取代芳香族化合物对4种水生生物的毒性研究

建立了105种取代芳香族化合物对4种水生生物(发光菌、四膜虫、大型蚤和斑马鱼)的毒性QSAR模型.取代芳香族化合物对生物体的毒性主要是由2个过程引起,化合物首先穿透细胞膜,然后与机体发生反应.讨论了生物种的种间和种内差别,这种差别可能与生物的脂肪含量有关.化合物分成了3类,非极性麻醉型化合物、极性麻醉型化合物和反应型化合物,极性麻醉型化合物比非极性麻醉型化合物毒性要高,反应型化合物毒性最高.     

不同母质发育土壤Cd环境行为对水分管理模式的响应差异

为探明不同母质发育稻田土壤Cd环境行为对水分管理模式变化的响应差异,通过不同的水分管理模式(长期淹水、湿润灌溉和干湿交替),在3种外源Cd水平下(0.5、 2.0和5.0mg·kg~(-1)),对2种母质发育稻田土壤(黄泥田和麻砂泥)进行培养试验,分析了土壤氧化还原电位(Eh值)、pH值、土壤溶液Cd含量及土壤Cd赋存形态等指标.结果表明,不同母质发育土壤pH值和Eh值对水分管理模式变化的响应存在差异,土壤pH值变化率分别为长期淹水:-2.61%(黄泥田)和2.25%(麻砂泥),干湿交替:-1.96%(黄泥田)和0.52%(麻砂泥),湿润灌溉:-4.08%(黄泥田)和-0.52%(麻砂泥), 2种母质土壤Eh值与pH值呈极显著负相关; 2种母质类型土壤溶液Cd质量浓度随水分管理模式变化规律一致,且该质量浓度麻砂泥高于黄泥田,其均值分别为:1.03μg·L~(-1)(黄泥田), 1.07μg·L~(-1)(麻砂泥);水分管理模式对不同母质发育土壤中有机结合态和铁锰结合态Cd含量影响不显著,长期淹水会促进Cd向残渣态转化,且在黄泥田中这一促进作用比在麻砂泥中强.因此,在应用水分管理调控土壤Cd生物有效性的过程中,需根据土壤母质类型区别实施.     

基于成土母质的矿产资源基地土壤重金属生态风险评价与来源解析

矿产资源基地具有资源经济与环境污染双重属性,阐明土壤重金属的空间分布特征、污染现状及其来源,有助于甄别“自然污染”和“人为污染”.以滦河流域滦平县红旗镇钒钛磁铁矿资源基地为研究对象,采用地累积指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数评价土壤重金属污染特征,利用冗余分析(RDA)和正定矩阵因子分解法(PMF)解析土壤重金属污染来源.结果表明,矿产资源集中的中基性角闪岩类和片麻岩类变质岩母质的Cr、 Cu和Ni含量平均值是其他成土母质的1～2倍,Pb和As含量平均值低于其他母质区.河道冲洪积母质Hg含量平均值最高,Cd在中基性片麻岩类变质岩母质、酸性流纹质火山岩母质和河道冲洪积母质中含量平均值较高.土壤重金属地累积污染程度(I_geo)依次为：Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Cr>Hg>As.内梅罗综合污染指数(P_N)变化范围为0.61～18.99,样点中10.00%和8.08%分别达到中度、重度污染,内梅罗单因子指数(P_i)显示中基性角闪岩类和片麻岩类变质岩母岩区的Cu、 Cd、 Cr和Ni...     

黄河下游典型区域土壤重金属来源解析及空间分布

选取黄河下游典型区域——山东省高青县为研究区,系统采集了234个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量,综合运用相关分析、主成分分析和方差分析辨识了土壤重金属的来源以及与土地利用、成土母质之间的关系,并采用地统计方法分析了重金属的空间结构和分布特征.结果表明:(1)研究区8种重金属元素的平均值均超过黄河下游背景值,尤其是As、Cu、Hg的平均含量分别为各自背景值的1.23、1.20和1.29倍,存在不同程度的富集现象.(2)8种元素可辨识为两个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)主要受工农业活动和交通排放等人类活动与成土母质综合影响;PC2(Hg)主要受纺织、石油化工和塑料制造等工业活动控制.(3)不同土地利用类型和成土母质中的重金属含量差异明显.8种元素在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类;除了Hg以外,其余7种元素在湖积物母质发育土壤中的含量最高.(4)土壤重金属空间分布各异.As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量的高值区主要集中于中部城区和东南部,而Hg的高值区集中于西南部和东北部,说明工农业活动和交通排放加剧了当地土壤的重金属污染.     

两种海藻中MAAs抗氧化活性的研究

对两种海藻(紫菜、江蓠)中MAAs化合物(mycosporine-like amino acicds)的抗氧化活性进行了研究,并利用高效液相色谱法对MAAs化合物中抗氧化活性因子进行了定量解析。结果表明:紫菜和江蓠中的MAAs化合物对羟基自由基和超氧阴离子的生成都有一定的抑制作用,且紫菜抽提物中的MAAs化合物有较好的自由基活性。紫菜中的MAAs化合物对卵磷脂的氧化也具有抑制作用,其作用强度随着浓度的增大而增大,而江蓠抽提物对卵磷脂氧化抑制作用不明显。高效液相色谱检测分析结果显示紫菜MAAs化合物中起抗脂质氧化作用的主要活性成分为porphyra-334,江蓠抗氧化抑制作用不明显的原因为抽提物MAAs化合物中porphyra-334含量过少所致。     

天宝香蕉成土母质特征及其与香蕉品质的关系

天宝香蕉是福建省的特色农业之一,本文通过对漳州天宝香蕉种植区成土母质的元素特征及其与香蕉品质关系的分析,得出结论:(1)研究区内成土母质的营养元素的含量与岩性有密切的关系,不同地层岩性成土母质各种营养元素含量相差悬殊,总体而言Q4成土母质中营养元素的含量最高,Qel成土母质中营养元素的含量次之,而Q2成土母质中营养元素的含量最低;(2)某些营养元素含量变化具有规律性,K2O、Na2O、CaO、Cu、Zn、Mo的含量随沉积时代由老(Q2)到新(Q4)有增高的变化趋势;(3)各类成土母质适宜种植天宝香蕉程度排序为Q4>Qel>Q3>Q2。     

原油毒理试验(急性毒理试验及致突试验)

原油是由数千种不同碳氢化合物组成的极其复杂的混合物,按产地而异。含有不同比例的直链和支链的烷烃和脂肪烃、芳香烃及多核芳烃。在常温下含C1～4的化合物是气体;C5～20的化合物为液体;C20以上的化合物为固体。含硫量在0.2～6％之间。有机氮化物占0.1～2％。此外也含一些脂肪酸和酚化合物。根据它含烃的性质通常分为三类:     

基于UNMIX模型的地质高背景地区土壤重金属源解析

采矿活动和高地质背景被认为是造成喀斯特地区土壤重金属污染的重要因素. 为了探究采矿活动和成土母质对喀斯特地区土壤重金属积累的影响,利用UNMIX模型和空间分析相结合的方法对广西北部典型金属工业区—刁江流域105个土壤样品中重金属(Cd、As、Pb、Cr、Ni)的分布特征与主要来源进行了研究,并将UNMIX模型源识别结果直接纳入GIS进行空间分析,对比采样点的主导源空间分布与污染源之间的关联性. 结果表明:①研究区土壤中w(Cd)、w(As)、w(Pb)、w(Cr)、w(Ni)的平均值为1.21、19.4、42.1、80.9、31.9 mg/kg;研究区土壤污染以Cd和As复合污染为主,个别采样点存在轻度的Pb污染. ②母质类型、土壤类型、土壤pH和工矿企业是影响重金属积累的重要因素. 对比分析可知,由碳酸盐岩母质发育而来的土壤和偏碱性土壤中重金属的平均含量较高;人为土中Cd、As和Pb的积累较明显,铁铝土中会出现Cr和Ni的共富集;污染影响区内w(Cd)、w(As)、w(Pb)偏高. ③源解析分析显示,研究区土壤重金属存在两类污染源,分别为土壤母质源(源1)、工农业混合源(源2),占比分别为68.45%和31.55%;土壤母质源(源1)对Cr和Ni的贡献占主导作用;工农业混合源(源2)对As、Pb的贡献高于其他重金属;研究区Cd的积累由土壤母质源(源1)和工农业混合源(源2)共同主导. 研究显示,研究区土壤重金属污染水平整体较高,这既与碳酸盐岩中固有的高重金属浓度有关,也与碳酸盐岩风化过程中残留富集导致的浓度放大效应有关,并且研究区多年的工矿业活动与河水灌溉进一步加剧了研究区农田的重金属污染程度.      

几种母质土壤及糙米中重金属含量差异性初探

砂页岩、河流冲积物、洪积物、第四纪红土和花岗岩是桂东北地区农业土壤的主要成土母质.本文对这5种成土母质的稻田土壤及糙米中的 Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As、Cr、Hg 8种重金属元素含量的差异性进行了检验,对这5种母质的土壤糙米重金属元素含量相关性进行了分析.结果表明,多数元素在多数母质及糙米中的含量差异不显著;除 Cu在第四纪红土—糙米、Pb 在砂页岩—糙米中的含量相关性达显著水平外,其它的母质—糙米中重金属含量相关不显著.     

土壤污染指标元素钛、锆、钇在吐鲁番地区土壤中的分布及应用

本文根据新疆吐鲁番地区八种母质发育的土壤中Ti、Zr、Y的X射线荧光法分析数据,对这三种元素在土壤中的分布以及用它们之间的比值来判断该地区土壤剖面各层次的母质来源是否相同等问题进行初步探讨。结果表明,不同母质发育的土壤中元素含量有一定差异,而在大多数母质发育的土壤的表、底土间元素含量无明显差异;该地区土壤中zr/Y比和Ti/Zr比可用来判断土壤剖面不同层次的母质来源,两个结果较为一致,对于各层次间元素对比值较接近的剖面,认为是同一母质来源。     

大气飘尘中不同有机组分致突变性

采用化学分离与Ames试验相结合的方法,研究了上海市飘尘中粗提物5个有机组分的致突变性。结果表明,其中以极性化合物(F_3)组分致突变性最强,约占76％～86％;其次为有机碱(F_2)化合物组分,占10％～19.6％;多环芳烃化合物(包括Bap)组分致突变性最小,仅占2.6％～11％;脂肪烃(F_4)没有致突变性;F_1主要组分有机酸,在25μg/皿低剂量时,仍出现抑菌现象,其致突变性尚准确定。研究结果提示了环境致癌因子的来源。     

上海市大气PM2.5中羰基化合物的研究

利用2,4-二硝基苯肼(DNPH)作为衍生化试剂,高效液相色谱/紫外检测法(HPLC/UV)定量检测上海市大气PM2.5中单羰基和二羰基化合物,共检测出5种单羰基化合物和2种二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛).单羰基化合物中浓度最高的是甲醛和乙醛,其年平均浓度分别为(1579.47±672.81)ng/m3和(572.02±470.58)ng/m3;二羰基化合物乙二醛和甲基乙二醛的年平均浓度分别为(63.74±54.27)ng/m3和(97.28±39.62)ng/m3.研究发现上海市大气PM2.5中一些羰基化合物具有明显的日变化和季节变化规律:日变化表现为早晚高峰,而季节性变化单羰基化合物是冬天>夏天,二羰基化合物则是夏季>冬季.此外,PM2.5中羰基化合物的浓度还与温度、湿度、质量浓度具有一定的关系.     

珠三角典型地区大气细颗粒物中有机物质的化学组成研究

本文主要利用热解-气相色谱质谱联用技术(Py-GC/MS)对珠三角典型区域的大气颗粒物的化学特征进行研究,讨论了不同地区样品的化学和来源组成。结果显示,不同样品热解产物的组成具有一定的类似性。这些化合物均以脂肪烃(24. 6%～52. 2%)、脂肪酸(5. 0%～43. 6%)、芳香化合物(14. 7%～36. 3%)为主,另外还包括苯酚类化合物(0. 68%～11. 5%)、呋喃类化合物(0. 26%～5. 86%)、含N化合物(4. 80%～10. 2%)和含S化合物(NA～0. 67%)等,表明这些样品主要由芳香碳和脂肪链结构组成,连接有含氧、氮等杂原子基团。同时不同地区的气溶胶样品的热解产物也具有一定的差异性,反映了气溶胶中有机质的组成、来源是有差异的,如从化样品中植物来源贡献是最多的,其次是珠海,广州最少。另外不同季节采集的气溶胶样品的热解产物也表现出一定的差异性,一般情况下夏季样品中生物质来源贡献更多,而冬季样品中则是老化的气溶胶更多。     

硼化合物对普通小球藻的急性毒性效应

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为受试生物,采用批量培养法考察了不同质量浓度的硼酸和四硼酸钠对藻细胞生物量、ρ(Chla)、ρ(蛋白质)以及MDA(丙二醛)含量的96 h急性毒性效应,初步探讨了硼化合物对普通小球藻的毒性作用. 结果表明:在2种硼化合物胁迫下藻细胞的生长受到抑制,尤其是当ρ(硼)≥40 mg/L时抑制作用极其显著(P<0.01);ρ(硼)为0~80 mg/L时,硼酸和四硼酸钠对藻细胞生长的最大抑制率分别为89.42%和86.72%,硼的抑制作用呈明显的剂量-效应关系,并且随暴露时间延长而减弱,96 h时藻细胞恢复生长. 硼酸和四硼酸钠对藻细胞的96 h-EC₅₀(半数有效浓度)分别为82.03和71.19 mg/L(以硼计);与对照组相比,二者对普通小球藻的毒性效应表现为,随着暴露时间的延长,ρ(Chla)降低、ρ(蛋白质)先减后增、MDA含量升高. 研究显示,硼化合物对普通小球藻的毒性作用,可能是由于短期内引发藻细胞产生活性氧自由基并造成膜脂质和其他生物大分子的氧化损伤所致.      

用氧化裂解和四极质谱检测法测定地面水中有机悬浮物的元素组成

本研究采用燃烧后四极质谱(QMS)检测装置测定地面水中有机悬浮物的元素组成。用离心法收集几种类型水中的固体物质。结果表明,本方法可用于水特性鉴定等方面。包括予处理和元素分析约需30分钟。无论水污染研究还是废物和天然有机物代谢机理的探讨,都越来越对地面水中不溶物内的有机质部分的元素组成感兴趣。有机质的组成极为复杂,因为它可能含有多种工业组分及脂肪、蛋白质和碳水化合物的代谢物。所以,进行全面的结梅分析以确定化合物的种类及其含量是不实际的而且几乎是不可能的。然而,元素分析可以给出化合物种类的有用信息,如脂肪或蛋白质的存在。最近Baumeister(1978)进行了地面水中悬浮物的CHN分析(即碳氢氮分析,译注)。他发现,各种不同试样的颗粒中C/N比率颇为一致。这可说明均来源于生物。     

柴油机尾气颗粒提取物不同组分的致突变性

对3种国产柴油机颗粒物的粗提取物,用化学分离法分别分成有机酸、有机碱、脂肪烃、多环芳烃和极性化合物等5个组分,采用Ames试验检测其诱变性。研究发现,3种型号柴油机尾气颗粒粗提取物的各组分,极大多数呈阳性反应,主要引起TA_(98)+S_9的回变菌落数增多,显示各组分中含有移码型间接致突变物。各组分均表现出剂量—反应关系,其中以脂肪烃、多环芳烃和极性化合物的致突变活性较强。     

基于GLM模型和神经网络研究芳烃化合物对藻类毒性

工业的快速发展和溢油事故的频繁发生所产生的大量芳烃化合物正威胁海洋生态系统的健康,建立芳烃化合物物化性质与小球藻急性毒性间的非线性模型,是预测未知芳烃化合物对藻类毒性的主要手段之一.本研究以实验获取的25种芳烃化合物对小球藻96h的毒性数据为基础,采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G**基组上全优化计算25种芳烃化合物结构参数和热力学参数,通过逐步广义线性回归(GLM)、小波神经网络(WNN)和T-S模糊神经网络(T-SFNN)等方法,对芳烃化合物物化性质和藻类抑制毒性的非线性关系进行拟合和逼近.F检验表明,逐步GLM方程是显著的(p<0.001).配对t检验表明,GLM、WNN、T-SFNN3种模型都是可信的;决定系数(R2>0.96)表明3个模型具有很高的精确性.上述结果证明本文建立的模型具有良好的拟合度和解释能力,可以预测未知芳烃化合物对小球藻的急性毒性.模型误差计算结果表明,WNN的精度最高(mse=0.0076,mae=0.0533),采用WNN方法进行建模,预测未知芳烃化合物对小球藻的急性毒性是最合适的.     

西伯利亚东部晚前寒武纪石油的饱和烃生物标志化合物

最近二十五年,在西伯利亚东部的勒拿-通古斯卡地区找到了大量由晚前寒武纪—早寒武世生油岩生成的石油。我们用气相色谱(GC)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析了该区据推测是晚前寒武纪(文德)生油岩生成的三种石油的C_(15)+饱和烃生物标志物。我们的结果表明,这些油与西伯利亚东部和阿曼地质年代相近的石油有许多共同的特征。在三个所分析的油样中,检测到的化合物有:(1)“海相型”分布的正构烷烃;(2)中间单甲基支链烷烃;(3)链状类异戊二烯烃(姥/植<1);(4)三环和四环萜烷;(5)藿烷;(6)C_(29)规则甾烷和(7)C_(30)环上甲基化的甾烷。除4-甲基甾烷(按现有的生物化学资料,在这个年代的石油中未曾料到有这类化合物)外,所有这些化合物可认为来源于原核生物。上面这点和其他的证据如缺少重排甾烷表明,微生物是碳酸盐岩生油岩中有机质的主要贡献者。     

大气飘尘中有机污染物的分离、分析与致突变活性的研究

对北京地区几个点的大气飘尘样品中的有机污染物进行了分离(分成六个组分)、分析(脂肪烷烃及多环芳烃),并对各组分进行Ames试验(TA98菌株,加与不加S_9)研究其致突变活性.试验结果:需代谢活化的致突变物集中存在于多环芳烃和吲哚与咔唑类的氮杂环化合物;直接致突变物集中存在于有极性的和醚溶性化合物;致突变活性与所用的剂量在实验范围内呈线性关系,但并不总与样品中的BaP含量相关.     

北京市城区大气羰基化合物的季节变化

2006年8月19～22日（夏季）、 10月24～30日（秋季）和2007年1月20～23日（冬季）,利用被动式扩散采样器(DSD-DNPH)对北京市城区5个地点C₁～C₁₀羰基化合物进行了采样.通过高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)分析, 20种羰基化合物被检测出,在夏季、秋季和冬季其总浓度分别为(89.1±23.6)、(85.2±17.5)和(40.0±9.8) μg/m³.其中,甲醛、乙醛和丙酮是浓度最高的3种羰基化合物,它们的浓度从冬季的(7.1±2.1)、(10.3±3.1)、(9.5±1.8) μg/m³增长到夏季的(15.3±9.2)、(12.9±4.9)、(13.3±3.5) μg/m³和秋季的(13.2±4.0)、(13±4.4)、(15.3±4.0) μg/m³.定性分析表明,羰基化合物的污染来源,冬季主要是机动车污染,而夏季和秋季则是来自光化学反应、机动车和餐馆油烟的综合污染.此外,在风速较大、扩散条件较好的条件下,甲醛、乙醛和丙酮等主要污染物浓度明显降低,表明扩散条件对羰基化合物浓度的影响较明显.