取代苯类化合物的二维息定量结构-活性相关研究

为了预测非反应性麻醉型化合物对发光菌的发光半抑制浓度,评价该类化合物的毒性效应,采用独特的二维HQSAR分析方法,根据分子碎片的类型,将分子结构转变成具有特征的分子指纹,并用数字进行标记。这些标记出的数字作为QSAR的描述符,经过偏最小二乘法计算,建立起化合物结构与生物毒性之间的相关关系,由此所获得的HQSAR预测值与实测值之间也存在较好的相关性,即-1g_(pre)EC_(50)=0.311 0.929(-1g_(exp)EC_(50))(n=13,r=0.964)。这一模型的预测效果明显优于传统的二维QSAR模型,其结果可以为定量评估同类化合物的生物毒性提供可靠依据。     

取代芳烃对发光菌的毒性及定量结构与活性相关

通过测定取代芳烃对发光菌毒性，用Ｆｒｅｅ－Ｗｉｌｓｏｎ法和分子连接性法研究了取代芳烃结构与活性的相关性，取代基的毒性顺序为：－Ｂｒ＞－ＣＯＯＨ＞－ＮＯ２≈－Ｃｌ＞－ＣＨ３＞ＮＨ２。建立了ＥＣ５０与ＬＣ５０的相关性，并预测一些化合物的ＬＣ５０值，结果和实测值符合较好。     

城市污水再生处理工艺中发光细菌毒性变化的初步研究

保障再生水的生态安全是污水再生利用过程中非常关键的问题.本文采用发光细菌毒性测试方法测定了2个城市污水再生利用示范工程工艺流程中生物毒性的变化,尤其是可能生成有毒副产物的氯消毒过程中的毒性变化.结果表明,二级生物处理能显著降低污水的发光细菌毒性,但氯消毒显著提高了污水的毒性,并且脱氯后污水的毒性仍保持较高的水平,对生态安全造成了潜在威胁.同时,通过比较2种污水水质发现,DOC(溶解性有机碳含量)和UV254(254 nm处的紫外吸收值)较高的水样,消毒后的毒性较大,认为DOC和UV254可望作为预测污水消毒生态风险的水质指标,为污水消毒实践中确定安全合理的污水水质条件提供一定的依据.     

二氧化氯消毒前后污水毒性的变化及消毒条件的影响

采用发光细菌试验和umu试验,分别考察了二氧化氯投加量和反应时间对污水二氧化氯消毒后急性毒性和遗传毒性变化的影响.结果表明,随着二氧化氯消毒剂投加量的增加,消毒后水样的急性毒性不断增大,但遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.随着反应时间的延长,二氧化氯的消耗量不断增大,消毒后水样的急性毒性先增大后减小,遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.由于消毒条件对污水急性毒性和遗传毒性有着不同的影响,说明污水中产生急性毒性和产生遗传毒性的物质不同,对于某一种污水,通过控制消毒条件可以使消毒后污水的急性毒性和遗传毒性都较低.     

等浓度配比法研究苯酚、硝基苯和问硝基苯胺对发光菌的联合毒性作用

分别测定了苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的单一毒性，以及等浓度配比和等毒性配比的二元及三元混合体系的联合毒性，采用相加指数法对其联合效应进行了评价。结果表明，等浓度比和等毒性比混合体系的联合作用结果一致：苯酚＋间硝基苯胺二元体系为协同作用，其他各体系为相加作用。为简化联合毒性实验方法，建议在研究相关系列化合物的联合毒性作用机制中，可采用等浓度配比方法。     

用QSAR模型预测苯酚类化合物对发光菌的联合毒性

测定了苯酚与11种取代苯酚对发光菌的单一毒性和毒性单位比为1:4,1:1,4:1二元混合物的联合毒性.采用相加指数法对联合毒性进行了评价,结果表明,苯酚和取代苯酚的二元混合物对发光菌的联合作用以相加作用为主.在此基础上,根据12种苯酚类化合物的单一毒性建立了QSAR方程: -lgEC₅₀=6.158-0.279pKa,对混合物中取代苯酚的毒性进行了预测,预测值与实测值吻合较好.     

用电性拓扑态预测苯砜基乙酸酯对发光菌的毒性效应

应用电性拓扑态(Electrotopological State, E-state)指数模拟分析了a-取代苯砜基乙酸酯类化合物对发光菌的毒性(15min-EC50, mmol/L),构建了一个4变量QSAR模型.模型的相关系数(R²a_dj)和标准偏差(SD)分别为0.944和0.062,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型分析表明,砜基和酯基是该类化合物的活性中心;化合物的疏水能力以及化合物与受体分子间的偶极/极化作用和氢键效应对化合物毒性起着重要影响.     

苯甲酸类化合物对发光菌的毒性及定量构效

测定了9种苯甲酸类化合物在pH=7时对发光菌的急性毒性(15min-EC50)。应用两种理化参数TSA和ELUMO对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯甲酸类化合物的毒性机制。结果表明,苯甲酸类化合物对发光菌的毒性随取代基团的种类及取代位置不同而不同;苯甲酸类化合物对发光菌的致毒机制中可能有亲电作用发生,毒性可用TSA和ELUMO来联合描述。     

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.     

重金属污染土壤生物毒性的发光菌法测定及评价

向土壤中人为投加重金属污染物,制备了重金属含量不同的一系列污染土壤,对土壤重金属浸提条件进行了探究,并应用明亮发光杆菌T3（Photobacterium phosphoreum T3）对单一Cu、Cd和Pb污染及Cu-Cd和Cu-Pb复合重金属污染土壤的生物毒性进行了测定。实验结果表明,土壤重金属的最佳浸提剂为0.1 mol/L HCl溶液,最佳浸提时间为2.0 h。在单一重金属污染条件下：Cu表现出低浓度促进生长、高浓度抑制生长的双重生物效应,而Cd和Pb则表现出浓度与生物毒性的正相关性;3种重金属污染土壤的毒性强弱顺序为Cd>Pb>Cu。在复合重金属污染条件下,由于重金属之间的相互作用,污染土壤的生物毒性增强。