Reproductive toxicity of organic extracts from petrochemical plant e uents discharged to the Yangtze River, China

Water pollution of the Yangtze River in China became one of challenges that the government is facing today.Increasing numbers of petrochemical plants were built along the river in past decades,and numbers of organic chemicals were discharged into the river.Our goal was to establish in vitro system on rat sertoli cells,spermatogenic cells and leydig cells to investigate the reproductive toxicity potential induced by organic extracts from petrochemical effluents.Our results showed that the organic extract dep...     

沿江化工园区污水处理厂出水对体外培养的大鼠睾丸细胞生殖毒性研究

应用基于原代培养的大鼠睾丸细胞体外毒性测试方法,通过支持细胞、生精细胞及间质细胞这3种细胞的形态、活力、胞外乳酸脱氢酶（LDH）活力、细胞早期凋亡坏死率和睾酮分泌量等指标对沿江化工园区污水处理厂出水的生殖毒性进行了研究. 结果表明,新开发的沿江化工园区A和省级沿江化工园区B污水处理厂出水有机提取物浓缩后均能造成不同程度的大鼠睾丸细胞生殖毒性,园区A提取物能明显影响支持细胞（p<0.01）、生精细胞（p<0.05）和间质细胞（p<0.05）的细胞活力,影响支持细胞和生精细胞胞外LDH活力（p<0.01）,且其毒性明显高于园区B. 暴露导致支持细胞处于凋亡早期,而生精细胞比较敏感,已到了凋亡晚期甚至有小团细胞坏死,虽然间质细胞的形态没有显著变化但园区A有机提取物已明显抑制了间质细胞睾酮的分泌（p<0.01）. 研究表明,通过基于原代培养的大鼠睾丸细胞体外毒性测试方法能够对污水处理厂出水的生殖毒性做出综合评价,该方法可以作为现行国家污水综合排放化学监测的有效补充.     

北京市大气细颗粒物的遗传和非遗传毒性研究

用胞质阻断微核试验与单细胞凝胶电泳法检测北京市大气PM_2.5无机提取物与有机提取物对Balb/c 3T3细胞微核形成与DNA链断裂的影响;通过划痕染料示踪技术(SL/DT)观察PM_2.5无机提取物与有机提取物对Balb/c3T3细胞间通讯的影响.发现PM_2.5有机提取物可引起双核微核细胞率显著增加(P<0.01)及导致慧星细胞率和DNA迁移长度显著增加(P<0.01);PM_2.5有机提取物引起细胞间通讯的抑制; PM_2.5无机提取物未见明显毒作用.结果表明,PM_2.5可引起染色体损伤和原发性DNA损伤,抑制细胞间通讯,其毒作用主要由其有机成分引起.     

低剂量长期铅暴露对雄性黑斑蛙精巢组织关键酶活性的影响

在实验条件下,将健康的性成熟雄性黑斑蛙暴露于0.1、0.2、0.4、0.8和1.6mg·L-1的Pb2+溶液中30d,以Ca2+-ATP酶、Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、β-葡萄糖醛酸苷酶(β-DG)、乳酸脱氢酶(LDH)和酸性磷酸酶(ACP)活性为指标,进行了长期铅暴露对雄性黑斑蛙生殖毒性的研究.结果表明:随着铅染毒剂量的增加,Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性被诱导,Ca2+-Mg2+-ATP酶活性被抑制,当Ca2+-Mg2+-ATP酶的抑制程度超过Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶的代偿机制时,会抑制精子的发生,进而导致雄性生殖毒性;在1.6mg·L-1Pb2+处理下,ACP酶被显著抑制,提示支持细胞受损,精子总数受到影响;在0.4mg·L-1Pb2+处理下,LDH酶被显著抑制,提示生精细胞受损,精子质量受到影响.     

邻苯二甲酸丁基苄酯的生殖毒性及其作用机制

为评价邻苯二甲酸丁基苄酯在体内的慢性毒性,以1000mg/kg、500mg/kg、250mg/kg剂量连续染毒大鼠6周、20周.结果表明:邻苯二甲酸丁基苄酯能引起雄鼠睾丸(p＜0.01)、附睾和前列腺重量的减少(p＜0.05)和肝脏肿大(p＜0.01),改变睾丸(p＜0.01)、前列腺(p＜0.05)、肝脏(p＜0.01)的组织病理学,尤其引起睾丸曲细精管萎缩、变性,各级生精细胞减少,生精上皮内生精细胞和Sertoli细胞结构明显紊乱,细胞间连接结构消失.降低血清中γ-G(p＜0.01)、ALP(p＜0.05)活性、睾酮水平(p＜0.01),增加LDH活性(p＜0.01)和FSH水平(p＜0.01),呈一定的量-效和时-效关系.结合组织病理和性激素及酶活性的改变,揭示该化合物睾丸毒性的靶细胞是支持细胞,其次是生精细胞,作用的靶点是细胞内的线粒体.邻苯二甲酸丁基苄酯对雌鼠的损害只引起子宫的增大和轻微炎症表现及血清ALP酶活性的降低(p＜0.05).充分说明了邻苯二甲酸丁基苄酯对动物的干扰有明显的性别差异,对雄性的危害要远远大于对雌性的损害.     

石化工业园区有毒废水来源识别研究

针对石化废水对综合污水处理厂的毒性冲击问题,采用耗氧速率抑制试验评价不同石化废水对活性污泥的毒性,评价对象包括石化工业园区内不同生产装置和装置内不同生产节点的废水.试验发现废水的有机质含量与毒性效应之间没有直接的相关性,并不能单从废水的有机质含量预测其毒性.同时,研究中针对活性污泥敏感性在不同批次试验之间的差异问题,将各废水对活性污泥的毒性数据转化为标准毒性物质3,5-二氯苯酚的浓度,提高了数据之间的可比性.在此基础上,根据废水流量和对应3,5-二氯苯酚浓度,计算废水对应标准毒性物质质量排放负荷,作为评价废水毒性排放贡献的指标.对不同装置和节点石化废水的毒性贡献进行排序,有效识别了该石化工业园区内有毒废水的产生来源,为从生产源头控制废水毒性提供有效指导.     

邻苯二甲酸二丁酯暴露对雄性大鼠生精细胞功能影响

观察不同剂量的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对成年大鼠生精细胞损伤、端粒酶和端粒酶逆转录酶(TERT)表达影响.对40只健康雄性SD大鼠随机分成4组,分别为500mg·kg-1·d-1、250mg·kg-1·d-1、50mg·kg-1·d-1 3个染毒组和1个对照组,灌胃量为5mL·kg-1体重,灌胃法连续给药6周.对体重...     

沙尘暴细颗粒物对人外周血淋巴细胞微核形成的影响

用胞质阻断微核试验法比较研究了内蒙古包头市和甘肃武威市沙尘暴和正常天气细颗粒物(PM2.5)及其无机与有机提取物对人外周血淋巴细胞微核形成的影响.结果表明本试验条件下,沙尘暴和正常天气PM2.5及其有机提取物均使淋巴细胞微核率(micronuclei frequency,MNF)显著增高,核分裂指数(nuclear division index,NDI)显著下降(p＜0.01),且存在剂量-效应关系,而无机提取物虽有剂量-效应关系,但各处理浓度之间及其与对照相比差异均不显著(p＞0.05);相同处理浓度下,除工业城市包头正常天气的PM2.5及其有机提取物处理的微核率显著高于沙尘(p＜0.01)外,沙尘暴和正常天气样品处理结果无显著差异(p＞0.05);城市之间相比,只有正常天气PM2.5及其有机提取物处理的微核率包头显著高于武威(p＜0.01),而沙尘暴PM2.5及其提取物的所有处理的微核率无城市间差异(p＞0.05).     

Zebrafish embryo toxicity of 15 chlorinated, brominated, and iodinated disinfection by-products

Disinfection to protect human health occurs at drinking water and wastewater facilities through application of non-selective oxidants including chlorine. Oxidants also transform organic material and form disinfection by-products (DBPs), many of which are halogenated and cyto- and genotoxic. Only a handful of assays have been used to compare DBP toxicity, and researchers are unsure which DBP(s) drive the increased cancer risk associated with drinking chlorinated water. The most extensive data set employs an in vitro model cell, Chinese hamster ovary cells. Traditionally, most DBP research focuses on the threat to human health, but the effects on aquatic species exposed to DBPs in wastewater effluents remain ill defined. We present the developmental toxicity for 15 DBPs and a chlorinated wastewater to a model aquatic vertebrate, zebrafish. Mono-halogenated DBPs followed the in vivo toxicity rank order: acetamides > acetic acids > acetonitriles ~ nitrosamines, which agrees well with previously published mammalian in vitro data. Di- and tri-halogenated acetonitriles were more toxic than their mono-halogenated analogues, and bromine- and iodine-substituted DBPs tended to be more toxic than chlorinated analogues. No zebrafish development effects were observed after exposure to undiluted or non-concentrated, chlorinated wastewater. We find zebrafish development to be a viable in vivo alternative or confirmatory assay to mammalian in vitro cell assays.     

人造板材释放的甲醛所致遗传毒性的研究

进行了两方面的DNA损伤实验：(1)采用SCGE技术进行体外实验，观察甲醛对大鼠肝细胞和人血淋巴细胞DNA损伤作用；(2)采用微核技术进行体内实验，观察甲醛对活体小鼠的骨髓嗜多染红细胞的微核率诱导作用．结果表明在浓度为1．24mg/m^3、3．71mg/m^3时，不论是体内还是体外实验，甲醛对细胞DNA都有明显的损伤作用．SCGE实验结果还表明，高浓度的甲醛可能引起DNA交联．     

制革废水和印染废水的综合毒性评估及鉴别

研究采用成组生物毒性试验(发光菌急性毒性、斑马鱼幼鱼急性毒性,斑马鱼胚胎发育毒性和小球藻急性毒性),结合理化指标,通过毒性单位、平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)、最敏感的测试(most sensitive test,MST)和潜在毒性效应指数(potential ecotoxic effects probe,PEEP)对不同工艺阶段印染及制革废水进行毒性削减评估.结果表明PEEP能兼顾废水排放量与毒性效应,更为客观地表征了废水综合毒性,PEEP评价结果显示制革废水和印染废水的毒性削减率分别达到36.8%和23.2%.最后,以发光菌作为受试生物,采用毒性鉴别评估(toxicity identification evaluation,TIE)技术,对印染废水进行毒性鉴别.结果表明,印染废水中主要的致毒物质为非极性有机污染,其次为可滤性化合物,然后是重金属、氧化性物质以及挥发性物质.     

石化废水生化处理前后抗雌激素活性的变化

以某企业的石化废水处理工艺为对象,利用固相萃取-双杂交酵母法,对混入和未混入苯胺废水2种典型工况下进、出水的抗雌激素活性进行了研究,以了解不同性质废水的混合处理对石化废水抗雌激素活性的影响规律. 结果表明,现有的废水处理系统能有效降低有机物浓度,2种典型工况下溶解性有机碳(DOC)的去除率分别可达72%和74%,但生成了更具抗雌激素活性的物质. 在混入苯胺废水的工况下,出水的抗雌激素活性显著高于进水,为进水的2.8倍. 进一步研究废水中不同组分的抗雌激素活性发现,苯胺废水中的疏水性物质是导致出水抗雌激素活性升高的主要原因.      

硫丹致生精细胞凋亡及其机制研究

即将列入持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)的硫丹对生物体的影响已经成为国际关注的焦点.为探讨硫丹对生精细胞凋亡影响及机制,以7.0、3.5和1.75 mg/kg剂量灌胃,连续染毒小鼠28 d.采用激光共聚焦扫描显微镜观察到染毒组小鼠凋亡的生精细胞形态学特征,二苯胺法测定到各染毒组DNA降解率显著升高(p＜0.01).利用Fluo-3能特异性地与细胞内钙离子结合并激发产生激光的特性,采用激光共聚焦扫描显微镜观察到染毒后小鼠生精细胞内游离钙离子浓度升高(p＜0.01).紫外分光光度法检测到生精细胞Na K -ATPase及Ca2 Mg2 -ATPase活力显著下降(p＜0.01),结果硫丹可诱导睾丸生精细胞凋亡.说明硫丹可抑制Na K -ATPase及Ca2 Mg2 -ATPase活力,使细胞膜主动转运Ca2 的功能受限,细胞的排钙能力降低,导致细胞内Ca2 浓度持续升高,即细胞钙超载,继发细胞钙稳态失衡.     

Evaluating the effects of granular and membrane filtrations on chlorine demand in drinking water

In this study, chlorine decay experiments were conducted for the raw water from Nakdong river that is treated by Chilseo Water Treatment Plant (CWTP) situated in Haman, Korea as well as the effluents from sand and granular activated carbon (GAC) filters of CWTP and fitted using a chlorine decay model. The model estimated the fast and slow reacting nitrogenous as well as organic/inorganic compounds that were present in the water. It was found that the chlorine demand due to fast and slow reacting (FRA and SRA) organic/inorganic substances was not reduced significantly by sand as well as GAC filters. However, the treated effluents from those filters contained FRA and SRA that are less reactive and had small reaction rate constants. For the effluents from microfiltration, ultrafiltration, and nanofiltration the chlorine demand due to FRA and SRA were further reduced but the reaction rate constants were larger compared to those of sand and GAC filter effluents. This has implications in the formation of disinfection by products (DBPs). If DBPs are assumed to form due to the interactions between chlorine and SRA, then it is possible that the DBP formation potential in the effluents from membrane filtrations could be higher than that in the effluents from granular media filters.     

沈阳黄家傍河水源地河水入渗过程中氧化还原分带规律

在分析沈阳市黄家傍河水源地地质及水文地质条件的基础上,通过场地监测-室内实验相结合的方法,对黄家水源地河水入渗过程孔隙水氧化还原分带规律进行研究.结果表明：辽河河床沉积带在河水入渗途径上存在氧化还原分带,在水流垂向入渗的初始0~20cm、20~80cm、80~90cm及后续范围内依次存在O₂-NO₃^-混和还原带、锰氧化物还原带和铁氧化物还原带;反应中河水中溶解有机碳不能提供足够的电子还原氧化剂,溶解至入渗水流中的沉积物有机碳与河水溶解有机碳一起作为碳源参与了氧化还原反应.     

铅暴露对雄性黑斑蛙精子毒性和血清性激素水平的影响

在实验条件下,将健康性成熟雄性黑斑蛙暴露于0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 mg·L-1浓度的铅溶液中30d,观察和分析黑斑蛙的精子数量、精子活动度和精子畸形率,采用酶联免疫吸附法检测血清中睾酮(T)和雌二醇(E2)的水平,以探讨铅对雄性黑斑蛙的生殖内分泌毒性.结果表明,随铅染毒剂量的升高,精子数量下降,精子畸形率呈剂鼍依赖性增加,精子活动率呈剂鼍依赖性降低;随铅染毒剂量的升高,血清中T水平明显下降,E2水平则明显升高,且均呈剂量-效应关系,结果提示,铅对雄性黑斑蛙有明显的生殖毒性,可改变血清睾酮和雌激素水平,干扰生殖内分泌调节平衡.     

常州市典型工业废水综合急性毒性评估

以不同营养级别的藻(生产者)、溞(消费者)和发光细菌(分解者)为指示生物,在发光细菌急性毒性、大型溞急性毒性和叶绿素荧光急性毒性实验这三者的基础上,采用毒性分级体系(toxicity classification system)对常州市六种典型企业原水和处理出水的综合急性毒性进行了评估及比较。结果表明,六种典型企业原水都具有明显的急性毒性,电镀厂、食品厂和综合污水处理厂的处理出水基本无毒,毒性削减明显,但化工厂、印染厂和电子厂处理出水具有较高的急性毒性,而理化指标监测结果表明这六种处理出水可以直接排放。废水综合急性毒性大小和理化指标结果没有必然联系,应进一步完善理化监测指标,强制性增加生物毒性指标的监测。     

模拟城市污水在厌氧、缺氧以及好氧反应器中的毒性削减研究

采用发光细菌法测定城市污水毒性,并研究了模拟城市污水分别在厌氧、缺氧、好氧条件下的毒性削减情况.试验采用人工配水,其中添加了甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、吲哚、吡啶、环己酮、苯丙酸7种有毒有机物.并用GC-MS检测上述有机物在不同生物处理过程中的降解情况及出水有机物的变化情况.结果表明,模拟城市污水经厌氧生物处理后毒性增大(HRT≤10h);缺氧生物处理对模拟城市污水的毒性略有削减;而好氧生物处理对模拟城市污水的毒性削减能力较强,效果明显.     

黄河支流非点源污染物(N、P)排放量的估算

为了估算黄河支流域非点源污染物的排放量,为今后黄河流域的治理提供科学的依据,对黄河流域的6个子流域(渭河流域、泾河流域、洛河流域、无定河流域、窟野河流域、黄甫川流域)进行了水样、土样和泥沙样的采集分析;结合6个子流域的多年水文资料,利用已经被证明了的平均浓度法对黄河6个子流域的氮磷污染物进行了定量描述,估算出各个流域的氮磷排放量.结果表明,95%的全磷、大于53%的全氮来自于非点源污染,非点源污染是造成黄河污染的主要原因.各流域非点源污染的发生具有明显的地域分异特征.硝态氮主要来自于渭河,铵态氮主要来自于泾河,其次是渭河.从全氮看,绝大部分氮来自于渭河和泾河.全磷则主要来自于泾河,其次是渭河.泾河和渭河是6条河流中对黄河污染物排放量贡献最大的2条河流.     

Mn-Ce/γ-Al2O3催化臭氧氧化深度处理石化废水中试研究

针对臭氧催化氧化深度处理石化废水时催化剂适配性不高和臭氧利用率低下的问题,以我国北方某典型石化废水为中试平台,采用课题组自主研发的催化臭氧催化剂Mn-Ce/γ-Al₂O₃,研究以臭氧催化氧化为核心的7种工艺深度处理石化废水的效果.结果表明:①单独臭氧氧化工艺对石化二级废水COD、TOC和UV₂₅₄（254 nm处的UV吸光度）的去除率分别为15.45%、9.04%和30.72%.与单独臭氧氧化工艺相比,Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下,COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别提高了26.18%、18.25%和5.81%,同时三维荧光光谱（3D-EEM）结合区域积分法（FRI）分析结果显示,对荧光类有机物中溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别提高了21.13%和29.47%.②单独臭氧氧化工艺中,序批式和连续流出水处理效果影响不大.Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下,序批式优于连续流,但序批式需增加人力和运营成本,在实际应用中受限.③微絮凝+臭氧催化氧化+回流联合工艺中,COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别可达53.20%、37.56%和50.90%,去除效果显著高于仅臭氧催化氧化工艺（COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别为41.63%、27.29%和36.53%）时;同时,类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别达到79.49%、50.70%和75.12%;Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化剂运用72 d后,COD去除率基本稳定在30%左右.研究显示,臭氧催化氧化工艺深度处理石化废水中,Mn-Ce/γ-Al₂O₃是一种高效稳定型催化剂,絮凝预处理、回流均可增强有机物的去除率,可为石化废水处理工程实现减排降耗提供技术支撑.