4种典型羟基化多溴联苯醚对斑马鱼胚胎的毒性和生物富集性

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是近年来发现的一种新型有机污染物,它的存在与人类生产的PBDEs有着密切的关系,因而备受关注.本文以斑马鱼胚胎为受试生物,研究了2'-羟基-2,3',4,5'-四溴联苯醚(2'-OH-BDE-68)、3-羟基-2,2',4,4'-四溴联苯醚(3-OH-BDE-47)、5-羟基-2,2',4,4'-四溴联苯醚(5-OH-BDE-47)、6-羟基-2,2',4,4'-四溴联苯醚(6-OH-BDE-47)4种典型OH-PBDEs对斑马鱼胚胎毒性效应和富集规律,测定了孵化率、存活率、正常率、心率、体长等指标和斑马鱼早期生活阶段体内的生物富集系数.结果表明,4种OH-PBDEs暴露引起斑马鱼胚胎孵化率、心率、存活率下降,畸形率升高并抑制生长发育.组织病理学研究显示,受试组斑马鱼与空白相比,出现鳃结构紊乱、腮丝上皮增厚、组织残损、脱落甚至坏死及脊椎变形等症状.2'-OH-BDE-68、3-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、6-OH-BDE-47的生物富集系数(45 d-BCF值)分别为424、244、588和144.     

多溴联苯醚及其衍生物在土壤中的分布、转化和生物效应研究进展

多溴联苯醚（polybrominated diphenyl ethers,PBDEs）作为一种良好的溴系阻燃剂被大量地添加到工业产品中,随着产品的使用、回收和废弃处理会进入各种环境介质中,是一类分布十分广泛的持久性有机污染物.PBDEs的衍生物羟基化多溴联苯醚（hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,OH-PBDEs）和甲氧基化多溴联苯醚（methoxylated polybrominated diphenyl ethers,MeO-PBDEs）,由于具有比母体化合物更大的毒性效应和更复杂的环境行为也受到人们广泛关注.通过对PBDEs及其衍生物在土壤中的分布特征、转化规律及生物效应研究的最新进展进行综述发现,PBDEs在土壤中的分布浓度随离工业区距离增加而减小,且大多数污染地区土壤中以高溴代PBDEs为主,偏远地区土壤中则以低溴代PBDEs为主.进入土壤的PBDEs在动物、植物体内及微生物作用下均可发生脱溴代谢转化产生低溴代PBDEs,也可发生羟基化生成OH-PBDEs和甲氧基化生成MeO-PBDEs,与此同时,OH-PBDEs和MeO-PBDEs之间也会发生相互转化.PBDEs及其衍生物作为一种环境内分泌的干扰物对大部分的植物、动物都有显著的毒性效应,对植物而言能够抑制植物种子萌发、幼苗生长、损伤细胞结构以及影响植物代谢活动等;对动物而言能够影响动物的内分泌功能、妨碍动物生殖系统的发育以及对神经系统产生毒性等.目前,关于PBDEs及其衍生物在土壤生态系统中环境化学行为和生态毒性的报道十分有限,探讨土壤中PBDEs的代谢转化过程和毒性效应可为全面深刻地认识PBDEs的环境行为和潜在生态风险提供科学参考.      

猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,研究PBDEs的体外代谢行为对理解其在体内的富集和转化具有重要意义。文章以猪肝微粒体作为研究对象,以体外代谢形式研究其对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的代谢能力,优化了代谢条件,并研究了0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10 mg/L的BDE-47对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,孵育0.1 mg/L的BDE-47时,猪肝微粒体对BDE-47的代谢率可达到28.6%。实验所设各浓度BDE-47均能够保护微粒体的ECOD活性,但较高浓度的BDE-47(0.5、1、5 mg/L)对微粒体的EROD活性有显著抑制作用,而各浓度BDE-47对ANH活性没有显著影响。     

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.     

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.     

多溴联苯醚与四溴双酚A的生物代谢研究进展

分析了生物体内多溴联苯醚(PBDEs)和四溴双酚A(TBBPA)的来源和分布,综述了PBDEs和TBBPA在生物体内发生还原代谢和氧化代谢的研究进展,从体内原位代谢和体外模拟代谢2个方面探讨了PBDEs和TBBPA的生物代谢机制、代谢途径及代谢中可能涉及的代谢酶,指出今后应进一步深入开展PBDEs和TBBPA的生物积累和代谢产物的定量分析的研究。     

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...     

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。     

不同模拟场景下浸提剂对废电路板中多溴联苯醚的浸出影响

以废电路板为研究对象,分别以硫酸/硝酸溶液、柠檬酸、酒石酸、草酸、醋酸缓冲溶液和商用腐殖酸为浸提剂,研究多溴联苯醚(PBDEs)的浸出释放特征。用索氏提取法提取样品中的PBDEs,液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,然后用GCMS对11种PBDEs同系物进行定性和定量检测。结果表明:样品中PBDEs以BDE 28、BDE 47、BDE 66等低溴代联苯醚为主,11种PBDEs同系物均被检出。在硫酸/硝酸溶液、柠檬酸、酒石酸、草酸、醋酸缓冲溶液的浸出液中,BDE 28、BDE 47、BDE 66、BDE 99等4种PBDEs同系物被检出,但浸出量较低;在商用腐殖酸的浸出液中,BED 28、BDE 47、BDE 66、BDE 85、BDE 99、BDE 100、BDE 153等7种PBDEs同系物被检出,且浸出量远高于其他类型浸出液的浸出量。     

白腐菌锰过氧化物酶对2,2’,4,4’-四溴联苯醚的降解

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的全球性有机污染物,对这类污染物环境行为的研究虽然已有较多报道,但是微生物降解方面尤其是针对单一胞外酶降解的研究还比较少。文章以白腐菌模式菌种Phanerochaete chrysosporium为对象,研究其分泌的胞外酶锰过氧化物酶(MnP)对环境中最常检测到的2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE47)的好氧降解,考察不同β-环糊精浓度对该酶降解BDE47的影响,并初步探讨了胞内细胞色素P450的作用。结果表明,MnP能有效降解BDE47,在培养15 d后,扣除空白损失,降解率达到70%左右。低浓度和高浓度的环糊精对MnP降解BDE47无显著性影响。胞内细胞色素P450对BDE47的降解没有明显贡献。     

羟基多溴联苯醚对鲤鱼急性毒性及定量结构活性关系

羟基多溴联苯醚是一类具有环境风险的新兴污染物,它们已经在众多环境介质甚至人体内广泛存在。参照GB/T13267-91标准方法,采用静态生物急性毒性试验,测定了6种羟基多溴联苯醚(2′-OH-BDE7、4′-OH-BDE17、2′-OH-BDE28、2′-OH-BDE68、4′-OH-BDE90和2′-OH-BDE123)对普通鲤鱼的急性毒性96 h-LC50值,分别为697、1 130、854、550、644和522 ng.mL-1。除4′-OH-BDE17为高毒物质外,其他5种OH-PBDEs均为剧毒物质,高溴代的2′-OH-BDE123毒性最大。选用OH-PBDEs的KOW参数及由MOPAC软件PM3算法计算出的16个量子化学参数(EHomo、qBr+、ELumo等)为描述符,运用一元线性回归分析分别研究了96 h-LC50与他们之间的相关关系。结果表明:lgKOW和ELumo与6种羟基多溴联苯醚的96 h-lg LC50表现出较好的相关性,复相关系数均大于0.96,根据方程得到的96 h-lg LC50预测值与实验值基本相同,进一步对环境中广泛检出的其它OH-PBDEs的96 h-LC50值也进行了预测。     

Transformation of hydroxylated and methoxylated 2,2′,4,4′,5-brominated diphenyl ether(BDE-99) in plants

The occurrence and fate of hydroxylated polybrominated diphenyl ethers (OH-PBDEs) and methoxylated polybrominated diphenyl ethers (MeO-PBDEs) have received significant attention. However, there is limited information on the metabolism relationship between OH-pentaBDEs and MeO-pentaBDEs that were frequently detected with relatively high concentrations in the environment. In this study, the biotransformation between OH-BDE-99 and MeO-BDE-99 was investigated in rice, wheat, and soybean plants. All the three plants can metabolize OH-BDE-99 to corresponding homologous methoxylated metabolites, while the transformation from MeO-BDE-99 to OH-BDE-99 could only be found in soybean. The conversion of parent compounds was the highest in soybean, followed by wheat and rice. Transformation products were found mainly in the roots, with few metabolites being translocated to the shoots and solution after exposure. The results of this study provide valuable information for a better understanding of the accumulation and transformation of OH-PBDEs and MeO-PBDEs in different plants.     

新制和老化微塑料对多溴联苯醚的吸附

以2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)为多溴联苯醚(PBDEs)代表化合物,研究了新制和紫外光照射老化的聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)微塑料对BDE-47的吸附动力学和等温吸附,分析了盐度和溶解性有机质等环境因素对其吸附的影响,采用扫描电镜、 X射线衍线和全反射红外光谱对新制和老化微塑料进行了表征,探讨了新制和老化微塑料对PBDEs的吸附机制.结果表明,新制与老化PE的主要吸附模式为表面吸附和外液膜扩散,新制与老化PS主要受表面吸附影响.Freudlich模型的拟合度最好,表明微塑料对于BDE-47的吸附均表现为多相多层的不均匀吸附过程.BDE-47在新制PE、老化PE、新制PS和老化PS上的平衡吸附量分别为3.72、 3.76、 6.04和3.46 ng·g~(-1).老化PE与新制PE相比,其平衡吸附量没有变化;但老化PS与新制PS相比,平衡吸附量降低了42.38%.外液膜扩散的分配作用是影响PE吸附的主要机制.与新制PS相比,结晶度和表面含氧官能团的增加,导致老化PS平衡吸附量降低.盐度对BDE-47在新制和老化微塑料上的吸附影响不大,但溶解性有机质的存在会降低新制和老化微塑料对BDE-47的吸附.     

Degradation of benzene derivatives in the CuMgFe-LDO/persulfate system: The role of the interaction between the catalyst and target pollutants

A novel insight on the role of interactions between target pollutants and the catalyst in the copper-containing layered double oxide(LDO)-catalyzed persulfate(PS) system was elucidated in the present study.4-Chlorophenol(4-CP),as a representative benzene derivative with a hydroxyl group,was completely removed within 5 min,which was much faster than the reaction of monochlorobenzene(MCB) without a hydroxyl group,with the degradation efficiency of 31.7% in 240 min.Through the use of radical quenching and surface inhibition experiments,it could be concluded that the interaction between 4-CP and CuMgFe-LDO,rather than free radicals,played a key role in the decomposition of 4-CP,while only the free radicals participated in the MCB degradation process.According to electron paramagnetic resonance and Xray photoelectron spectroscopy data,the formation of a Cu(II)-complex between phenolic hydroxyl groups and surface Cu(II) was primarily responsible for the degradation of phenolic compounds,in which PS accepted one electron from the complex and generated sulfate radicals and chelated radical cations.The chelated radical cations transferred one electron to Cu(Ⅱ) followed by Cu(I) generation and pollutant degradation successively.     

白腐菌联合纳米零价铁强化去除水中Cd(II)

采用白腐菌和纳米零价铁(nZVI)联合体系强化去除水中Cd (II),并考察pH值、Cd (II)初始浓度、温度、nZVI投加量对Cd (II)去除的影响,分析nZVI对白腐菌胞内外富集镉的影响特性,同时结合扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、三维荧光光谱等手段分析联合体系对Cd (II)的强化去除机制.结果表明,在pH=6,Cd (II)初始浓度为50mg/L,温度为30℃,nZVI投加量为0.1g/L的条件下反应180min后,Cd (II)的去除率可达到99.5%以上.联合体系对Cd (II)的去除过程符合准二级动力学,主要去除机制为白腐菌对Cd (II)的胞外络合吸附,添加nZVI能促进白腐菌对Cd (II)的胞外吸附,FTIR和XPS分析表明,羟基、羧基和氨基参与了Cd (II)的吸附,白腐菌胞外聚合物(EPS)能与铁发生内层配位形成P-O-Fe键,加速富含羟基官能团的纤铁矿、磁铁矿等铁矿物形成,从而促进对溶液中Cd (II)的吸附去除.     

Accumulation of polybrominated diphenyl ethers in breast milk of women from an e-waste recycling center in China

Polybrominated diphenyl ethers(PBDEs) can be transferred to infants through the ingestion of breast milk, resulting in potential health risk. In this study, PBDEs, hydroxylated polybrominated diphenyl ethers(OH-PBDEs) and 2,2′,4,4′,5,6′-hexachlorobiphenyl(CB-153)in human milk from women living adjacent to e-waste recycling sites of Wenling,China, were investigated. The median level of PBDEs in samples from residents living in the e-waste recycling environment 20 years(R_20group, 19.5 ng/g lipid weight(lw))was significantly higher than that for residents living in Wenling 3 years(R_3group,3.88 ng/g lw)(p 0.05), likely ascribable to specific exposure to PBDEs from e-waste recycling activities. In the R_20 group, most congeners(except for BDE-209) were correlated with each other(p 0.05). Moreover, CB-153 showed significant association with most PBDE congeners, rather than BDE-209. The relationship indicated that most BDE congeners other than BDE-209 shared common sources and/or pathways with CB-153, e.g., dietary ingestion. The correlations between BDE-209 and other congeners were different in the two groups, likely suggesting their different exposure sources and/or pathways for PBDEs.Although estimated dietary intake of PBDEs for infants via breast milk was lower than the minimum value affecting human health, the PBDE exposure of infants should be of great concern because of their potential effect on the development of neonates over long-term exposure. OH-PBDEs were not detected in the collected samples, which is in accordance with reports in published literature, likely indicating that they were not apt to be accumulated in human milk.     

一种新型环境污染物：羟基化多溴联苯醚（OH-PBDEs）

近年来羟基化多溴联苯醚（OH—PBDEs）在诸多环境介质中陆续被检出,其中一些被证明能在生物体内蓄积,另外一些被证明能产生致毒效应．作为一种新型的有机污染物,OH—PBDEs逐渐成为环境工作者研究的新热点．本文介绍了OH-PBDEs在环境中的来源及暴露水平,概述了国内外最近几年关于OH-PBDEs的环境浓度检测、生物体...