3种氯酚类化合物对河蚬的毒性和氧化应激(Toxicity and Oxidative Stress of Three Chlorophenols to Freshwater Clam Corbicula fluminea)

以河蚬(Corbicula fluminea)为试验生物,研究了2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP的急性毒性和21d慢性毒性,并在同一条件下测试了这3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统的影响.结果显示:2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP对河蚬96hLC50值分别为19.25(17.58～21.20)、41.98(35.48～58.24)和0.23(0.18～0.27)mg·L-1;以致死作为观察指标,其21d无观察效应浓度(NOEC)和最低观察效应浓度(LOEC)值分别为1.00、2.00、0.06mg·L-1和2.00、4.00、0.08mg·L-1.3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统几种酶的活性均表现出了不同程度的影响,其中对SOD和GSH-Px的影响最为明显.2,4,6-TCP和PCP对SOD均表现为抑制作用,对GSH-Px表现为先诱导后抑制;2,4-DCP对SOD和GSH-Px表现为明显的诱导作用;3种氯酚类化合物对CAT均表现为明显的诱导作用;对GST活性也有一定影响,但与对照组相比变化范围不大(62.95%～137.04%).3种氯酚类化合物暴露后生物体抗氧化酶有不同的响应,表明不同氯酚类化合物所导致的氧化损伤及其应激机制不同.     

典型氯酚类化合物对水生生物的毒性研究进展

氯酚类化合物(CPs)是一类广泛存在于水环境中的有机污染物。这类化合物具有环境稳定性、生物累积性和生物毒性,因而其在水环境中的生态毒理效应一直是人们关注的焦点。在水体中存在最普遍的酚类化合物主要有2,4-二氯酚(2,4-DCP),2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)。本文对近几年来这3种典型氯酚类化合物的水生态毒理学研究进行了总结,主要包括它们对水生生物的急性毒性、氧化损伤、发育毒性、内分泌干扰、遗传毒性、致癌性、免疫毒性、细胞毒性以及复合毒性的效应和机制,同时对目前存在的问题和进一步的研究方向进行了讨论和展望。     

太湖保护水生生物2,4-二氯苯酚基准研究

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单,同时也是水环境中最常见的氯酚类化合物的一种,而太湖作为中国最大和污染最严重的淡水湖之一,需要针对2,4-DCP进行区域水质基准研究为太湖水质改善提供基础数据.通过太湖8种本土生物的急性毒性试验并两步外推法补充了相应的慢性毒性数据.结合文献数据建立该化合物的太湖水生生物毒性和pH数据库,依据协方差分析得到太湖急慢性双基准(CMC和CCC)的pH方程式.当pH=7.8时,通过传统物种敏感度分布法得到太湖CMC和CCC,分别为610.42μg·L~(-1)和9.80μg·L~(-1).此外,水质基准主要是基于实验室能培养、繁育、实验的水生生物的毒性数据推导而来的,和太湖实际生物区系比例难以一致,因此结合太湖生物区系和水质特征,利用物种权重敏感度分布法得到太湖CMC和CCC值分别为584.43μg·L~(-1)和6.83μg·L~(-1).本研究对科学管理区域水环境中污染物,实现水化学、生态完整性具有一定支撑,对我国2,4-DCP区域水质标准的制定有一定的参考价值.     

我国六价铬淡水水生生物安全基准推导研究

参照美国国家环境保护局(USEPA)"推导保护水生生物及其用途的国家水质基准的技术指南"的程序和规范,筛选了我国广泛存在的淡水水生生物物种,收集现有的急性和慢性毒性数据,结合课题组实验得到的部分本土生物毒性数据,分别采用物种敏感度排序法(SSR)、物种敏感度分布法(SSD)以及澳大利亚的水质基准技术方法对我国六价铬的淡水水生生物安全基准进行了推导。获得了我国淡水水生生物的六价铬的双值基准,3种方法得到的基准最大浓度(CMC)分别为23.97、22.84、29.06μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为14.63、10.35、9.00μg·L-1,在同一个数量级上,但与美国的基准值有一些差异,建议使用SSD法推导CMC值和CCC值。研究结果可为我国水质基准的制定提供一些有用的基础资料。     

鱼塘沉积物氯酚污染及其生态风险评价

采用固相微萃取(SPME)与气相色谱-质谱联用,分析了3种养殖模式鱼塘沉积物中氯酚类(CPs)化合物的污染特征.结果表明,一般四大家鱼养殖模式(A)沉积物中总CPs质量分数(干质量)为9.91 ng·g-1,猪.鱼综合养殖模式(B)与鸭-鱼综合养殖模式(C)沉积物总CPs质量分数分别为7.79 ng·g-1和4.84 ng·g-1.总CPs及15种CPs化合物在A、B模式和鸭-鱼综合养殖模式(C)沉积物中的分布特征相似,质量分数由高到低的顺序为A模式,B模式,C模式.沉积物中质量分数比较高的一氯酚、二氯酚、三氯酚和四氯酚分别是4-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP和2,3,4,6-TeCP.五氯酚(PCP)质量分数与4-CP、2,5+2,6+3,5-DCP、3,4-DCP、2,4,5-TCP、2,3,6-TCP、2,3,4-TCP、2,3,5,6-TeCP、2,3,4,6-TeCP、2,3,4,5-TeCP等氯酚化合物质量分数显著正相关,显示PCP与它们之间存在降解物与产物的关系.参照美国EPA相关标准,上述鱼塘沉积物中的PCP和Ky氯酚(2,3,4,6-TeCP、2,4,6-TCP和PCP)导致生态风险的可能性较低.     

背角无齿蚌硒谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和五氯苯酚对其表达的影响

硒谷胱甘肽过氧化物酶(SeGPx)是一类广泛存在于生物体内的重要抗氧化酶,SeGPx可将有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜结构及功能不受过氧化物干扰和损害.为了探讨2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)和五氯苯酚(PCP)对背角无齿蚌(Anodonta woodiana)的胁迫效应,本研究克隆出AwSeGPx全基因序列,分析2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP对AwSeGPx表达的影响.AwSeGPx的cDNA序列全长870 bp,开放阅读框为585 bp,编码195个氨基酸.推导的AwSeGPx蛋白序列包括GPx家族标签序列(68LGFPCNQF75)和活性位点序列(156WNFEKF161)、一个典型终止密码子(165TGA167)编码的硒代半胱氨酸(U44)、酶催化活性相关保守氨基酸位点:谷氨酰胺(Q74)、精氨酸(R94和R151)和色氨酸(W156).在相同浓度条件下,PCP对背角无齿蚌毒性效应大于2,4-DCP和2,4,6-TCP.与对照组相比,浓度60、120、240、480和960μg·L-1的2,4-DCP处理后肝胰腺AwSeGPxmRNA水平增加了1.79倍以上(P<0.05);浓度100、200、400和800μg·L-1的2,4,6-TCP处理后AwSeGPxmRNA水平增加了1.01倍以上(P<0.05);浓度20、40、80、160和320μg·L-1 PCP处理能够显著诱导AwSeGPx的表达.以上结果表明,2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP处理对背角无齿蚌肝胰腺中AwSeGPx表达具有明显的诱导作用,这种诱导效应与动物提高过氧化物的还原能力和增强环境的耐受能力密切相关.     

生物表面活性剂胆酸钠对氯酚的增溶

胆酸钠是一种重要的生物表面活性剂,目前的研究主要集中在利胆药物研制方面,而有关其在增溶修复有机污染方面的应用研究较少.本文考察了胆酸钠(Na C)、脱氧胆酸钠(Na DC)、十二烷基硫酸钠(SDS)、曲拉通(TX-100)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的增溶作用,并探究了底物结构、温度和无机离子对Na C增溶氯酚的性能的影响.实验结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,2,4,6-TCP和2,4-DCP的表观溶解度与表面活性剂浓度具有良好的线性关系.其中,相比于其它表面活性剂,当浓度高于0.05 mol·L-1时,Na C具有更良好的增溶性能.随苯环上氯原子个数从0增加到3,Na C的摩尔增溶比(MSR)值随氯酚疏水性(Kow)的增大而线性减小,Na C的胶束-水分配系数(Kmc)值则线性增大.在288—308 K的温度范围内,Na C增溶氯酚的性能逐渐增强.4种无机盐KCl、Na Cl、Na2SO4、Ca Cl2对Na C增溶2,4,6-TCP和2,4-DCP的影响不同.随着无机盐浓度的升高,Na C增溶2,4,6-TCP的能力先上升后下降,而增溶2,4-DCP的能力则迅速下降.     

共价三嗪有机框架材料对水中氯酚类污染物的光催化脱氯降解

利用共价三嗪有机框架材料(CTF-1)对4-氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)等4种不同氯原子取代数目的氯酚类污染物进行光催化降解研究,探讨了底物结构对氯酚脱氯降解效率的影响及机制.结果表明,氯酚脱氯降解过程明显受苯环氯原子取代数目的影响,氯原子数目越多,脱氯降解效率越高,氯原子数目与表观速率常数呈显著正相关,氯酚降解及脱氯速率均为：PCP>2,4,6-TCP>2,4-DCP>4-CP.对CTF-1光催化降解氯酚机制研究表明,活性物种在反应中不起作用,体系反应机制为针对氯酚上取代氯位点进行水解脱氯过程.本研究结果为深入揭示氯酚脱氯降解机制提供了理论依据,也为光催化技术处理卤代酚类废水提供了技术参考.     

五氯酚和八氯代二苯并二噁英复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了评价环境中五氯酚(PCP)和八氯代二苯并二噁英(OCDD)对水环境以及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PCP和OCDD对其胚胎发育的单一及复合毒性效应.结果表明,PCP单独暴露(浓度25μg·L-1～5mg·L-1)对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应,可导致胚胎孵化率显著下降,死亡率、畸形率显著上升,而OCDD单独暴露(200、500μg·L-1)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应;OCDD与环境浓度的PCP复合暴露(OCDD+PCP1:250μg·L-1+25μg·L-1;OCDD+PCP2:250μg·L-1+50μg·L-1)对斑马鱼胚胎的存活与发育等没有显著影响,对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力也没有显著影响,在实验浓度下二者共存没有明显的复合毒性效应。     

淡水水生态基准方法学研究:繁殖/生殖毒性类化合物水生态基准探讨

繁殖/生殖毒性类化合物由于特殊的毒理作用模式(mode of action,MOA),通过影响生物繁衍影响到种群和群落,因此依靠基于急、慢性毒性测试终点和传统基准推导方法推导的水生态基准值并不能够为水生生物群落结构提供足够的保护。本文根据文献资料,分析了推导此类化合物水生态基准时的关键科学问题,包括繁殖/生殖毒性类化合物MOA,毒性数据类型,受试物种选择,以及不同生命阶段、多代毒性测试和测试终点的判别和选择。并用所收集的壬基酚数据,尝试推导了基于水生生物生殖毒性的水生态基准值。研究得出基于生殖毒性的壬基酚预测无观察效应浓度(PNEC)值为0.12μg·L-1,其数值比美国环境保护局根据传统基准方法推导的基准持续浓度(CCC)的6.59μg·L-1低了近50倍。因此,基于其繁殖毒性(包括产卵量、受精率、孵化率、多代效应以及种群变化等)的实验结果更适合用于具有繁殖/生殖毒性污染物水生态基准的推导。     

中国典型河湖水体铅的水生生物安全基准与生态风险评价

采用物种敏感度排序法(SSR)对我国铅的淡水水生生物安全基准进行推导,并以太湖为例进行了流域水生生物安全基准推导。对于难以获得的本土生物毒性数据,开展了相应的毒性试验。获得了我国国家与太湖流域铅的水生生物安全基准值,基准最大浓度(CMC)分别为63.92、104.26μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为1.21、4.06μg·L-1。同时,对我国主要河流以及太湖流域进行了铅的生态风险评价,联合概率曲线法显示影响5%水生生物种类的概率分别为66.22%和43.19%,熵值法则显示中国主要河流存在较大的铅暴露风险,因此,我国铅的潜在生态风险较大,主要河流与太湖流域存在铅污染问题。     

Biotransformations of Chlorophenols in River Sediments

The accumulation of chlorophenols, including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), from river sediments from southern Taiwan were studied. Through simple or more exhaustive extractions, the results showed that 99% of the samples containing 2,4,6-TCP and PCP could be removed by simple extraction. the concentrations were found to range from non-detectable to 16.60 ngg¹ for 2,4,6-TCP and to 25.02 ngg¹ for PCP. Partition coefficients (K_p) were 0.71, 0.74 mlg¹ for 2,4,6-TCP, 1.35 and 1.41 mlg¹ for PCP. Biodegradation by DCP-adapted or unadapted anaerobes in sediment was carried out. During 21 days' incubation, the complete degradation time for 2,4,6-TCP in DCP-adapted anaerobic, unadapted anaerobic, and unadapted aerobic conditions were found to be 9, 10, 12 days for N3 sediment, and 8, 10, 11 days for N6 sediment, respectively; for PCP it was 19 days, without degradation, 14 days for N3 sediment, and 13, 17, 10 days for N6 sediment, respectively. the biodegradable products were identified as 2,3,4,5-tetrachlorophenol (2,3,4,5-TeCP), 3,4,5-TCP, 3,5-DCP, 3-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for PCP, and 2,4-DCP, 4-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for 2,4,6-TCP.     

Biotransformations of Chlorophenols in River Sediments

Abstract

The accumulation of chlorophenols, including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), from river sediments from southern Taiwan were studied. Through simple or more exhaustive extractions, the results showed that 99% of the samples containing 2,4,6-TCP and PCP could be removed by simple extraction. the concentrations were found to range from non-detectable to 16.60 ngg¹ for 2,4,6-TCP and to 25.02 ngg¹ for PCP. Partition coefficients (K_p) were 0.71, 0.74 mlg¹ for 2,4,6-TCP, 1.35 and 1.41 mlg¹ for PCP. Biodegradation by DCP-adapted or unadapted anaerobes in sediment was carried out. During 21 days' incubation, the complete degradation time for 2,4,6-TCP in DCP-adapted anaerobic, unadapted anaerobic, and unadapted aerobic conditions were found to be 9, 10, 12 days for N3 sediment, and 8, 10, 11 days for N6 sediment, respectively; for PCP it was 19 days, without degradation, 14 days for N3 sediment, and 13, 17, 10 days for N6 sediment, respectively. the biodegradable products were identified as 2,3,4,5-tetrachlorophenol (2,3,4,5-TeCP), 3,4,5-TCP, 3,5-DCP, 3-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for PCP, and 2,4-DCP, 4-MCP, phenol, methylphenol, and benzoate for 2,4,6-TCP.     

Study of Fishes in the Chung-Kung Stream: Species Distribution and Organochlorine Pesticide Residues

Abstract

In this study, we investigated the potential for reductive dechlorination of 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP), and pentachlorophenol (PCP) by municipal sewage sludge adapted to 2,4-DCP at different concentrations. 2,4-DCP was completely dechlorinated within 4 weeks. After 18 weeks' incubation, 2,4,6-TCP was also completely dechlorinated and the residue of PCP was 0, 44.46, 51.96% at 0.5, 5, and 50 μg ml¹ respectively. the 2,4-DCP adapted communities initially removed the ortho-chlorine from PCP of 5.0, 50 μg ml¹, following an ortho < para < meta order of chlorine removal. Intermediate products were 3,4,5-TCP, 3,5-DCP, 3-CP (3-chlorophenol), phenol, benzoate and hexanoic acids, whereas PCP (0.5 μg ml¹) indicated a preference for meta-chlorine removal. the intermediate product of 2,4,6-TCP at three concentrations were 2,4-DCP, phenol, benzoate and hexanoic acid. These products were identified by GC-MASS spectrometry. the effects of supplements, including sodium citrate (0.08 mM), sodium pyruvate (0.18 mM), sodium sulphate (0.14 mM) had a direct stimulatory effect on the dechlorination of 2,4,6-TCP and PCP after treatment for 4 weeks, but dechlorination was inhibited after 8 weeks.     

应用概率物种敏感度分布法研究太湖重金属水生生物水质基准

目前广泛使用的水质基准推导方法—物种敏感度分布法存在曲线拟合模型不确定、曲线拟合效果不佳、种内差异欠考虑、基准值不准确等诸多问题,概率物种敏感度分布法可有效解决上述问题。应用概率物种敏感度分布法构建了太湖水体中5种重金属Ag、Pb、Cd、Hg和Zn的概率物种敏感度分布曲线,在此基础上得到了保护水生生物的急性水质基准分别为1.079μg·L~(-1)、637.973μg·L~(-1)、19.465μg·L~(-1)、8.729μg·L~(-1)和105.506μg·L~(-1),慢性水质基准分别为0.108μg·L~(-1)、63.797μg·L~(-1)、1.947μg·L~(-1)、2.340μg·L~(-1)和52.753μg·L~(-1);不同类群间生物对重金属的敏感度存在差异,不同重金属对同一类群生物的毒性也存在差异;通过与国内外已有的重金属水质基准值比较,发现水质基准具有明显的区域性,目前基于国外水质基准或我国整体水域特点来制定的太湖水质标准,往往造成对太湖水生生物欠保护或过保护的状况。     

应用物种敏感性分布法对太湖沉积物中多环芳烃的生态风险分析

多环芳烃(PAHs)具有高的疏水性,在水体中优先分布于沉积物.采用物种敏感性分布法(SSDs法),依据水生生物慢性毒性数据计算5%物种危害浓度(HC5);并结合欧盟委员会风险评价技术导则(TGD)进而得到沉积物预测无效应浓度(PNEC-sed),以报道的太湖的沉积物中浓度数据作为预测环境浓度(PECsed);用商值法P...     

基于物种敏感性分布法的毒死蜱对稻田生态系统生态风险评价

生物敏感性分布法(Species Sensitivity Distributions,SSD)是一种基于单物种测试和概率统计学的、较高级的外推风险评估方法。该方法在国内外均被广泛应用于各种污染物风险评价中。本文选取了采用logistic和normal这2种SSD分布模型,分析了国内外毒死蜱对3组水生生物组合的毒性数据;并且获得各自SSD的HCx值。3组毒性数据分别为:浙江稻田水生生物组,长三角地区水生生物组和美国水生生物组。浙江稻田水生物SSD分布的HC5为:0.32μg·L~(-1)(logistic模型)和0.35μg·L~(-1)(normal模型);HC10为1.50μg·L~(-1)(logistic模型)和1.26μg·L~(-1)(normal模型);HC20为8.13μg·L~(-1)(logistic模型)和5.96μg·L~(-1)(normal模型);HC50为145.44μg·L~(-1)(logistic模型)和115.74μg·L~(-1)(normal模型)。据此判断水稻种植季节,稻田水域毒死蜱对食蚊鱼、鳑鲏、泽蛙蝌蚪、轮虫、常见腹足类和双壳类软体动物以及绝大多数藻类等的风险较小。利用冗余分析研究了生物物种数量、物种组成结构和拟合模型对HCx影响。结果表明:物种组成结构对HCx有较为明显的影响。具体表现为对毒死蜱较为敏感物种数量与HCx存在明显的负相关性;对毒死蜱不敏感的物种则与HCx呈现正相关性。     

三氯酚暴露致稀有鮈鲫肝脏损伤的比较蛋白质组研究

为探讨2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)暴露致鱼类肝脏损伤的毒性效应,以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为模式生物,TCP暴露浓度为1、10、100μg·L-1,进行流水暴露实验(28d),利用二维凝胶电泳方法(2-DE),结合质谱分析技术(MALDI-TOF-MS),对TCP致稀有鮈鲫肝脏损伤的蛋白表达谱进行了研究.结果显示,共发现35个差异蛋白点,其中11个蛋白被成功鉴定(C.I.>95%).对鉴定的蛋白根据GOTerms进行功能分类,发现它们主要参与脂类代谢与转运、氧化应激以及蛋白修复和氧化磷酸化等生物学过程。以上结果表明,TCP对稀有鮈鲫具有明显的肝脏毒性效应.