新型溴代阻燃剂TBB和TBPH的生态毒理研究进展

新型溴代阻燃剂2-乙基己基-四溴苯甲酸(2-ethylhexyl-2,3,4,5-tetrabromobenzoate,TBB)和2,3,4,5-四溴-苯二羧酸双(2-乙基己基)酯(bis(2-ethylhexyl)2,3,4,5-tetrabromophthalate,TBPH)作为传统溴代阻燃剂多溴联苯醚(poly brominated diphenyl ethers,PBDEs)的替代品,广泛应用于工业和人类日常生活用品中,已在各种环境介质和生物体甚至人体中被检测出,由此可能对生态环境和人类健康产生潜在的风险.本文对TBB和TBPH这2种新型溴代阻燃剂的最新生态毒理学研究进展进行了综述,介绍了 TBB和TBPH在各类环境介质和生物体中的分布、环境归趋、人群暴露状况以及有关的生物毒性效应.最后对TBB和TBPH研究存在的问题进行了梳理分析,提出了研究展望,以期促进TBB和TBPH的环境风险和人类健康风险评价的深入研究.     

水环境中的有机磷阻燃剂及其生物富集和生物转化研究进展

随着世界范围内对溴代阻燃剂的禁用,有机磷阻燃剂(OPFRs)被作为替代品广泛应用于建筑、纺织、化工、电子以及家装材料等行业,生产和使用量逐年上升.由于OPFRs在环境和生物体中普遍检出,且多种化合物具有致癌性、神经毒性和生殖毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁,目前已成为国际上的一个研究热点.笔者重点综述了河流、湖泊和海洋等水体及沉积物中OPFRs污染现状,水生生物对OPFRs的生物富集和生物放大,以及OPFRs在水生生物体内和体外生物代谢的研究进展,并对目前该领域仍有待探讨的问题及研究趋势进行了展望.     

生物炭材料在海洋石油类污染修复中的应用研究进展

时有发生的溢油事故以及沿海陆源输入性的石油污染会对海洋生态系统造成短期或长期的危害.生物炭是一种原料来源广、低成本、环境友好的富含碳的材料，是解决全球废弃物碳足迹问题的重要措施.近年来，基于生物炭的海洋石油烃修复材料被广泛关注.因此，本文将详细介绍生物炭的制备及生物炭材料在海洋石油烃修复中的应用.生物炭的制备过程中，其理化性质主要受原料类型、热解速率、热解温度和热解时间的影响.生物炭的高孔隙率和丰富的表面官能团，使其具有溢油吸附的巨大潜力.为提高溢油吸附效率，酸改性、磁改性和疏水改性等方法常用来改善生物炭的性质.此外，生物炭基气凝胶因其独特的吸附性能，也得到了广泛的研究和关注.除在水环境适用外，利用生物炭还可对沉积物中的石油烃进行封存和修复，以减少其扩散和生物利用度.多孔、富含营养元素的特点使生物炭可以作为固定化材料来固定石油烃降解菌，以减少海洋环境条件对微生物的冲击，保证菌剂的降解效率.综上，生物炭具备的各种优异性质使其在海洋石油污染修复中具有广阔的应用前景.因此，生物炭实际应用的不足及自身存在的某些性质问题，是此后生物炭的研究重点，应当给予更多的关注.     

磁性分子印迹材料在生物大分子分离方面的研究及应用

磁性分子印迹材料(MMIPs)具有识别性强、化学和物理稳定性高、生物兼容性好、回收简单、可重复使用等优点，已发展成为高亲和性、高选择性分离小分子物质的重要手段.生物大分子，如糖类、蛋白质和核酸等，因其传质阻力大、结构复杂，MMIPs在生物大分子分离方面的研究和应用相对滞后.本文简要介绍了MMIPs技术的原理、制备方法及其在生物医药、环境监测、环境治理等领域的应用现状，并重点综述了MMIPs分离生物大分子方面的最新进展和有待解决的问题，以期为MMIPs在生物大分子分离领域的发展和应用提供参考.     

有机磷系阻燃剂的全球污染现状

作为目前普遍使用的阻燃剂主要种类之一,有机磷系阻燃剂被大量应用于各领域,从而导致了其在环境中的持续释放和分布,由此引发的环境问题逐步引起了人们的广泛关注。本文对全球范围内有机磷系阻燃剂在水体、大气、土壤、沉积物以及生物体内等环境介质中的残留现状进行了分析,并对其生态危害和生态风险进行了总结,同时对目前该领域仍有待探讨的问题及研究趋势进行了讨论。     

导电聚合物在生物医学方面的应用

导电聚合物(Conducting polymers,CPs)的研究和发展受到生物学、临床医学和生物医学工程等领域的关注,由于其良好的导电性、稳定的电化学特性以及良好的生物相容性在生物医学领域具有广阔的应用前景,比如用作生物传感器、神经性假体、人造器官、药物的控释载体以及组织工程支架等.对导电聚合物在生物医学领域的研究进展、应用价值和未来发展动态进行综述,分别总结导电聚合物在组织工程学、再生医学和生物传感器等领域的应用研究,介绍导电聚合物在蛋白冠方面的应用价值.在组织工程学和再生医学领域,导电聚合物主要用于神经再生、治疗心血管疾病及伤口愈合等方面.在生物传感器领域,导电聚合物主要用于修复受损的神经系统、促进DNA探针定向结合、神经元再生以及用于检测乳酸、葡萄糖等一系列应激代谢标志物.作为电功能性材料,导电聚合物的研究和发展十分迅速,制备出构筑设计方法简便、应用价值高、生物相容性优异的导电聚合物是未来研究发展的方向之一.随着社会和科技的进步,关于导电聚合物的构筑设计和应用研究将大大促进功能材料领域的快速发展,在一定程度上拓展导电聚合物材料在生物医学领域的应用前景.(图4参38)     

生物炭的环境效应及其应用的研究进展

作为新型环境功能材料,生物炭以其优良的环境效应和生态效应成为环境科学等学科研究的前沿热点.本文介绍了生物炭结构和基本特性,对其在土壤肥力改良、碳的增汇减排以及受污染环境修复的应用和机理方面的研究进展进行了综述,并扼要分析了生物炭研究的前景和方向,为生物炭技术的应用和推广提供一定的思路.     

生物基质中四溴双酚A和六溴环十二烷分析方法研究进展

四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)和六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)是目前世界上广泛使用的溴系阻燃剂,其对环境及人体的健康风险备受关注.本文对近年来生物基质(体液基质、生物组织等)中TBBPA和HBCD的分析方法,包括前处理方法和分析测定方法进行了综述.重点介绍了索氏提取法、液液萃取法、固相萃取法、加速溶剂萃取法等提取方法和气相色谱-质谱法、高效液相色谱-质谱法等仪器测定方法,并对各方法的优缺点进行了比较,为建立快速准确测定生物基质中TBBPA和HBCD的方法提供参考,为今后开展HBCD和TBBPA生物有效性以及健康风险评价研究提供方法依据.     

环境中有机磷酸酯阻燃剂分析方法的研究进展

有机磷酸酯广泛应用于塑料、纺织品、电子设备、建筑材料中作为阻燃剂或塑化剂,其使用量逐渐增长,已经导致可以在多种环境介质中检测到.本文综述了近几年国内外对有机磷酸酯的分析方法的研究进展,介绍了从空气、沉积物、生物、水等环境介质中提取、净化和检测有机磷酸酯的多种方法和技术手段,讨论了实验过程中替代标、内标的选择及空白污染控制措施.最后,对未来相关分析方法的发展趋势进行了展望.     

环境空气中六溴环十二烷研究进展

六溴环十二烷(HBCDs)是一种添加型溴系阻燃剂,广泛应用于建筑隔热材料、纺织品涂层、电气和电子产品中.其为继多溴联苯醚、四溴双酚A之外的世界第三大溴代阻燃剂.HBCDs具有持久性有机污染物的长距离迁移性、生物累积性及毒性等特征,引起了全球关注.2013年5月HBCDs已被增列入《斯德哥尔摩公约》附件A中.HBCDs在环境各介质及生物体内均有检出,近年来,在室内空气和灰尘中也检出了大量HBCDs,其已成为人体暴露的一个重要来源.本文对大气环境及室内空气与灰尘中HBCDs的采样与分析方法、污染水平与来源,及人体暴露概况进行了综合阐释,并对其未来研究方向进行了展望,以期为我国大气和室内环境中HBCDs的研究工作提供参考.     

十溴二苯乙烷在环境中的分布及毒理学研究进展

十溴二苯乙烷(Decabromodiphenyl ethane,DBDPE)是一种新型溴系阻燃剂,在国内外得到越来越广泛的应用,因此在环境中也开始被普遍检测到.研究发现,DBDPE有生物累积的潜在可能性,这不仅会威胁生态系统的安全,也将对人类健康产生潜在影响.目前,关于DBDPE的研究主要集中于其在土壤、沉积物、生物体等环境介质中的含量分析,而对其急性毒性效应与亚急性毒性效应的研究较少,毒理学研究方面更是缺乏.因此,笔者拟介绍DBDPE的来源、环境分布、生物富集及毒理学效应,并提出了今后研究的主要方向.     

多功能型天然高分子水处理剂的研究

化学药剂一直以来在水处理领域里发挥着重要作用,主要有混凝剂/絮凝剂、杀菌剂、阻垢剂等.传统的水处理剂往往功能较为单一,存在种类繁多、投加量大、设备复杂、操作繁琐等诸多问题.且不同的药剂之间还有可能互相抑制,降低水处理效率.因此,研发兼具混凝/絮凝、抑/灭菌、阻垢等多功能水处理剂已得到人们的广泛关注.近年来,天然高分子水处理剂由于其绿色环保等特点而备受瞩目,因此研发多功能型天然高分子水处理剂具有重要的科学和现实意义.然而,到目前为止,天然高分子水处理剂的开发与应用还十分有限,作用机制也很不清楚,均有待进一步的深入研究.本文首先依次介绍了混凝剂/絮凝剂、杀菌剂与阻垢剂,并从其作用机理与材料结构特征出发,对其多功能性的实现进行了探讨;重点介绍目前絮凝-抑/灭菌双功能和絮凝-阻垢双功能天然高分子水处理剂的研发进展;同时从构效关系等角度出发,展望了多功能型天然高分子水处理剂的未来发展.     

高效液相色谱-串联质谱法分析六溴环十二烷对映异构体

六溴环十二烷（HBCD）是除十溴联苯醚、四溴双酚A之外的世界第三大阻燃剂产品,主要用作添加性的阻燃剂添加在热塑性塑料中.HBCD为添加型阻燃剂,易从产品中释放进入环境.HBCD的难降解性及高辛醇-水分配系数使其在动物体脂肪组织中具有潜在生物累积性,能够对动物体内分泌和免疫参数产生影响,导致人体基因重组     

条浒苔与玉米秸秆热解特性及所制生物炭性质对比

为探讨沿海绿潮藻类浒苔的资源化利用潜力,应用热重-差示扫描量热技术(TG-DSC)对条浒苔(Enteromorpha compressa)和玉米(Zea mays)秸秆的热解特性及其在不同温度下制成的生物炭的性质进行对比。结果表明,条浒苔与玉米秸秆热解特性有较大差异,条浒苔热稳定性较差,热解反应温度低,制备相同热解温度的生物炭需热量较少。对2种材料所制备生物炭的性质分析表明,条浒苔基生物炭的w(碳)为33.47%~37.86%,仅为玉米秸秆基生物炭含量的49.07%~65.41%,其芳香化合程度、比表面积均低于相同热解温度下玉米秸秆基生物炭;但条浒苔基生物炭灰分和氮含量却远高于玉米秸秆基生物炭,分别是玉米秸秆基生物炭的3.83~4.53和6.39~30.33倍。     

氯代有机磷酸酯阻燃剂的去除技术研究进展

有机磷酸酯类阻燃剂(organophosphate flame retardants,OPFRs)作为溴代阻燃剂的替代品得到广泛使用,其中氯代有机磷酸酯(chlorinated organophosphates,Cl-OPEs)因其在多种环境介质中检出浓度较高、生物毒性强且难以生化降解越来越受到关注.目前Cl-OPEs...     

水体中塑料助剂迁移值的检测方法

正增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂等小分子助剂可以提升塑料的物理化学性能,在制造领域被广泛应用.然而,小分子助剂易迁移至外部环境且化学性质稳定,与生物体接触后,由于其亲脂的特性,易累积产生毒害效应.目前已有采用液液萃取法(LLE)或固相萃取法(SPE),建立了针对邻苯二甲酸酯类和多溴联苯醚类塑料助剂在环境中迁移值的检测方法,但并无一种方法能系统地反应样品中多种小分子助剂的迁移值.本实验选取高分子工业常见且易迁移的1种抗氧化剂、1种阻燃剂、3种传统的增塑剂和1种环保型的增塑剂为测试对象,在LLE法基础上,改良了萃取溶剂和色谱条件.优化后的实验条件操作简便,并成功应用于环境实际样品的分析.     

有机磷酸酯阻燃剂的人群暴露和甲状腺毒性的研究进展

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)是使用最为广泛的有机磷阻燃剂,并兼具增塑剂、消泡剂和萃取剂等功能,被广泛用于电子产品、建筑材料和塑料材料等中,导致其在环境介质中普遍存在,对生态系统和人体健康构成巨大威胁.作为一种新型环境污染物,OPEs的人群暴露特征和生物毒性成为环境健康领域的研究热...     

碳基材料对餐厨垃圾厌氧消化效率和微生物群落的影响研究进展

餐厨垃圾厌氧消化是一种可回收再生能源的生物处理技术,目前运行中主要存在系统稳定性差和效率低等问题,添加碳基材料能够提高餐厨垃圾厌氧消化效率并对系统运行产生积极影响.从甲烷产生和微生物群落变化两方面,综述碳基材料(生物炭、活性炭、碳布等)作为添加剂对餐厨垃圾厌氧消化系统的影响.其主要影响机理为(1)厌氧消化系统稳定性;(2)种间直接电子传递(DIET);(3)微生物群落.已有研究表明,碳基材料可促进餐厨垃圾厌氧消化产甲烷效率,提升甲烷产量1.1%-1 685%,缩短产甲烷迟滞期27.5%-95.7%.此外,碳基材料添加会引起厌氧消化系统中细菌和古菌群落结构变化,碳基材料通过选择性地富集功能微生物,促进微生物间互营代谢,进而影响系统稳定性和产甲烷效率.提出未来在餐厨垃圾厌氧消化的研究中,应着重关注碳基材料在连续运行系统中的分离与回收方法,优化不同厌氧消化条件下碳基材料的添加策略,通过代谢组学分析探究碳基材料对厌氧消化体系中微生物的作用机制.(图2表2参92)     

四溴双酚A在土壤中的降解转化及残留研究进展

四溴双酚A (tetrabromobisphenol A,TBBPA)是全球生产量最大的溴代阻燃剂,广泛应用于电子产品和塑料等高分子材料的生产中.由于高的亲脂性及环境稳定性,TBBPA在土壤中易于累积.土壤作为污染物主要的汇之一,污染物在土壤中的环境过程和归趋对正确评价污染物的环境风险至关重要.本文综述了土壤中TBBPA在不同氧化还原条件(无氧条件,连续无氧-有氧条件和有氧条件)下、植物(芦苇和水稻)或蚯蚓(Metaphire guillelmi和Eisenia fetida)存在时的降解、矿化、代谢路径、不可提取态残留(non-extractable residues,NERs)形成和稳定性,以及相关微观机理.TBBPA在无氧条件下脱溴降解为双酚A,并稳定地存在于无氧土壤中.有氧土壤中的TBBPA经过甲基化、本位取代,以及烷基链断裂生成多种代谢产物.植物和蚯蚓会改变土壤中TBBPA的归趋,具体表现为明显降低TBBPA矿化,增加甲基化(形成更多甲基醚类代谢产物),减少NERs形成.TBBPA及其代谢产物可以和土壤中有机质以酯键和醚键的方式形成NERs.土壤氧化还原状态的改变会使NERs释放TBBPA及其代谢产物,但水稻根系分泌物添加到土壤中对NERs的释放没有显著影响.未来需要进一步研究TBBPA在土壤中转化的微生物学机制、土壤中NERs的形成机制、在生物体内的转化体制、以及土壤中不同形态NERs和生物体内NERs的稳定性和生物效应等,为全面准确评估TBBPA的环境风险提供科学依据.     

溴系阻燃剂毒理效应的计算模拟预测与环境风险评估进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)作为生产和使用量巨大的有机阻燃剂,在环境介质和生物体内被广泛检出。BFRs及其代谢产物会对生物体造成神经毒性、遗传毒性、发育毒性及内分泌干扰效应等,环境和健康风险得到日益广泛的关注。国内外学者通过最小二乘法(LS)和类似马尔可夫链蒙特卡罗算法(AMCMC)等统计分析方法建立了BFRs在环境中转化和归趋的预测模型,采用分子对接、分子动力学模拟和定量结构-活性关系(QSAR)模型等方法分析了BFRs及其代谢产物毒性作用的微观机制。综合近年来国内外的相关研究,发现BFRs的结构(取代基的类型和数量)会影响其环境行为和毒理效应,在总结研究成果的基础上,对BFRs的生态和健康风险进行评估,为其未来的研究和发展方向提供参考。