/L.根据化学物质对水生生物毒性分级标准,3种物质均为高毒.2,4-DCP,2,4,6-TCP和PCP对紫背浮萍基于叶绿素含量变化的最大可接受浓度(MATC)分别为2.24,1.58, 0.35mg/L,对应的急慢性毒性比(ACR)分别为5.68,5.37和3.20.     

我国主要河流中3种氯酚混合物的生态风险评价

氯酚类化合物是我国河流中广泛存在的一类优先控制污染物. 利用基于相似作用模式的混合物风险商（RQ_m）的方法,对我国主要河流中五氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚组成的混合物进行了生态风险评价. 结果表明:我国河流中3种氯酚化合物的RQ_m均小于1. 黄河中3种氯酚化合物的RQ_m最高为0.377,长江、珠江、淮河和松花江中3种氯酚化合物的RQ_m分别为0.055、0.039、0.035和0.010,其他河流的RQ_m均小于0010. 整体上看,我国北部河流3种氯酚化合物的RQ_m比南部河流高.      

3种氯酚对噬热四膜虫的毒性效应

以原生动物噬热四膜虫作为受试生物,研究了3种氯酚的急性毒性和遗传毒性及环境因子对污染物的生物效应,探讨了水体硬度对3种氯酚生物毒性的影响.结果表明,3种氯酚毒性大小依次为五氯酚(PCP)>2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)>2,4-二氯酚(2,4-DCP),表明随着氯原子数目的增加,生物毒性增强.硬度实验结果显示随水体硬度升高,3种氯酚对四膜虫的急性毒性先降低后增加,但不同的水体硬度下2,4-DCP对四膜虫的24、48、72和96 h EC50值分别为3.69、3.54、3.02和2.34 mg·L-1;2,4,6-TCP分别为3.23、2.83、2.56和1.97 mg·L-1;PCP分别为0.63、0.45、0.34和0.28 mg·L-1,3种氯酚的EC50值分别在同一数量级上,表明对四膜虫的毒性影响不大.采用单细胞凝胶电泳技术(SCEG)研究了3种氯酚对四膜虫核DNA的损伤作用,结果显示氯酚类化合物具有细胞毒性,彗星实验可以较好地指示氯酚类化合物的遗传毒性.     

2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚对斑马鱼胚胎发育的影响

为评价2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6三氯酚(2,4,6-TCP)对鱼类早期生命阶段的影响,以斑马鱼胚胎为研究对象,观察2,4-DCP和2,4,6-TCP对96 h内斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,两种氯酚对斑马鱼胚胎发育均有抑制作用,可以造成胚胎孵化延迟,降低体长及心率,幼鱼畸形甚至死亡;2,4-DCP、2,4,6-TCP的NOEC分别为1.12 mg/L和0.50 mg/L。两种氯酚对斑马鱼胚胎的发育毒性相比,不同观察指标,毒性不尽相同:斑马鱼胚胎48 h心率指标对2,4-DCP更加敏感,而斑马鱼胚胎96 h孵化率、畸形率、体长对2,4,6-TCP更加敏感。     

斑马鱼对3种氯酚的富集作用及其SOD酶活性应激反应研究

为了研究对氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)对斑马鱼的生理毒性作用,以7 d富集系数(KBCF)和超氧化物歧化酶(SOD)活性为评价指标,采用半静态试验法对斑马鱼进行驯养和试验,测定斑马鱼对3种氯酚的7 d KBCF,同时测定不同浓度条件下,暴露1 d和7 d,斑马鱼体内SOD酶活性。结果表明,4-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的7 d KBCF分别为33.65±5.29、65.54±10.49和128.05±39.83,富集能力表现为4-CP(无富集)2,4-DCP(轻度富集)2,4,6-TCP(轻度富集);斑马鱼对氯代酚类物质的富集性与氯酚类物质氯原子取代个数正相关。3种氯酚胁迫斑马鱼结果表明,暴露1 d表现为诱导-抑制效应,暴露7 d表现为抑制效应,酶活性变化显著。     

厌氧污泥降解氯酚的驯化及其在驯化过程中的降解动力学

以２种厌氧污泥经４种氯酚的实验室半连续投料驯化试验的结果表明，通过氯酚的驯化可以明显地提高厌氧污泥对氯酚的降解活性和降解速率，消除利用氯酚的滞后期；驯化污泥降解活性的高低与原污泥的活性、菌群类型及氯酚的种类等因素有关；添加微生物易利用有机物，有利于获得高效降解氯酚的驯化污泥；并提出了氯酚在厌氧污泥驯化过程中的降解动力学方程。     

Probabilistic ecological risk assessment for three chlorophenols in surface waters of China

Individual and combined assessment of risks of adverse effects to aquatic ecosystems of three chlorophenols (CPs), including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), were conducted. A probabilistic approach based on the concentrations of CPs in surface waters of China was used to determine the likelihood of adverse effects. The potential risk of CPs in surface waters of China was determined to be of concern, especially PCP and mixtures of CPs. The risks of adverse effects were examined as the joint probabilities of exposure and response. The joint probability for PCP was 0.271 in the worst case and 0.111 in the median case, respectively. Based on the cumulative probability, 5% of aquatic organisms included in the assessment would be affected 21.36% of the time in the worst case and 5.99% of the time in median case, respectively. For the mixtures of CPs, the joint probability were 0.171 in the worst case and 0.503 in median case, respectively and 5% of species would be affected 49.83% of the time for the worst case and 12.72% in the median case, respectively. Risks of effects of the individual CPs, 2,4-DCP and 2,4,6-TCP were deemed to be acceptable with a overlapping probability of < 0.1 with 5% of species being affected less than 4% of the time.     

Dechlorination of chlorophenols by zero valent iron impregnated silica

Laboratory studies were conducted to find out the efficacy of uniquely prepared zero valent iron impregnated silica in transforming xenobiotic chlorophenols namely 4-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol and 2,4,6-trichlorophenol. Continuous mode column experiments were performed to investigate the transformation of chlorophenols by varying pH, column height, flow rate and initial chlorophenol concentration. Reusability study of the zero valent iron impregnated silica was studied as well as the morphological changes and the chemical composition of the catalyst medium were also investigated. Dechlorination kinetic studies were conducted and the order of dechlorination of chlorophenols was found to be 2,4,6-trichlorophenol > 2,4-dichlorophenol > 4-chlorophenol. The optimum pH, column height and flow rate were found to be 7, 20 cm and 0.75 L/hr respectively for all chlorophenols in the reaction duration of 4 hr. Intermediates formed during dechlorination study were identified by gas chromatography-mass spectroscopy analysis. This method was applied to real pulp and paper wastewater and was found satisfactory.     

氯酚类化合物对金鱼的急性和亚急性毒性研究

研究了2-氯酚、2,6-二氯酚,2,3,4-三氯酚、2,3,5,6-四氯酚、五氯酚5种氯酚类化合物对鲤科金鱼(Carassiasauratus)的急性毒性和这5种化合物在1/2LC₅₀,1/4LC₅₀,1/6LC₅₀浓度下对金鱼肝脏中Na₊-K₊-ATP酶的影响变化。结果显示:①氯酚类化合物随氯原子数目在苯环上的增加,其急性毒性增加;②亚急性毒性指标Na₊-K₊-ATP酶对氯酚类化合物比较敏感,是一种较好的生物指示物。并讨论了氯酚类化合物对Na₊-K₊-ATP酶活性产生影响的机制。      

超声波/零价铁(US/Fe)协同降解氯酚类化合物的QSPR研究

在同一反应条件下测定US/Fe协同降解6种氯酚类化合物的降解速率常数(κ).采用软件Chemoffice2005内置的MOPAC2002计算氯酚类化合物的分子结构参数,运用偏最小二乘(PLS)回归分析方法,对氯酚类化合物进行定量结构-性质相关(QSPR)研究,得到预测性较好的模型.模型结果显示,影响US/Fe协同降解性能(logK)的主要因素是Vp、Ehomo、logKow、(Elumo-Ehomo)2和Elumo-Ehomo.推测在US/Fe协同体系中:(1)氯酚类化合物的降解反应不是以空化泡内热解反应为主;(2)Fe表面的吸附作用对降解反应起决定影响,且氯酚化合物与·OH的氧化反应占主导作用.     

杭州湾南岸海水中的氯酚类化合物的污染特征及生态风险评价

应用气相色谱质谱联用(GC-MS)技术测定了杭州湾南岸18个站位海水中的19种氯酚(CPs),氯酚总量范围是16.71~2.181104ng/L。从结构上看,杭州湾南岸海水中以低氯代的氯酚为主。运用主成分分析法确定其分布特征和污染情况,可以将氯酚分为高、低含量2组,2-氯酚、4-氯酚和2,4,6-三氯酚是主要氯酚污染物。污染程度从高到低依次为镇海余姚慈溪,其中镇海泥螺山、新泓闸海区、慈溪淡水泓近岸和余姚黄家埠的污染较为严重。采用风险商进行生态风险分析,发现杭州湾南岸海水中的氯酚已具有一定程度的环境风险,需要进一步的监测并采取相应措施减少污染。     

北京清河水体及水生生物体内抗生素污染特征

利用高效液相色谱和串联质谱联用的方法,分析了北京市清河水体和水生生物体内4类抗生素含量水平及污染特征. 结果表明:清河水体中QNs(喹诺酮类)和MCs(大环内酯类)抗生素是主要污染物质,ρ(∑QNs)和ρ(∑MCs)的平均值分别为2238.9和814.9ng/L;在检测的5种大型水生植物体内,QNs和TCs(四环素类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑TCs)的平均值分别为945.3和389.2μg/kg;在鱼类和软体动物体内,QNs和SAs(磺胺类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑SAs)的平均值分别为3213.9和653.5μg/kg. 抗生素对清河水生态系统的环境风险评价结果表明,OFL(氧氟沙星)、CIP(环丙沙星)和NOR(诺氟沙星)对藻类和水生植物的HQs(危害系数)均大于1,说明在清河水体中这3种抗生素对藻类和水生植物存在环境风险. 研究表明,清河水环境存在一定程度的抗生素污染,其中QNs抗生素的HQs较高,其环境风险不容忽视.