重金属离子快速检测技术研究与应用进展

在突发环境污染事件和区域生态风险筛查中迫切需要环境样品中重金属离子的快速检测技术手段。环境样品中重金属离子的快速检测技术有电化学方法和生物学方法。电化学检测方法主要是阳极溶出伏安法(AnodicStripping Voltammetry,ASV),可以同时检测多种重金属离子,有标准化认证的产品,但是检测成本相对较高。随着纳米粒子技术(Nanoparticles,NPs)和石英微天平分析技术(Quartz Crystal Microbalance,QCM)的引入,ASV法的检测成本将不断降低;生物检测方法包括免疫检测(Immunoassay,IA)和功能DNA(Functional DNA)检测技术。重金属离子的免疫检测技术样品通量大,检测成本低,已经广泛用于食品行业,其中汞离子的免疫检测方法已经成为环境样品标准检测方法之一。免疫检测传感器技术将拓展重金属离子的快速检测的应用空间。功能DNA传感器检测的研究为重金属离子的快速检测提供了新的技术手段,但是这些仅限于实验室研究,还没有达到实际应用的水平。     

我国淡水生物氨氮基准研究

主要采用美国水生生物基准技术,结合美国氨氮水质基准数学模型,利用我国水生生物的氨氮毒性数据,对我国淡水生物氨氮基准进行了研究.共搜集了35种淡水生物的氨氮急性毒性数据和7种慢性毒性数据,得出的氨氮水质基准表现为以水体pH值和温度为自变量的函数,在pH 6.5～9.0、温度0～30℃的取值范围内,我国氨氮急性和慢性基准的...     

我国典型流域镉水质基准研究

对《我国淡水水生生物镉基准研究》一文推算的国家镉基准进行了修正,采用"重新计算法"推算了我国典型流域的镉生物基准,并以辽河上游的大伙房水库为试点,利用"水效应比值法"推算了区域镉基准.结果表明:我国国家镉急性和慢性基准分别修正为1.81和0.21μg/L;珠江流域、长江流域、太湖流域和辽河流域的镉急性基准分别为3.60,3.61,3.19和2.95μg/L;镉慢性基准分别为1.39,0.06,0.04和0.04μg/L;大伙房水库镉急性和慢性基准分别为2.72和0.05μg/L.流域及区域的镉急性基准值全部大于国家急性基准值,但大部分镉慢性基准都严于国家慢性基准.     

2,4-二氯苯氧乙酸完全抗原和抗体的制备

 以小分子环境污染物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为半抗原,牛血清蛋白(BSA)为载体蛋白,通过与水溶性碳化二亚胺(EDC)的偶联反应,合成适当结合比、性能良好的2,4-D完全抗原,并制备了2,4-D的多克隆抗体.完全抗原合成方法为:在pH6、0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行偶联反应,2,4-D的最终浓度控制为12mg/mL,于4℃条件下反应18h,EDC的加入量控制在6～9mg之间.以结合比为16:1的完全抗原免疫新西兰白兔,获得了效价达到6.55×106兔抗血清.抗血清稀释2000倍,剂量-反应曲线在2,4-D浓度为0.5～2000mg/L的范围内线性度最好,相关系数R=0.9946.抗血清稀释8000和16000倍,2,4-D的检测范围为8μg/L～125mg/L,线性相关系数R分别为0.9352和0.9655.经过免疫检测条件的优化,制备的抗血清可以用于饮用水中2,4-D的检测.     

羊角月牙藻在制药废水毒性评价中的应用

以羊角月牙藻(FACHB-271 Selenastrum capricornutum)作为测试生物,分别采用EC₅₀(半数抑制浓度)、TU_a(急性毒性单位)和LID(最低无效应稀释度)指标对某制药厂污水处理站4个工艺节点和总出水排放口的水样进行急性毒性效应评价. 结果表明:地下调节池(工艺节点①)水样EC₅₀为15.12%±3.82%,TU_a为6.6,LID为16,为极毒/中毒废水;地上调节池(工艺节点②)水样EC₅₀为15.81%±1.04%,TU_a为6.3,LID为16,为极毒/中毒废水;中间沉淀池(工艺节点③)水样EC₅₀为62.12%±3.83%,TU_a为1.6,LID为8,为中毒/低毒废水;二级沉淀池(工艺节点④)水样EC₅₀为89.10%±1.43%,TU_a为1.1,LID为4,为低毒废水;总出水排放口水样EC₅₀＞100%,TU_a＜1,LID为1,为无毒或微毒废水. 经过各污水处理工艺节点后,制药废水对羊角月牙藻的急性毒性逐级减弱,并且毒性指标与ρ(COD_Cr)具有较好的线性关系. 研究还发现,采用毒性指标LID表征该制药废水的生物毒性,对废水样品的毒性分辨能力更强.      

2,4-D完全抗原的合成及其免疫性能评价

以2,4-D为半抗原,BSA为载体蛋白,通过EDC的偶联反应条件优化试验,合成了多种结合比的完全抗原,制备了小分子环境污染物的多克隆抗体.结果表明,偶联反应优化步骤是2,4-D、BSA和EDC同时反应,4°C条件下反应18h.偶联反应可以在2,4-D的浓度为10.0～12.0 mg/mL的0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行,反应缓冲体系pH控制在5.4～6.1之间.EDC的加入量低于12 mg时,采用2,4-D和多聚赖氨酸的偶联物为包被抗原.通过balb/c小鼠免疫试验评价结合比分别为6、12、18和25的完全抗原的免疫性能,结果表明结合比为12和18的完全抗原具有很好的免疫原性.其中以结合比为18的完全抗原免疫小鼠获得的抗血清对包被抗原载体的非特异性吸附低于阴性血清,2,4-D特异性血清含量高,适于作为完全抗原免疫小鼠进一步制备单克隆抗体.     

国外新化学物质管理中的健康效应数据需求分析

概要介绍了欧盟、美国、日本、加拿大和澳大利亚等国家和地区的新化学物质管理的相关法规、行政机构设置和审查制度流程,并详细阐述了在化学物质申报制度中对健康效应的数据需求及其测试方法.欧盟、加拿大和澳大利亚以眼睛/皮肤刺激、皮肤致敏、急性毒性和基因,染色体毒性等作为最基本的检测指标;日本侧重于持久性、蓄积性和人类,环境毒性的评价,不要求提供急性毒性试验数据;美国较偏重结构活性相关关系(SAn)/定量结构活性相关关系(QSARs)技术预测的健康效应数据,在不能判定物质是否有潜在的健康,环境风险时,才要求提供相应的试验数据;相反,澳大利亚对QSARs采取了较为审慎的态度.结合其他国家和组织的相关经验,为完善我国新化学物质的健康效应数据需求和管理,提出了关于建设已登记物质数据库,QSARs技术,持久性、生物蓄积性和毒性(PBT)评估体系和优良实验室等方面的建议.     

水质基准方法学中若干关键技术探讨

我国正在开展系统的水质基准研究,对发达国家的水质基准理论和技术处于学习和研究阶段. 物种敏感度分布分析、“最少毒性数据需求”以及基准的修正是水质基准推算中的若干关键技术. 以氨氮水生生物基准为例,对这些关键技术进行了研究与探讨,提出在我国本土生物毒性数据缺乏的情况下可在种的水平上对水质基准进行推算. 另外,可先利用全部生物的毒性数据进行物种敏感度分析,确定需重点获取的敏感生物类群的毒性数据,再用于基准推算,有望降低推算过程中对毒性数据量的需求. 最后,基于中美生物物种分布的差异,借鉴美国修订国家水质基准的水效应比法,提出利用生物效应比法对美国国家水质基准进行修订以获取我国水质基准.      

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)污染及其毒性研究进展

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)作为重要的增塑剂被广泛应用于涂料、食品包装、医疗器材、儿童玩具等产品中。研究表明DEHP在水、土壤、空气等各个环境要素以及食物、饮用水中已被普遍检出,并对环境产生潜在的危害。本文通过分析国内外DEHP的环境暴露和毒性效应的研究成果,总结了DEHP在室外大气、室内空气、土壤、地表水、地下水、食品和饮用水中的污染现状,并对DEHP的替代产品进行总结;此外,本文深入探讨了DEHP对水生生物和陆生生物的生态毒性效应,以及对生殖发育、肝脏、呼吸系统和神经系统等的健康毒性效应。最后,结合DEHP在环境暴露调查和毒性效应研究方面的不足,指出需要进一步加强我国DEHP的环境暴露调查,制定相关环境基准值与标准限值,开展慢性生态毒性效应和人体健康毒性效应等方面的研究。     

中美水生生物基准受试物种敏感性差异研究

我国已经系统地采用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)法开展水生生物基准研究工作.由于水体污染物种类繁多,因此在建立我国水生生物基准的过程中面临着本土生物毒性数据缺乏的问题.本研究通过物种敏感性比较,以美国为例对采用非本土生物毒性数据来推导我国水生生物基准的可行性进行了分析.首先,以US EPA推荐的58种污染物的水生生物基准为基础,筛选出中美两国共有的且生物毒性数据满足"3门8科"要求的10种污染物:As(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)、Hg、Cu、Pb、Zn、硝基苯、对硫磷、毒死蜱、三丁基锡;然后,采用双样本Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验法和重要点位(hazardous concentration for 5%of the species and 50%of the species,HC5和HC50)差异分析法对10种污染物的中美物种敏感性差异进行研究.结果表明:通过双样本K-S检验得出中美物种对Cu、毒死蜱、三丁基锡的敏感性分布存在显著性差异(P0.05);通过重要点位值进行差异比较得出中美两国Cr(Ⅵ)、毒死蜱的HC5值差异超过一个数量级,毒死蜱的HC50值差异超过一个数量级,表明有些污染物[如:Cr(Ⅵ)、毒死蜱等]的中美间物种敏感性差异较大,在这种情况下直接采用美国的生物毒性数据或基准值来保护我国的水生生物,可能会存在"欠保护"或"过保护"的风险.