MCF-7细胞评价老龄渗滤液经IME-Fenton处理后酚类提取物的雌激素效应

成分复杂的垃圾渗滤液经处理后,研究其中残留的极低浓度的酚类环境内分泌干扰物的雌激素效应及其对生态环境的毒性作用具有非常重要的实际价值.本文选择对雌激素敏感的MCF-7人类乳腺癌细胞进行体外培养,将老龄渗滤液原液、经过内部微电解(IME)和内部微电解结合芬顿试剂(IME-Fenton)处理后的渗滤液酚类提取液稀释10~107倍,采用MTT法测定MCF-7细胞的增殖和细胞划痕损伤实验评价渗滤液中酚类物质的雌激素效应,并探讨了活性炭在反应中对酚类物质的去除效果.结果表明,渗滤液中酚类提取物对MCF-7细胞增殖在浸染72 h后达到最大;与渗滤液原液相比,渗滤液经IME和IME-Fenton处理后,最大增殖效应分别下降了85%和110%,酚类提取物减缓了MCF-7细胞的迁移速度;活性炭对渗滤液中酚的吸附主要发生在反应前30 min,渗滤液经活性炭吸附后的酚类提取物稀释10~107倍仍表现出细胞毒性.渗滤液经IME-Fenton处理后降低了酚类物质进入环境引起的危害,MCF-7细胞增殖和细胞划痕也为检测浓度低至10-15g·L-1的酚类雌激素提供新方法.     

电化学还原-氧化工艺降解4-氯酚的毒性研究

采用紫外光还原法制备了Pd-Fe/石墨烯催化阴极,并以Ti/IrO_2/RuO_2为阳极,构成三电极体系(双阴极)和两电极体系(单阴极)的电化学还原-氧化降解工艺,分别对4-氯酚进行降解.采用离子色谱、高效液相色谱、TOC仪对4-氯酚降解过程中中间产物及其浓度进行测定.根据公式计算降解过程中理论计算毒性值,应用发光细菌法测定降解过程中的实际毒性值,对理论计算毒性值与实际毒性值进行比较,分析不同体系下降解过程中毒性的变化规律.结果表明,两种工艺体系在最佳降解条件下,阴极室毒性均呈下降的趋势,由于降解过程中在阳极室生成高毒性的苯醌,阳极室毒性均先升高后降低.通过相关性分析得到,两种体系理论计算毒性与实际毒性在P=0.01水平下,相关性系数均为1,显著相关,表明降解过程中实际毒性的测定结果真实可靠.降解至120 min时,三电极体系毒性小于两电极体系,表明三电极体系优于两电极体系.据此提出实际毒性测定方法在电化学还原-氧化工艺降解氯酚类有机废水毒性测试的工业应用中有着广泛的前景.     

Pd/GO/Ni电极的制备及对2,4-二氯酚的降解研究

为去除持久性氯代有机污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP),利用电化学沉积法制备了一种新型钯/氧化石墨烯/泡沫镍(Pd/GO/Ni)电极,并通过电化学法降解2,4-二氯酚,取得良好的效果。通过扫描电镜等表征手段观察其表面形貌。结果表明:氧化石墨烯浓度为10 mol/L是制备Pd/GO/Ni电极的最佳浓度,p H为3时,Pd/GO/Ni电极对2,4-二氯酚的去除率达到90.7%。     

生物电催化方法处理三氯乙酸的研究

利用吸附法将血红蛋白(Hb)固定在碳纳米管修饰电极表面,研究了Hb在碳纳米管修饰电极的直接电化学行为.固载Hb碳纳米管修饰电极在pH=7.0的PBS缓冲溶液中于-0.300V(vsSCE)处有一对相当可逆的循环伏安还原氧化峰,为Hb血红素辅基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰.利用循环伏安法和恒电位电解法研究了固载Hb的碳纳米管修饰电极对有机氯模型污染物三氯乙酸的电催化还原脱氯,并通过鉴定中间产物探讨了其催化还原机理.结果表明,固载Hb的碳纳米管修饰电极对三氯乙酸的还原具有很高的催化活性,三氯乙酸是按照三氯乙酸→二氯乙酸→一氯乙酸→乙酸的途径分布还原脱氯.将固载Hb的碳纳米管修饰电极组装成三维填充床电解反应器,进行了三氯乙酸连续流动电解还原的初步研究.-0.6V(vs.SCE)电解180min,三氯乙酸去除率为40.13%.     

纳米金/碳纳米管修饰石墨电极测定邻苯二酚

采用自沉积方法将HAuCl4直接还原成纳米金颗粒并修饰在碳纳米管表面,所制备的纳米金(Au-CNTs/C)修饰电极对邻苯二酚(CAT)具有高的电催化氧化作用.采用循环伏安法考察CAT在Au-CNTs/C电极上的电化学行为,发现CAT在该修饰电极上发生可逆的氧化还原反应,在0.25V有明显的氧化峰.在磷酸盐缓冲溶液PBS(pH7.4)中,CAT的响应电流与浓度在5.0×10-7~5.0×10-3mol/L范围内呈线性关系,相关系数为0.9992,检出限为3.3×10-7mol/L.     

重金属和氯酚对霍甫水丝蚓的急性毒性及水环境安全评价

研究了Hg2+、Cr6+和Pb2+等重金属及2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等氯酚类物质对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应.结果表明, Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为0.16,4.25,76.24mg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为20.73,7.86,2.42mg/L. 根据6种污染物对霍甫水丝蚓的毒性实验结果,预测水体中Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为16,425,7624μg/L,最大允许浓度分别为1.6,42.5,762.4μg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为2073,786,242μg/L,最大允许浓度MPC分别为207.3,78.6,24.2μg/L.6种污染物的毒性评估结果显示,Hg2+对霍甫水丝蚓表现为极高毒性,Cr6+、2,4,6-三氯酚和五氯酚对其表现为高等毒性,Pb2+和2,4-二氯酚表现为中等毒性.3种重金属对其毒性顺序为:Hg2+ > Cr6+ > Pb2+;3种氯酚类物质对其毒性大小依次为:五氯酚 > 2,4,6-三氯酚 > 2,4-二氯酚.     

斑马鱼对3种氯酚的富集作用及其SOD酶活性应激反应研究

为了研究对氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)对斑马鱼的生理毒性作用,以7 d富集系数(KBCF)和超氧化物歧化酶(SOD)活性为评价指标,采用半静态试验法对斑马鱼进行驯养和试验,测定斑马鱼对3种氯酚的7 d KBCF,同时测定不同浓度条件下,暴露1 d和7 d,斑马鱼体内SOD酶活性。结果表明,4-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的7 d KBCF分别为33.65±5.29、65.54±10.49和128.05±39.83,富集能力表现为4-CP(无富集)2,4-DCP(轻度富集)2,4,6-TCP(轻度富集);斑马鱼对氯代酚类物质的富集性与氯酚类物质氯原子取代个数正相关。3种氯酚胁迫斑马鱼结果表明,暴露1 d表现为诱导-抑制效应,暴露7 d表现为抑制效应,酶活性变化显著。     

DBP和BPA对MCF-7细胞的联合效应及机制

以乳腺癌细胞系MCF-7为雌激素效应和毒性效应评价模型,分别采用MTT法检测邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA)对细胞活力的影响,采用DCFH-DA荧光染色法测定细胞活性氧水平,采用流式细胞仪检测细胞周期和凋亡,采用RT-QPCR检测细胞中ERα、ERβ和GPR30m RNA的转录水平.结果表明:DBP和BPA对MCF-7细胞活力呈现"倒U"型剂量-效应关系,即低浓度(10-8mol/L)和高浓度(10-4mol/L)抑制细胞增殖,在10~(-7)~10~(-5)mol/L浓度范围内刺激细胞增殖,并分别在浓度为10~(-6)和10~(-7)mol/L时达到最高增殖率;DBP和BPA的联合暴露中,低浓度联合暴露呈现加和效应,而高浓度则呈现拮抗效应;低浓度联合暴露促进细胞增殖,其产生原因与细胞周期由G0/G1期向S期推进、ERα和GPR30转录诱导相关;而高浓度联合暴露则显著抑制细胞增殖,其产生原因与诱导活性氧自由基(ROS)生成、细胞周期G0/G1期阻滞、ERα表达抑制相关.研究结果可为环境介质中烷基酚类和酞酸酯类物质共存下的潜在健康风险评估和预防提供基础数据和理论指导.     

L-组氨酸-赤藓红复合膜修饰电极同时检测对苯二酚、邻苯二酚

利用循环伏安法制备了L-组氨酸-赤藓红复合膜修饰玻碳电极(L-His-Erythrosine/GCE).采用扫描电镜(SEM)观察修饰电极的表面形貌结构,并用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)表征修饰电极的电化学性能.在此基础上用差分脉冲伏安法(DPV)研究了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)混合物在该电极上的电催化氧化,结果表明,L-His-Erythrosine/GCE对HQ及CC的电化学氧化具有显著的催化作用,两种异构体在该修饰电极上的氧化过电位明显降低,峰电流显著增大,二者氧化峰电位间隔达108m V,表明制备的修饰电极可用于HQ和CC的同时检测.在最佳实验条件下,HQ与CC浓度在1.2×10-6~1.1×10-4mol·L-1范围内与氧化峰电流呈良好线性关系,检出限分别为0.19μmol·L-1(HQ)和0.16μmol·L-1(CC)(S/N=3).另外,此修饰电极具有较好的重现性和较强的抗干扰能力,将修饰电极用于实际水样品中HQ和CC的测定,其加标回收率分别为99.9%~100.6%(HQ)、99.2%~100.2%(CC).     

3种氯酚对噬热四膜虫的毒性效应

以原生动物噬热四膜虫作为受试生物,研究了3种氯酚的急性毒性和遗传毒性及环境因子对污染物的生物效应,探讨了水体硬度对3种氯酚生物毒性的影响.结果表明,3种氯酚毒性大小依次为五氯酚(PCP)>2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)>2,4-二氯酚(2,4-DCP),表明随着氯原子数目的增加,生物毒性增强.硬度实验结果显示随水体硬度升高,3种氯酚对四膜虫的急性毒性先降低后增加,但不同的水体硬度下2,4-DCP对四膜虫的24、48、72和96 h EC50值分别为3.69、3.54、3.02和2.34 mg·L-1;2,4,6-TCP分别为3.23、2.83、2.56和1.97 mg·L-1;PCP分别为0.63、0.45、0.34和0.28 mg·L-1,3种氯酚的EC50值分别在同一数量级上,表明对四膜虫的毒性影响不大.采用单细胞凝胶电泳技术(SCEG)研究了3种氯酚对四膜虫核DNA的损伤作用,结果显示氯酚类化合物具有细胞毒性,彗星实验可以较好地指示氯酚类化合物的遗传毒性.     

甲壳素与氯基苯酚的吸附性能研究

以片状甲壳素(聚氨基葡萄糖)为研究对象,探讨了不同温度(5,15,25℃)下五氯酚(PCP)的吸附动力学;考察了温度(5,15和25℃)、盐度(w(NaCl)为0～7%)、pH值(pH5～8)、氯原子取代等对氯酚吸附的影响;比较了5℃时7种氯酚(PCP,三氯酚(2,4,6-TCP),4种二氯酚(2,5-DCP,3,4-DCP,2,3-DCP,2,6-DCP)和单氯酚(3-MCP))的吸附容量。结果表明,低温使五氯酚在片状甲壳素上的吸附速率显著降低,但同时增加甲壳素的吸附容量;5℃条件下,pH>6 5时,PCP吸附量降低一半后趋于稳定;w(NaCl)高于1%时,几乎完全抑制了PCP的吸附。7种氯酚在片状甲壳素上的吸附量大小顺序为PCP>TCP>DCP>MCP,其中4种DCP具有相似的吸附性能。      

五氯酚对HeLa细胞毒性及DNA损伤的研究

以人宫颈癌HeLa细胞为研究对象,运用MTT法检测PCP处理后HeLa细胞的增长抑制率;通过测定细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的漏出率和总超氧化物歧化酶(SOD)的活性,评价PCP的细胞毒性作用;彗星实验检测HeLa细胞经不同浓度PCP处理后的DNA损伤.结果表明,PCP对HeLa细胞的半数抑制浓度(IC50)为66.59μmol.L-1;HeLa细胞在12.5、25、50、100和200μmol.L-1 PCP染毒条件下,LDH的漏出率随着染毒时间的增加逐渐增大,具有明显的时间-效应关系,在12.25、17.5和25μmol.L-1 PCP染毒下,细胞培养液中SOD的活性随着染毒时间的增加逐渐下降,存在显著的时间-效应关系,低浓度PCP(25μmol.L-1)显著增加细胞培养液中LDH的漏出率以及PCP(12.25μmol.L-1)显著降低总SOD的活性;PCP(实验浓度为6.25、12.5、25和50μmol.L-1)不会导致HeLa细胞DNA损伤.因此SOD和LDH可作为评价低浓度PCP毒性效应的敏感性生物标志物.     

氯酚类化合物对紫背浮萍生长及叶绿素含量的影响

以我国本土水生植物紫背浮萍为受试物种,利用其生长抑制和叶绿素含量的变化评价了3种氯酚类化合物的毒性效应.结果显示:2,4-二氯酚(2,4-DCP), 2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)对紫背浮萍的96h IC50值分别为12.73,8.49,1.12mg/L.根据化学物质对水生生物毒性分级标准,3种物质均为高毒.2,4-DCP,2,4,6-TCP和PCP对紫背浮萍基于叶绿素含量变化的最大可接受浓度(MATC)分别为2.24,1.58, 0.35mg/L,对应的急慢性毒性比(ACR)分别为5.68,5.37和3.20.     

不同磷源对土壤镉有效性的影响

本研究采用湖北省具有代表性的黄棕壤和潮土进行室内培养试验,研究了5种磷源和5个施磷量（0、0.1、0.2、0.4、0.8g.kg-1,以每kg土中有效态P2O5含量计）对土壤镉（Cd）有效性的影响.结果表明,培养8周后,随着磷酸氢二铵（DAP）、磷酸二氢铵（MAP）和过磷酸钙（SSP）施入量的增加,两种土壤的pH均显著...     

Formation and cytotoxicity of a new disinfection by-product (DBP) phenazine by chloramination of water containing diphenylamine

Disinfection by-products (DBPs) in drinking water have caused worldwide concern due to their potential carcinogenic effects. The formation of phenazine from diphenylamine (DPhA) chloramination was studied and its cytotoxicities for two human cancer cells were also investigated. Phenazine was detected synchronously with the consumption of DPhA by chloramination, which further confirmed that the new DBP phenazine can be produced along with N-nitrosodiphenylamine (NDPhA) from DPhA chloramination. The formation of phenazine had a maximum molar yield with solution pH increasing from 5.0 to 9.0, with phenazine as the main product for DPhA chloramination at lower pH, but higher pH favored the formation of NDPhA. Thus, solution pH is the key factor in controlling the formation of phenazine and NDPhA. Both the initial DPhA and chloramine concentrations did not show a significant effect on the molar yields of phenazine, although increasing the chloramine concentration could speed up the reaction rate of DPhA with chloramines. The cytotoxicity assays showed that phenazine had significant cell-specific toxicity towards T24 (bladder cancer cell lines) and HepG2 (hepatic tumor cell lines) cells with IC50 values of 0.50 and 2.04 mmol/L, respectively, and T24 cells being more sensitive to phenazine than HepG2 cells. The IC50 values of phenazine, DPhA, and NDPhA for T24 cells were of the same order of magnitude and the cytotoxicity of phenazine for T24 cells was slightly lower than that of NDPhA (IC50, 0.16 mmol/L), suggesting that phenazine in drinking water may have an adverse effect on human health.     

五氯苯酚对污泥性能和功能基因表达水平的影响

氯酚废水是一类广泛存在于环境的典型工业废水,具有显著的生态毒性,为探讨废水中氯酚类化合物对污泥性能和功能基因表达水平的影响,采用HRT（水力停留时间）为8 h、SBR（间歇曝气的序批式生物反应器）处理进水浓度为2 mg/L的PCP（五氯苯酚）废水,并与处理不含PCP的废水作对比分析,探讨PCP对污染物去除和微生物菌群的影响,并分析PCP诱导下污泥中Pseudomonas功能基因的表达水平.结果表明:①1~90 d,进水浓度为2 mg/L的PCP严重抑制污泥活性,出水ρ（COD_Cr）超过100 mg/L,PCP降解去除缓慢,而对照组出水ρ（COD_Cr）在31.6 mg/L左右波动.90 d后,降解PCP的优势菌群富集,水相、泥相PCP被降解去除,但PCP的毒性作用使其出水ρ（COD_Cr）仍高于对照组.②经PCP长期驯化污泥富集的优势菌属为Chondromyces、Ignavibacterium、Thauera、Pseudoxanthomonas、Bosea、Achromobacter、Comamonas和Salimesophilobacter,均归属于变形菌门和厚壁菌门,在降解氯酚类污染物方面起着重要作用.③当处理PCP的SBR处于稳定运行阶段时,SBR运行周期末污泥中降解PCP的菌属Pseudomonas调控ATP水解酶（ATPase）、过氧化氢酶（CAT）和细胞色素p450（CYP450）的功能基因表达被激活,而调控超氧化物歧化酶（SODb）、氨单加氧酶（AM）、脱氯水解酶（HDLH）和甘油三磷酸脱氢酶（GAPDH）的功能基因表达被抑制,即活性污泥中微生物调控不同基因的表达受进水PCP的抑制或激活.研究显示:进水PCP诱导SBR富集的优势菌属可实现废水中PCP的去除,起到削减废水毒性的作用;通过分析不同优势菌属的相关功能基因表达,可加强对不同微生物降解污染物机理的认识.      

氯酚类污染物在小麦幼苗中的竞争吸附研究

极性有机污染物植物吸收行为的研究目前已有较多报道。文章将以小麦幼苗干样为研究对象,以2种氯酚(2,4-二氯酚,DCP;2,4,6-三氯酚,TCP)为吸附质,以菲(PHE)为非极性参照化合物,探讨竞争吸附条件下,可解离有机污染物的植物吸收行为。采用序批平衡实验分别研究了小麦幼苗干样干样对DCP、TCP、PHE单独吸附,及DCP或PHE共存影响下TCP的竞争吸附行为。结果表明,小麦幼苗干样对TCP、DCP和PHE各单组分的吸附呈显著线性相关,分配系数与类脂含量有关;TCP的解离作用使得TCP的类脂标化后植物-水分配系数对数值(logKlip)要小于其辛醇-水分配系数对数值(logKow);DCP或PHE的共存提升了小麦幼苗干样对TCP的吸附能力。TCP的存在不影响小麦幼苗干样对菲的吸附,却能影响其对DCP的吸附。     

不同终点检测5种双酚A类化合物对MCF-7的细胞毒性

双酚A(BPA)及其类似物作为聚碳酸酯的主要合成原料,一直是环境污染的重要问题.其雌激素效应是当今科学研究的重点,而毒性效应研究甚少.为评估环境中BPA类物质的毒性效应,实验采用四唑盐(MTS)比色法检测5种双酚A类化合物对人雌激素受体缺失乳腺癌细胞MCF-7(ER-)增殖活性的影响,2,4-二硝基苯肼法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)露出率,单细胞凝胶电泳(SCGE)检测DNA损伤.用非线性最小二乘法对MTS实验结果拟合剂量-效应曲线,表明所有的剂量-效应曲线(DRC)均能用Weibull或者Logit函数有效表征.以模型估算的半数效应浓度负对数值(pEC50)评估5种化合物的毒性大小依次为:BPB>BPC>TDP>BPE>BPA.LDH检测以及SCGE检测受试化合物对MCF-7(ER-)的损伤作用表明,在效应浓度EC20下,细胞核DNA轻微损伤,细胞增殖受轻微抑制;在效应浓度EC40下,细胞核DNA损伤严重,细胞增殖受到显著抑制,从而导致细胞膜通透性显著改变,使LDH大量露出.