卤代苯及其衍生物的比较分子场研究

用比较分子场（CoMFA）方法分析了一组卤代苯及其衍生物对发光菌的毒性数据，所建立的CoMFA模型有很好的自身一致性和较强的预测能力。对系列化合物的研究结果表明：该类化合物的立体效应是描述其毒性和进行构效关系研究的重要结构参数；毒性大小与取代基体积大小有关，取代基体积愈大则毒性愈大。     

神经网络用于卤代肉桂酸对羊角月牙藻毒性的预测研究

卤代肉桂酸因具有肉桂酸一样的抑菌、抗氧化和抗微生物活性作用,故被广泛应用于医药、化妆品和农药等生产行业.为了研究卤代肉桂酸对羊角月牙藻急性毒性与其分子结构之间的定量构效关系,基于分子拓扑理论,计算了14个卤代肉桂酸分子的4类分子结构参数,筛选了电性拓扑状态指数(E13)和电性距离矢量(M15)作为理论结构描述符,将其与卤代肉桂酸对羊角月牙藻急性毒性进行回归分析,并将这2种参数作为神经网络法的输入层参数,采用2-2-1的神经网络结构,构建了相关性良好的预测毒性的神经网络模型,模型的总相关系数(R总)为0.951,预测的毒性值与其相应文献实验值的相对平均误差为4.49％,吻合度较好,利用模型预测了另外12种卤代肉桂酸对羊角月牙藻急性毒性.结果表明,卤代肉桂酸对羊角月牙藻急性毒性与2种分子结构参数具有良好的非线性关系.     

卤代苯甲醚正辛醇/水分配系数(lgKow)的QSPR研究

基于卤代苯甲醚类化合物的定量结构与性质关系,对其中有正辛醇/水分配系数(lgKow)数据的43个卤代苯甲醚进行了HF/6-31G·水平上的结构优化,并在优化结构的基础上进行了分子静电势及其导出参数的计算.选取其中的27个化合物作为训练集,应用多元线性回归方法对卤代苯甲醚的lgKow与分子结构参数进行了关联,其余16个化合物作为测试集.结果表明:分子静电势参数结合分子最低空轨道能级可以很好地表达卤代苯甲醚的lgKow与其分子结构间的定量关系,所建立的QSPR模型具有较强的稳健性和预测能力,同时也证明了分子静电势参数在卤代苯甲醚类化合物QSPR研究中的适用性.     

卤代肉桂酸对羊角月牙藻的急性毒性及3D-QSAR研究

卤代肉桂酸类化合物广泛用于医药、化妆品和除草剂等生产制造,随着使用量的增加,其生态环境健康风险逐渐受到关注。为揭示该类化合物的毒性特征,选择14种卤代肉桂酸作为研究对象,考察了它们对羊角月牙藻的急性毒性效应,并应用三维定量构效相关技术(3D-QSAR)探讨化合物分子结构特征对毒性效应的影响。结果表明,14种卤代肉桂酸类化合物对羊角月牙藻急性毒性的72 h半数效应浓度(72 h-EC50)值在45.88～83.72 mg·L-1范围内,其中4-氯肉桂酸、4-溴肉桂酸等表现出较高毒性效应。3D-QSAR结果表明,该类化合物分子结构的立体场、静电场和疏水场特性对其毒性效应影响显著,在苯环结构上引入体积较大、电负性较弱及疏水性较强的取代基,将导致毒性升高。以上结果将为科学评价卤代肉桂酸类化合物潜在环境健康风险提供基础数据支撑。     

分子连接性指数对部分有机污染物溶解度及疏水参数的预测

以化学键为基础定义了键连接性指数和分子键连接性指数，分子键连接性指数与卤代烷、环烷烃、烷基苯和含氧原子醇、酮、醚及卤代苯等有机污染物的溶解度和辛醇／水分配系数都具有良好的线性关系，使用该模型对化合物的溶解度及疏水参数的估算结果接近实验值，能很好地反映有机化合物的结构特性，可应用于不饱和碳氢体系和各类杂原子体系，且具有良好的预测能力。     

新型含氮消毒副产物的生成机制及毒性研究进展

含氮消毒副产物(N-DBPs)具有很高的生物毒性和致癌性,近年来受到广泛关注。本文对目前N-DBPs的研究进展进行了概述,重点总结了典型N-DBPs包括卤乙腈(HANs)、卤代硝基甲烷(HNMs)、卤代乙酰胺(HAcAms)和亚硝胺(NAs)的生成机制;并归纳了N-DBPs的毒性效应和毒性机制。根据N-DBPs的生成途径,应该重点控制水中含胺类氮源前体物,并优化设计消毒剂种类和投加方式,在控制病原体的前提下,尽量削减高毒性N-DBPs的生成。本研究旨在为控制消毒副产物生成、提高饮用水水质提供理论参考。     

细菌二氯甲烷脱氯酶基因对拟南芥的转化

卤代烷烃是一类很普遍的环境污染物 ,在工业生产中常伴随着废气废物释放出来 ,严重污染土壤及地下水 ,并且严重破坏臭氧层 .在此类污染物含量较高的土壤中分离出一些细菌 ,它们能以卤代烷烃为唯一碳源进行生长 ,且将这些有毒废物分解成无毒的化合物 .我们曾经将细菌卤代烷烃脱卤酶基因克隆到拟南芥中并得到高效表达[1] .Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ和Ｈｙ ｐｈｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ属的细菌能利用二氯甲烷作为唯一碳源进行生长[5] ,其代谢过程如图 1.其中参与反应的关键酶是二氯甲烷脱氯酶 ,此酶属于谷胱甘肽转移酶类 ,在脱ＣＩ时 ,先…     

饮用水氯化消毒新副产物2,2,4-三氯-5-甲氧基-环戊-4-烯-1,3-二酮(TCMCD)的测定

自上个世纪70年代发现饮用水消毒副产物(Disinfection byproducts,DBPs)三卤甲烷(THMs)以来,已有近600种DB-Ps被发现和鉴定.最新的研究发现,一些新检出的DBPs如二甲基亚硝胺、卤代硝基甲烷较常规的DBPs三卤甲烷、卤代酸等具有更大的细胞毒性及基因毒性,开展对未知DBPs的研究对于保障人类的饮水安全有着重大的意义.     

氯代苯类化合物在飞灰表面的热分解

密闭体系中,在生活垃圾焚烧飞灰的催化作用下,一氯苯到六氯苯表现出不同的热分解特性.这12种氯苯化合物分别经过300℃、30min加热处理,得到的脱氯/加氢反应产物的总量为初始氯苯化合物的50%-90%;而这些反应底物自身的含量为其原始含量的20%-90%.高氯代苯比低氯代苯更容易发生脱氯/加氢的反应.通过与热力学数据的比较,我们认为氯苯化合物脱氯/加氢反应是由热力学控制的.对于HCB而言,有两条主要的脱氯途径,其比例不相上下:1)HCB→五氯苯→1,2,3,5.四氯苯→1,3,5-三氯苯→1,3-二氯苯→1-氯苯;2)HCB→五氯苯→1,2,4,5-四氯苯→1,2,4-三氯苯→1,4-二氯苯→1-氯苯.     

三唑酮对大型溞21天慢性毒性效应

三唑类杀菌剂是一种在农业上广泛应用的广谱性杀菌剂。三唑类杀菌剂在农田施用后能够向土壤深处迁移和扩散,从而污染土壤和地下水体,因此三唑类杀菌剂对土壤生态环境能够造成一定的破坏。选择三唑酮为研究对象,参照经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Developement,OECD)标准方法研究三唑酮对大型溞的慢性毒性效应。21d慢性毒性研究结果表明,大型溞繁殖指标-内禀增长率是对三唑酮最为敏感的毒性参数。其慢性毒性下限值(LCL)和慢性毒性上限值(UCL)分别为40和80μg·L-1。三唑酮对于第2代大型溞,染毒的影响比对第1代的影响更大。对第2代恢复的大型溞除了第1次产卵数没有显著性差异,其他指标都有所变化,这说明毒物被转移到子代中。     

典型城市黑臭河道水体生物毒性研究

以黑臭为特征的城市内河污染近来受到关注,检测和分析污染河流水质的生物毒性对水质标识和生态评价十分必要。本研究逐月检测了温州市九山外河(JS River)和山下河(SX River)两条典型黑臭河道水样对斑马鱼、发光细菌和热带爪蟾胚胎的毒性效应。结果显示,黑臭河道水体对斑马鱼、发光细菌(青海弧菌Vibrio Qinghaiensis Q67)和爪蟾胚胎均具有毒性效应。以斑马鱼死亡率和发光细菌相对抑光率表征的水质综合毒性较一致,且以发光细菌更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验主要通过存活率和畸形率来表征水体的毒性。3类生物监测均显示SX水体毒性明显高于JS整体毒性,这与两条河黑臭程度相一致。通过发光细菌检测水体综合毒性的分析,显示SX和JS水体毒性在5月-8月的夏季较高,冬春季节较低,表明黑臭河道水质毒性季节性变化与水体温度(T)和溶解氧(DO)值关系密切。本研究结果可为污染水体生物毒性检测和黑臭水体综合评价及后续治理提供依据。     

基于形态修正的描述符构建可电离化合物对大型溞急性毒性的QSAR模型

在环境水体中,可电离有机化合物(IOCs)可解离为分子和离子形态。研究表明,IOCs离子形态的环境行为、毒性效应等都与其分子形态存在较大差异,因而在研究IOCs环境行为、毒性效应时不应忽略离子化的影响。在构建IOCs相关预测模型时如何表征离子化的影响是当前研究的重要内容之一。探讨了采用基于形态修正的描述符构建IOCs水生毒性预测模型的可行性。具体而言,采用逐步多元线性回归(MLR)方法,构建了可预测63种取代酚、取代苯甲酸和取代苯胺等IOCs对大型溞急性毒性的定量结构-活性关系(QSAR)模型。与仅采用分子形态描述符的模型相比,使用基于形态修正描述符的模型决定系数(R2)、去一法交叉验证系数(Q2LOO)、外部验证系数(Q2EXT)等参数从0.622～0.705提高到了0.840～0.875,表明基于形态修正描述符的模型具有更好的拟合优度、稳健性和预测能力。因此,在将来的研究中,可采用基于形态修正的描述符构建IOCs水生毒性效应预测模型。     

乐安江水和沉积物样品的生物毒性评估

采用二种发光菌发光抑制、二种藻生长抑制、大型溲生和慢性毒性多种生物测试方法。对采集于１９９３年６月，１９９３年１２月和１９９４１０月的乐安江可水、沉积物和沉积物间隙不进行了多指标生物毒性测试，在河流４０，５０和１５９ｋｍ处观测到较强毒性，研究结果：毒性排放主要来自乐安江上游德兴铜矿、洎不河，以及乐安江下游接近鄱阳湖口和沉积物中重金属的释放。     

Acid mine-drainage toxicity testing

The BOD inhibition test, the activated sludge respiration inhibition test, and the Microtox® Bioassay procedure were examined for their potential as rapid toxicity screening methods for acid mine drainage (AMD) and for setting toxicity threshold levels in receiving waters. The BOD inhibition test proved to be unsuitable due to the high chemical oxygen demand of the toxicant. The long incubation time (minimum 5 d at 20°C) allowed growth of chemo-autotrophic bacteria and resulted in excessive flocculation and precipitation of metals, making accurate and meaningful measurements of inhibition impossible. The activated sludge respiration inhibition test was successful in measuring AMD toxicity, and for deriving toxicity threshold levels for the basic heterotrophic community in surface waters. However, it is a very time-consuming technique and is not sensitive enough to be used as a routine screening technique. The variability in toxicity was found to be due to the availability of metals as well as the effect of pH on metabolism. Simple linear models were derived to estimate inhibition within surface waters. Prediction of the inhibition caused by AMD can be made as long as the pH of the river water after mixing and the dilution of the AMD are known. Most accurate predictions are made using equations for specific pH ranges, but a useful estimation of inhibition can be obtained using the general equation: inhibition (%) = -2.34 pH + 6.41 AMD (%) + 22.1. The Microtox® Bioassay method, although expensive, was rapid and simple to use. It was the most sensitive test of the three, with the toxic response of marine bacteria increasing notably from 5 to 15 min due to the presence of bivalent metals in the toxicant. The problem of repeatability and reproducibility encountered with the activated sludge inhibition test was overcome with the highly standardised Microtox® method, making it an ideal screening method for AMD. However, the advantage of the activated sludge inhibition test is that the types of heterotrophic micro-organisms found in activated sludge are similar to those found in receiving waters such as the Avoca River and so more meaningful toxicity threshold values can be obtained.     

Bioavailability, ecotoxicity, and geological characteristics of trace lead in sediments from two sites on Negro River, Uruguay, South America

Bioassays of two sites along the Rio Negro in Uruguay indicate ecotoxicity, which could be attributable to trace concentrations of lead in river sediments. Monthly samples at two sites at Baygorria and Bonete locations were analyzed for both particle size and lead. Lead was determined by atomic spectrometry in river water and sediment and particle size by sieving and sedimentation. Data showed that Baygorria's sediments have greater percentage of clay than Bonete's (20.4 and 5.8%, respectively). Lead was measurable in Baygorria's sediments, meanwhile in Bonete's, it was always below the detection limit. In water samples, lead was below detection limit at both sites. Bioassays using sub-lethal growth and survival test with Hyalella curvispina amphipod, screening with bioluminescent bacteria Photobacterium leiognathi, and acute toxicity bioassay with Pimephales promelas fish indicated toxicity at Baygorria, with much less effect at Bonete. Even though no lethal effects could be demonstrated, higher sub-lethal toxicity was found in samples from Baygorria site, showing a possible concentration of the contaminant in the clay fraction.     

QSAR计算中的分子连接性指数法

本文介绍了分子连接性指数法和原理及各阶指数的计算方法，以及在ＱＳＡＲ计算中的应用实例，并对特殊连接性指数的用法作了分析。     

土壤中有机污染物的气相色谱-四极杆飞行时间质谱非靶标筛查

本文基于气相色谱-四极杆飞行时间质谱(GC-QTOF/MS)对宜昌某化学工业园区内的土壤进行潜在有机污染物的非靶标筛查.根据已有高分辨数据库和保留时间信息,采用精确质量数提取筛查流程识别出样品中96种污染物,主要以多环芳烃及其代谢产物、氯苯类和农药为主.进一步通过未知物分析软件解卷积功能和质谱NIST数据库的匹配,发现了如二氯苯胺、9-芴酮、3-甲基二苯并噻吩等更多的污染物.该方法能够快速筛查和识别出样品中潜在有机污染物,为当地污染物的风险管控提供借鉴意义.     

O3/UV降解喹啉过程中的毒性变化

利用发光细菌新鲜菌悬液进行毒性测试，研究了O3／UV降解喹啉过程中的毒性变化．研究表明，在选取的浓度范围内，无论是HgCl2还是喹啉，发光细菌发光抑制率(或相对发光量)与物质浓度的对数均呈线性关系．采用处于对数生长期初期的发光细菌进行毒性测试时的灵敏度和最低检测限都很理想，适合于毒性测试．O3／UV降解喹啉时，体系毒性出现先迅速上升并保持一段时间随后缓慢下降然后又缓慢上升的现象．O3／UV降解喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物，这些产物是导致体系毒性上升的主要因素。     

废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。