饮用水中卤乙酸致癌性的研究进展

目前饮用水中主要氯化消毒副产物卤乙酸由于难挥发和难降解,其危害研究特别是致癌性越来越引起人们的重视,为此笔者对饮用水中卤乙酸(主要包括二氯乙酸、三氯乙酸、二溴乙酸)的暴露水平、代谢、致癌性、致癌机制、流行病学研究等方面的研究工作进行了综述,并指出了今后研究的方向.     

评价饮水DBPs致HepG2细胞损伤的2种试验方法

应用结晶紫染色法细胞毒性试验和胞质分裂阻滞法微核试验(CBMNT)评价饮水消毒副产物(DBPs)的HepG2细胞毒性和遗传毒性,探讨该2种试验方法纳入饮水安全性评价体系的可行性.根据遗传毒性和致癌性选用了5种DBPs,分别对HepG2细胞进行染毒,结果表明,5种DBPs的细胞毒性大小排序为3-氯-4-二氯甲基-5-羟基-2(5氢)-呋喃酮(MX)>二氯乙腈>二溴乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸,其细胞毒性潜力(%C?值)分别为89.74,283.81,1217.02,5066.81,9335.38μmol/L,该5种DBPs在一定浓度下均可致HepG2细胞微核率显著增加,表现出明显的遗传毒性,其遗传损伤能力排序与细胞毒性大小相同.可考虑将这两种实验方法纳入到饮水安全性评价体系中.     

铜绿假单胞菌NY3及其突变株好氧降解四溴双酚A特性研究

为明确铜绿假单胞菌NY3 2个烷羟化酶基因alk B1和alk B2基因在该菌代谢四溴双酚A中的作用,研究了野生NY3菌及其突变菌株(NB1D、NB2D及NB12DD)对四溴双酚A好氧降解特性.研究表明,NY3、NB1D、NB2D及NB12DD菌株均能以四溴双酚A为单一碳源和能源进行生长,并对四溴双酚A进行一定程度上的降解.NY3菌中alk B1基因和alk B2基因的缺失对NY3菌株在四溴双酚A中的生长有抑制作用,而且alk B1基因和alk B2基因在NY3菌降解四溴双酚A中起一定的作用,但不完全,说明NY3菌中还存在其他影响四溴双酚A降解的基因.缺失alk B2基因的突变株NB2D在高浓度的四溴双酚A溶液中降解转化率最少,说明alk B2基因的缺失,对NY3菌降解高浓度四溴双酚A碳源更重要.加入同一易降解共代谢碳源,野生株NY3菌及其各突变株生长特性无明显差异,然而,因共存碳源种类不同,同一菌株细胞生长量、对四溴双酚A降解及其脱溴效率等特性差别明显.加最佳共代谢碳源乳酸钠的体系内,突变株NB2D存在下易积累中间产物3,3',5-三溴双酚A和2-溴-4(异丙基-溴苯)-苯酚等直接脱溴产物,说明alk B1基因可能为NY3菌株代谢四溴双酚A脱溴时的关键基因.     

柴油机排出颗粒提取物潜在致癌性的研究

采用SHE细胞恶性转化实验和程序外DNA合成实验（UDS）对五种不同型号柴油机颗粒物的提取物的致突变性及潜在致癌性进行了研究,结果表明,所选五种型号柴油机颗粒提取物均存在DNA损伤作用及细胞转化作用,并存在轻型车高于中、重型车的趋势。     

机动车排出物对人体健康危害的研究

运用基因、ＤＮＡ、染色体，细胞和整个动物为终点的远期危害测试系统，对各类机动车排出尾气的有机提取物的致突变性及潜在致癌性进行了评估，同时运用流行病学方法对接触人群进行调查，结果表明：（１）柴油车，助动车的颗粒有机提取物包含１００多种化学物，（２）Ａｍｅｓ、ＵＤＳ微核及ＳＨＥ细胞恶性转化试验为阳性结果，具有突变性及致癌性。（３）它们能使人胚细胞形成转化灶并发现其中的ｃ－ｍｙｃ，ｐ２１及ｂｃｌ－２表达     

显微分光光度计对水体有机污染物诱导的转化细胞DNA含量的分析

在水源水及自来水有机提取物诱导人胚肺（BKM）细胞恶性转化基础上,运用MPV－SP型显微分光光度计对Ⅲ型转化灶中细胞的DNA含量进行了分析。结果表明：水样在实验剂量范围内可不同程度地诱导细胞转化灶的形成,并有明显的剂量反应关系。与源水相比,自来水有较强的潜在致癌性,从Ⅲ型转化灶克隆中挑取的细胞DNA含量增高,与阴性对照比有显著性差异,说明转化细胞形态学改变与细胞DNA含量的改变有一定的关系。     

我国淡水环境中卤乙酸类消毒副产物的预测无效应浓度研究

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情期间,消毒剂超量使用,导致大量DBPs（disinfection by-products,消毒副产物）进入自然水体,可能对水生态环境产生不良影响.以5种HAAs（卤乙酸类）消毒副产物（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸）为研究目标,基于筛选的本土水生生物的毒性数据,采用欧盟《风险评价技术指导文件》中的评估系数法和平衡分配法分别推导了5种HAAs在水体和沉积物两种介质中的PNEC（预测无效应浓度）值.结果表明:5种HAAs对水生生物的急、慢性毒性大小顺序均为一溴乙酸>一氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸>二溴乙酸;5种HAAs（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸）的PNEC_w（水体的预测无效应浓度）分别为0.025、0.030、0.060、0.016和1.956 mg/L,PNEC_s（沉积物的预测无效应浓度）分别为0.021、0.026、0.057、0.013和1.679 mg/kg（以湿质量计）.研究显示,污水处理厂出水中排放的DBPs对水生态环境可能造成潜在的风险和危害,应加强对污水处理厂出水中5种HAAs的监测和去除,从而减少排入到自然水体中的HAAs含量.      

活性污泥降解四溴双酚A的特性、途径及毒性评估

电子行业典型污染物溴代阻燃剂对环境的污染引起了广泛关注.本文以产量最大、应用最广的典型溴代阻燃剂四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)为研究对象,考察了活性污泥降解四溴双酚A的特性、影响因素、降解途径并进行毒性评估.结果显示:活性污泥能有效降解水体中的TBBPA;在初始接菌量OD_(600)=0.77,TBBPA浓度为2.50 mg·L~(-1),温度为40℃,pH值为6.0时,经6 h反应后降解率可达58.46%,脱溴率达43.80%;在自然水体中活性污泥对TBBPA的降解受到抑制,尤其在腐殖质含量较高时;自然光能促进TBBPA降解,紫外光则抑制其降解活性;利用LC-Q-TOF-MS/MS检测到3种中间产物,推测TBBPA可能通过以下两种路径降解:①TBBPA发生甲基化和脱溴反应,产生甲基化的二溴双酚A,随后发生羟基化反应生成5-[1-(3-溴-4-甲氧基-苯基)-1-甲基-乙基]-2-甲氧基-苯酚;②TBBPA发生羟基化反应生成5-[1-(3-溴-4,5-二羟基-苯基)-1-甲基-乙基]-苯-1,2,3-三醇,随后发生脱溴、羟基化和甲基化反应,生成5-[1-(3-羟基-4,5-二甲氧基-苯基)-1-甲基-乙基]-2-甲氧基-苯-1,3-二醇;最后,利用发光细菌对该降解过程进行毒性评价,结果表明,活性污泥降解TBBPA的过程中其毒性未被完全去除,仍存在一定的环境风险.     

微囊藻粗毒素对叙利亚地鼠胚胎细胞的二阶段促癌作用研究

应用体外叙利亚金黄鼠胚胎细胞（SHE）二阶段恶性转化试验,村由太湖水中提取的微囊藻粗毒素（MRT）的促癌作用进行了研究。结果表明,微囊藻粗毒素可明显增强由低剂量3－甲基胆蒽（MCA）启动的细胞恶性转化作用,所形成的转化率明最高于阴性对照组（P0＜0.01）,并呈良好的剂量反应关系,但用微囊藻粗毒素作启动剂,以典型的促癌剂豆蔻酸乙酸大戟二萜醇酯（TPA）促进后未见恶性转化率升高。提示微囊藻粗毒素可能是环境中一种新的促癌剂,是饮致癌的重要因素之一。     

二溴硝基甲烷在紫外光照条件下的光降解

以二溴硝基甲烷为研究,采用单一控制变量法研究了光照强度、初始物浓度、自由氯、溴离子、pH值等影响因子对二溴硝基甲烷光降解的影响,探讨了二溴硝基甲烷的光降解动力学规律.结果表明：二溴硝基甲烷在紫外光条件下的降解遵循一级反应动力学规律,其光降解效率随二溴硝基甲烷初始浓度的增加而减小,随光照强度和pH值增加而增加;溴离子的存在能促进二溴硝基甲烷的光降解;添加自由氯能够显著加快二溴硝基甲烷的光降解效率,并且会使二溴硝基甲烷在光降解的过程中转化为以一溴一氯硝基甲烷为主的其他卤代硝基甲烷.此研究结果可为水处理过程中控制二溴硝基甲烷的形成、降低水质安全风险提供参考.     

天津近岸海域表层沉积物中PAHs污染特征及风险

为掌握渤海湾天津段多条河流入海区和海滨旅游度假区的近岸海域表层(0~5 cm)沉积物中PAHs(多环芳烃)的污染状况,对该区域表层沉积物中16种US EPA(美国国家环境保护局)优先控制PAHs的分布特征及其来源进行了调查和分析,并评估了其潜在生态风险和概率致癌风险. 结果表明:渤海湾天津近岸海域表层沉积物中w(PAHs)(16种PAHs质量分数之和,以干质量计)为23.9~672.8 ng/g,平均值为228.1 ng/g. 表层沉积物中PAHs的污染程度与历史调查结果相比有所加剧,并且呈复合型污染,在天津港港区外海域主要为石油制品污染,在研究区域南部则主要源于燃煤和生物质的不完全燃烧. 风险评估结果表明,海河入海口附近和研究区域北部存在潜在生态风险;研究区域内概率致癌风险处于较低水平,∑₇TEQ_BaP(7种强致癌PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和)占∑₁₆TEQ_BaP〔16种PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和〕的96.8%,其中二苯并蒽的致癌风险最大,其次为苯并芘.      

纳米二氧化钛光催化转化甲基砷的研究

二甲基胂酸(DMA)和一甲基胂酸(MMA)是环境中甲基砷的主要种类.由于农药滥用及含砷废水的释放等,严重危害人类健康.本文应用实验室人工合成纳米TiO2研究了甲基砷(DMA和MMA)光催化转化过程,考察了光照和pH对光催化转化过程的影响,通过测定液相及固相中的不同化学形态,解析光催化转化产物.结果表明:UV光照下,相比自然光时,纳米TiO2对DMA和MMA的去除率在不同pH条件下均有提高.pH值的影响为:在低pH条件(pH为3、5)下去除率高,而在高pH条件(pH为7、9)下去除率低,这主要是取决于纳米TiO2的等电点(pHpzc=5.8).转化产物解析结果表明:无光条件下,DMA和MMA均不发生转化;在自然光条件下,纳米TiO2催化少量DMA和MMA发生一步转化,分别形成MMA和As(V);在紫外光条件下,纳米TiO2能够催化几乎全部的DMA和MMA彻底转化,形成As(V).因此,在UV光下,纳米TiO2能够催化DMA和MMA转化为As(V),同时此纳米TiO2对As(V)有较强的吸附能力,所以,UV光照能够显著提高纳米TiO2对DMA和MMA的去除率.     

碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究

采用粉末微电极技术和循环伏安法研究了ＰｂＣＯ３转化为铅酸电池电极活性物质的途径以及几种因素对ＰｂＣＯ３转化的ＰｂＳＯ４／ＰＢ电极性能的影响。ＰｂＣＯ３粉末在Ｈ２ＳＯ４溶液中化学转化－电化学活化后,正、负极的伏这行为与文献报道的类似。结果表明,较高扫速活化的ＰｂＳＯ４／Ｐｂ电极性能稳定且活性较高;转化ＰｂＣＯ３的Ｈ２ＳＯ４浓度０．５￣１．０ｍｏｌ·Ｌ＾－１优于２．５￣５．０ｍｏｌ·Ｌ＾－１,３０℃附     

生物活性炭法处理ABS树脂生产废水

采用负载经驯化后微生物的活性炭与未负载微生物的空白活性炭处理ABS凝聚干燥工段废水,研究生物活性炭系统中存在的生物再生作用.结果表明,生物活性炭能够高效分解转化ABS废水中的有机腈类及芳香类污染物,其处理出水的COD、TOC及Org-N的去除率均达到80%以上,并且废水中的有机氮主要分解转化为NH3-N,其NH3-N转化率高达65%.生物活性炭表面繁殖了大量的长杆菌、钟形虫及少量的球菌,活性炭能够为微生物生长提供适宜的环境,并保护微生物避免受有毒难降解污染物的抑制作用,同时活性炭表面生长的微生物能够对活性炭进行生物再生,使其长期保持高效的吸附能力.     

芬顿反应强化污泥脱水试验及机理研究

胞外聚合物(EPS)是影响剩余污泥脱水性能的关键因素。脱水试验过程中,将芬顿试剂和剩余污泥混合,控制芬顿试剂和稀硫酸的投加量,测定剩余污泥的毛细吸收时间和比阻,总结出芬顿反应对剩余污泥脱水性能的影响规律。试验表明:Fenton反应的最佳条件是pH为3,H_2O_2投加量为12.4g/L,Fe~(2+)投加量为1.5g/L,反应12min后,对应的毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)分别为21s和0.3×1012m/kg。分析表明:Fenton反应能够破坏剩余污泥中EPS的蛋白质和多糖成分,瓦解EPS锁水结构,改善污泥的脱水性能。     

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.     

用螯合树脂研究光解作用对水中铝形态的影响

本文对用螯合树脂分离水中无机铝和有机铝的方法、螯合树脂的制备及其对无机铝的交换进行了探讨。结果表明,水体中的有机铝在紫外光照射下能分解为无机铝,其分解速度随光照时间的增加而增加。由于无机单聚体铝对鱼类有致毒作用,因此,光解作用的结果使水体中铝的毒性增加。     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.