Formation pathways of brominated products from benzophenone-4 chlorination in the presence of bromide ions

The brominated products, formed in chlorination treatment of benzophenone-4 in the presence of bromide ions, were identified, and the formation pathways were proposed.Under disinfection conditions, benzophenone-4 would undertake electrophilic substitution generating mono- or di-halogenated products, which would be oxidized to esters and further hydrolyzed to phenol derivatives. The generated catechol intermediate would be transformed into furan-like heterocyclic product. The product species were p H-dependent,while benzophenone-4 elimination was chlorine dose-dependent. When the chlorination treatment was performed on ambient water spiked with benzophenone-4 and bromide ions, most of brominated byproducts could be detected, and the acute toxicity significantly increased as well.     

BP-1生物降解群落结构解析及关键功能菌的降解效能评估

生物降解是有机污染物去除的重要途径,为探究环境中微生物对2,4-二羟基二苯甲酮（2,4-dihydroxybenzophenone,BP-1）的降解能力,本文以BP-1为唯一碳源,设置好氧和厌氧条件分别驯化富集功能菌群,通过高通量测序技术深度解析群落多样性及功能菌群,在此基础上筛选关键功能菌,并评估其降解效能.结果显示,好氧降解是BP-1降解的主要途径,BP-1在好氧处理系统中的降解速率是厌氧体系的2.74倍.好氧体系中微生物群落多样性显著高于厌氧体系,变形菌门（Proteobacteria,40.66%）是好氧体系中的优势菌门,红环菌目（Rhodocyclales,28.15%）、假单胞菌目（Pseudomonadales,3.11%）、鞘氨醇菌目（Sphingomonadales,2.22%）是变形菌门中占优势地位的菌目.采用选择性培养基从好氧驯化污泥中筛选获得4株BP-1降解菌,经鉴定分别为甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus） BP1.1、解淀粉酶芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens） BP1.2、红球菌（Rhodococcus sp.） BP1.3和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.） BP1.4,其中甲基营养型芽孢杆菌BP1.1降解速率最快,在6 h内对BP-1的降解率高达99.9%,显著降低了BP-1引起的急性毒性和类雌激素效应,为高效去除废水中BP-1提供了微生物种质资源.     

紫外活化过硫酸盐降解二苯甲酮-4的动力学影响及降解机理与风险评价

活化PS（过硫酸盐）氧化工艺对于降解水中新兴微污染物具有潜在应用价值.为研究活化PS体系对BPs（二苯甲酮类）有机防晒剂的降解性能,以BP4（二苯甲酮-4）为研究对象,采用UV/PS（紫外活化过硫酸盐）工艺降解BP4,比较单一UV、单一PS和UV/PS 3种工艺对BP4的去除效果,考察各因素对UV/PS工艺去除BP4动力学的影响,同时探究BP4降解机理并进行风险评价.结果表明:BP4降解过程符合准一级反应动力学模型;最佳PS投加量为1.0 mmol/L,反应30 min后BP4去除率可达94%,增加PS投加量或降低初始c（BP4）均可促进BP4降解,无机阴离子（HCO₃-和Cl-）对BP4降解均有抑制作用,酸性条件有利于BP4降解;基于HPLC-MS/MS鉴定出8种中间产物,并提出降解路径,费氏弧菌毒性试验和ECOSAR v1.10软件预测表明,UV/PS工艺降解BP4过程中生成的中间产物比母物质毒性更高.研究显示,UV/PS工艺可有效去除BP4,但其中间产物可能会造成潜在的生态风险,后续需进一步深入研究.      

Acute toxicity formation potential of benzophenone-type UV filters in chlorination disinfection process

Benzophenones （BPs） are a class of widely used UV filters, which have been frequently detected within multiple environmental matrices. Disinfection is a necessary process in water treatment processes. The transformation behaviors and toxicity changes of 14 BP-type UV filters during chlorination disinfection treatment were investigated in this study. A new index, the acute toxicity formation potential, was proposed to evaluate the toxicity changes and potential risks of BP-type UV filters during chlorination treatment. It was found that 13 of 14 BP-type UV filters exhibited toxicity decreases in the chlorination disinfection process, more or less, while one showed a toxicity increase. The toxicity changes were dependent on substitution effects, such that 2,4-di-hydroxylated or 3-hydroxylated BPs exhibited significant toxicity decreases after chlorination treatment due to the ready cleavage of the aromatic ring. Importantly, the acute toxicity changes could be duplicated in an ambient water matrix.     

二苯甲酮对蛋白核小球藻的毒性研究

为分析环境污染物二苯甲酮对淡水藻类的毒性效应,以蛋白核小球藻为受试对象进行了染毒和生理指标分析。结果显示二苯甲酮会抑制该种藻类的增殖,96hEC50值为3.98mg/L。染毒8天后,二苯甲酮达到或超过3.9mg/L剂量会影响蛋白核小球藻的光合作用和抗氧化能力等,表现为叶绿素含量降低、各种抗氧化酶类的活性降低、丙二醛含量升高(p<0.05)。     

二苯甲酮对斑点叉尾鲴鱼卵巢细胞生长的影响

试验通过直接、间接两种染毒手段来探讨二苯甲酮（benzophenone）对斑点叉尾鲴鱼卵巢细胞（CCO）生长的影响,以MTT法为手段测定染毒前后CCO细胞的存活数量和各阶段的生长状态,结果发现：当二苯甲酮以1～10μg/L的浓度直接作用于CCO细胞时,CCO细胞生长在不同阶段均受到抑制作用：在指数增长期细胞生长速率减小,稳定期的存活量约为正常条件下的72％-91％,并且随着二苯甲酮浓度的增大,对CCO生长的抑制效应也相应的加剧;但是1μg／mL浓度的二苯甲酮在经过斑点叉尾鲴鱼原代肝细胞代谢后间接作用时,其代谢产物对CCO的生长在各阶段又呈现明显的促进作用,稳定期细胞数量约为正常条件下的109％。     

二苯甲酮类紫外防晒剂发光菌急性毒性及QSAR研究

二苯甲酮类化合物广泛用于防晒剂、塑料添加剂、香味剂等。随着紫外防晒产品的大量使用,其环境及健康风险越来越受到人们的关注。为揭示二苯甲酮类污染物的毒性特征,选择了14种二苯甲酮类化合物作为目标化合物,测试了它们对发光细菌的急性毒性效应。分别运用二维、三维定量构效相关技术和分子对接技术探讨了目标化合物的分子结构特征对毒性效应的影响。结果表明14种二苯甲酮类化合物对发光菌急性毒性的EC50值在17.67到243.82 mg·L-1范围内,其中2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮的急性毒性最低,2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮的毒性最高。羟基取代的二苯甲酮化合物的急性毒性随着分子中羟基数量的增加而升高;具有相同羟基数量的二苯甲酮类化合物,羟基位于苯环4-位时毒性最高,3-位时次之,2-位时毒性最低。QSAR结果表明,运用静电场、氢键受体场和氢键供体场能很好解释这类化合物的毒性特征,若在苯环4-位引入带正电荷的官能团、在苯环2-,4-位引入氢键受体,都将导致毒性升高。上述研究结果将为科学评价该类化合物的潜在生态风险提供基础数据。     

新兴污染物BP-3和BP-4的好氧生物降解性能

采用欧洲经济合作与发展组织（OECD）的生物降解测试标准方法——301F测压呼吸计量法，考察了2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（BP-3）和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸（BP-4）的好氧生物降解性能，并研究了降解动力学及共代谢现象。实验结果表明：BP-3和BP-4的可生物降解率分别为68.36%和41.34%;根据OECD快速降解性判定标准，BP-3划归为易快速降解物质，而BP-4为不易快速降解物质;两种物质的生物降解可用一级动力学描述，半衰期分别为1.986 d和2.806 d;根据欧盟法规《化学品的注册、评估、授权和限制》（REACH法规），BP-3和BP-4均非持久性物质;与苯甲酸钠共存时，BP-3和BP-4的降解过程均表现出共代谢现象。     

二苯甲酮对斑点叉尾鮰鱼卵巢细胞生长的影响

试验通过直接、间接两种染毒手段来探讨二苯甲酮(benzophenone)对斑点叉尾鮰鱼卵巢细胞(CCO)生长的影响,以MTT法为手段测定染毒前后CCO细胞的存活数量和各阶段的生长状态,结果发现:当二苯甲酮以1～10μg/mL的浓度直接作用于CCO细胞时,CCO细胞生长在不同阶段均受到抑制作用:在指数增长期细胞生长速率减小,稳定期的存活量约为正常条件下的72%～91%,并且随着二苯甲酮浓度的增大,对CCO生长的抑制效应也相应的加剧;但是1μg/mL浓度的二苯甲酮在经过斑点叉尾鮰鱼原代肝细胞代谢后间接作用时,其代谢产物对CCO的生长在各阶段又呈现明显的促进作用,稳定期细胞数量约为正常条件下的109%。     

高级氧化技术组合工艺处理高COD化工废水

宜昌某化工厂产生的化工废水具有高COD(COD=36400mg/L,主要成分为二苯甲酮),高氯,强酸性,难以直接进入生化池,该化工厂已有三座铁碳池以及除氯装置。本研究通过铁碳-芬顿、臭氧、高铁酸钾氧化多种高级氧化工艺组合,确定了工艺流程,依次通过二连铁碳微电解、芬顿、臭氧氧化和第三次铁碳微电解,最终COD可以降解至3280mg/L,去除率达到90.1%。