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.     

基于枯草芽孢杆菌微生物传感器的毒性分析

采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为指示生物的微生物传感器毒性分析系统,对重金属(Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+、Pb2+和Co2+)、有机污染物[邻氯苯酚(2-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)、四环素和十二烷基苯磺酸钠]及石油废水等的生物急性毒性进行分析.结果表明,对数生长后期和稳定期的Bacillussubtilis微生物传感器具有良好的毒性分析性能,Cd2+、Zn2+、Cr6+、Cu2+、Hg2+、Pb2+对Bacillus subtilis的EC50分别为47.3,10.9,14.0,2.6,0.8,100.1mg/L,Co2+的EC30为56.6mg/L,2-CP、2,4-DCP、2-NP、4-NP、四环素和十二烷基苯磺酸钠的EC50分别为559.6,450.8,588.5,487.0,121.3,558.9mg/L,该微生物传感器能真实反映石油废水的毒性情况.     

三种氯代酚的水生态毒理和水质基准

氯酚化合物主要包括2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等, 是一类重要的化工产品, 在环境中分布广泛. 氯酚在水体中的生态毒理行为一直是人们关注的焦点. 本文概述了2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚在水环境中的迁移归趋, 在水生生物体内的吸收代谢及其生态毒性和毒理特性. 在此基础上, 对3种氯代酚的水生态基准进行推导讨论, 以期为氯酚类污染物的环境管理、安全评价和污染防治提供基础资料.     

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。     

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.     

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.     

生物毒性测试微孔板MTOXPlate的分析性能研究

采用以11种微生物为指示生物的毒性测试微孔板MTOXPlate,以污染物对微生物细胞的脱氢酶活性抑制为测试终点,对重金属Hg2+、Cd2+、Cr6+、Pb2+,酚类化合物2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)及地表水、生活污水、印染废水的生物毒性进行分析.结果表明,MTOXPlate生物毒性测试微孔板具有良好的毒性分析性能,Hg2+、Cd2+、Cr6+和Pb2+的EC50值分别为0.617、21.05、35.21和11.22 mg·L-1,2,4-DCP、2-CP、4-CP、2-NP和4-NP的EC50值分别为27.26、64.29、44.19、85.89和33.84 mg·L-1.MTOXPlate分析得到地表水原水的抑制率均小于20%,生活污水的EC50值为62.19%,印染废水的EC50值为16.42%,表明生物毒性测试微孔板MTOXPlate能真实地反映地表水、生活污水和印染废水的毒性情况.     

氯代酚类物质对斑马鱼的急性毒性及QSAR研究

收集整理了取代苯类化合物与斑马鱼的48 h和96 h急性毒性(LC50)的定量关系数据,依据定量结构-活性关系原理,利用AM1法计算分子描述符表征化合物后,以多元线性回归法进行建模,并对建好的QSAR模型进行评价与检验。为进一步验证所建模型的预测能力,选择建模过程中所用化合物以外的3种氯代酚:对氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚对斑马鱼做48 h和96 h的急性毒性验证试验,其48 h-LC50分别为8.171、6.146、1.385 mg/L;96 h-LC50分别为6.475、4.327、1.132 mg/L。验证试验结果与已构建QSAR模型预测值进行对比和评价,经过残差分析,得出试验值与模型预测值残差均满足δ1,从而进一步验证所构建的该苯系化合物的急性毒性QSAR模型有良好的预测能力。     

五氯苯酚与邻氯苯酚和2,4-二氯苯酚对斑马鱼的联合毒性

在五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)3种物质单一毒性试验结果的基础上,按照等毒性单位设计,采用相加指数法,对五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)或2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)以及这3种物质共存对斑马鱼(Brachydanio rerio)的联合毒性进行了试验研究.结果表明,邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)与五氯苯酚的联合毒性效应均表现为协同作用,使五氯苯酚的毒性剧增.由于邻氯苯酚或2,4-二氯苯酚的存在以及3种物质共存,使五氯苯酚对斑马鱼的48 h LC50由原来的0.102 mg/L,分别下降到0.031,0.029及0.022 mg/L.因此可见,水体污染评价目前只考虑单一毒物的影响还远远不够,由此制定的控制标准对水体的保护不利,必须从联合毒性的角度对水质污染进行综合评价.      

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.     

氯酚与乙酰胆碱酯酶相互作用的光谱研究

采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)及五氯酚(PCP)与乙酰胆碱酯酶(AChE)的相互作用,获得了相互作用的Stern-Volmer猝灭常数、结合常数、热力学参数和作用距离.结果表明, 2,4,6-TCP及PCP均可以使AChE内源荧光有规律地猝灭,温度小于303K时,其猝灭机制为静态猝灭. 2,4,6-TCP及PCP与AChE的结合过程是受熵驱动的自发过程,作用力为典型的疏水作用力. 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子中酪氨酸残基的作用距离分别为1.91,2.00nm, 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子的结合常数为104~105L/mol,表明2种氯酚与AChE之间发生了非辐射能量转移,两者形成了稳定的复合物.2,4,6-TCP与AChE的结合作用比PCP与AChE的结合作用强,氯酚分子向AChE分子疏水空腔的结合过程是疏水性效应和空间位阻效应彼此竞争的结果.     

常见重金属对费氏弧菌的生物毒性研究

以费氏弧菌作为毒性测试物种,研究Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的生物毒性.同时,对相对发光强度和金属离子浓度进行线性回归后计算了EC50值(半数效应浓度值),并比较了该菌种对各金属化合物的敏感度差异.结果表明,发光菌的相对发光强度均与重金属离子浓度呈负相关,线性相关系数为0.8764~0.9730.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+对费氏弧菌的EC50分别为0.045、0.181、0.300、0.117、0.614、23.000 mg/L,毒性大小依次为Hg2+ >Cd2+ >Pb2+ >Cu2+ >Zn2+ >Cr6+,可见Hg2+对费氏弧菌的毒性最大,但该发光菌对Cr6+的敏感性较小.     

甲壳素与氯基苯酚的吸附性能研究

以片状甲壳素(聚氨基葡萄糖)为研究对象,探讨了不同温度(5,15,25℃)下五氯酚(PCP)的吸附动力学;考察了温度(5,15和25℃)、盐度(w(NaCl)为0～7%)、pH值(pH5～8)、氯原子取代等对氯酚吸附的影响;比较了5℃时7种氯酚(PCP,三氯酚(2,4,6-TCP),4种二氯酚(2,5-DCP,3,4-DCP,2,3-DCP,2,6-DCP)和单氯酚(3-MCP))的吸附容量。结果表明,低温使五氯酚在片状甲壳素上的吸附速率显著降低,但同时增加甲壳素的吸附容量;5℃条件下,pH>6 5时,PCP吸附量降低一半后趋于稳定;w(NaCl)高于1%时,几乎完全抑制了PCP的吸附。7种氯酚在片状甲壳素上的吸附量大小顺序为PCP>TCP>DCP>MCP,其中4种DCP具有相似的吸附性能。      

Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+和Se4+对褶牡蛎急性毒性效应研究

金属污染对水生底栖滤食性动物的危害,一直是普遍关注的水产养殖及水产品安全性热点问题之一。本文采用半静态法研究了Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Se4+对褶牡蛎(Crassostrea plicatul)的急性毒性效应(LC50)。结果表明,Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Se4+对褶牡蛎48 h- LC50分别为1447.00、28.16、12.25、1098.00、22.89 mg/L;72h- LC50分别为231.62、12.24、4.23、539.02、9.12 mg/L;96 h- LC50分别为81.84、8.83、2.59、378.06、4.10 mg/L,安全浓度(SC)分别为0.81、0.08、0.03、3.78、0.04 mg/L,五种金属对褶牡蛎的毒性依次为:Cu2+ Se4+ Cd2+ Zn2+ Cr6+,其中褶牡蛎对Cd2+、Zn2+、Cr6+耐受性较强,分别为渔业水质标准(GB11607-89)的17.60、37.81、8.18倍。