太湖梅梁湾沉积物中多环芳烃的生态和健康风险

持久性有机物引起的水质安全性问题日益受到广泛的关注.利用生态和健康风险评价的原理和方法,对太湖梅梁湾水源地沉积物中的多环芳烃可能导致的负面效应进行了分析.首先采用商值法筛选出该地区沉积物中具有潜在风险的多环芳烃,再进一步用建立在暴露浓度分布和物种敏感度分布上的概率法定量表征风险.结果表明,太湖梅梁湾水源地沉积物的多环芳烃中,菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽7种具有潜在风险;在保护95%的物种水平下,菲的风险最小,而荧蒽和芘风险较高,达20%.健康风险分析表明,美国EPA提出的7种具有遗传毒性的多环芳烃其致癌风险在梅梁湾沉积物中均在10-5水平以下.     

应用物种敏感性分布评估多环芳烃对淡水生物的生态风险（Assessing Ecological Risks of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（PAHs）to Freshwater Organisms by Species Sensitivity Distributions）

阐述了利用物种敏感性分布进行生态风险评价的原理与方法,构建了淡水生物对8种常见多环芳烃(蒽、芘、苯并[a]芘、荧蒽、菲、芴、苊、萘)的物种敏感性分布;在此基础上,计算了这8种多环芳烃对不同类别生物的HC5(Hazardous Concentration for5%of the species)阈值,预测了不同浓度多环芳烃对生物的潜在影响比例PAF(Potentialaffected fraction),比较了不同类别生物对多环芳烃的敏感性,以及多环芳烃对淡水生物的生态风险,并对以红枫湖、黄河、白洋淀为代表的中国典型水体中的多环芳烃进行了联合生态风险评价.结果表明:1)当污染物浓度达到10μg·L-1时,半数多环芳烃的风险超过了5%的阈值;当浓度上升到100μg·L-1时,只有萘和苊没有显著生态风险.2)对于芴和荧蒽,无脊椎动物更为敏感;而对于萘,则脊椎动物更敏感.3)通过HC5值比较和SSD曲线图比较,可得出污染物对所有物种的生态风险大小依次为:蒽>芘>苯并[a]芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘;对脊椎动物风险大小为:荧蒽>苊>萘;对无脊椎动物:蒽>芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘.4)多环芳烃在红枫湖、黄河、小白洋淀的生态风险均较低,急性联合msPAF(multisubstance PAF)值小于1%.     

我国36个重点城市饮用水中多环芳烃健康风险评价

分别用2种基于不确定性的风险评价方法(蒙特卡洛法和三角模糊数法)和1种基于确定性的风险评价方法(美国EPA终身致癌风险)对我国36个重点城市饮用水中多环芳烃的终生致癌风险进行评价。所研究的98个水厂出水中多环芳烃浓度范围为17.5~408.3 ng·L-1,致癌性多环芳烃(苯并[a]蒽,屈,苯并[b]荧蒽,苯并[k]荧蒽,苯并[a]芘,茚并[1,2,3-cd]芘)的总量浓度为nd~94.7 ng·L-1。所有水厂出水中苯并[a]芘浓度均小于10 ng·L-1。假设出厂水即为最终饮用水,对16种PAHs浓度用毒性当量因子法转化为相对于苯并[a]芘等效浓度(TEQ BaP)。使用概率风险评价方法计算,结果显示在95%的概率区间我国居民通过饮水途径暴露多环芳烃的终生致癌风险小于5.45×10-6(蒙特卡洛法)和7.56×10-6(三角模糊数法)。而采用确定性风险评价方法,计算得到的最大风险为7.12×10-6。两种计算方法得到的我国饮用水中多环芳烃的终生致癌风险都处于可接受水平。比较不同的评价方法后发现,不同方法获得的信息并不完全重合,相对于通常的基于确定性的非概率健康风险评价方法,基于不确定性的概率风险评价方法获得的结果更为保守。     

重金属和多环芳烃复合污染对土壤酶活性的影响及定量表征

以土壤脲酶和脱氢酶为探针物质，室内培养条件下较为系统地研究了重金属（Cd、Zn、Pb）和多环芳烃（菲、荧蒽、苯并a芘）复合污染对土壤酶活性的影响及其定量表征、结果表明，复合投加上述污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制，其中，脱氢酶最为敏感，其活性是表征重金属和多环芳烃复合污染的一项重要的参考指标．对复合污染模型的建立与分析表明，土壤环境中，重金属和多环芳烃复合污染的类型和强度与污染物的浓度和复合污染时间密切相关．影响土壤脲酶活性的主要因子依次为：Cd〉Zn与苯并a芘的交互作用〉Zn〉Pb〉Zn和菲的交互作用，影响土壤脱氢酶活性的主要因子依次为：Cd和Zn的交互作用〉Cd〉Zn〉苯并a芘〉Cd和菲的交互作用，其中，Zn和苯并a芘相互作用对脲酶活性以及Cd和Zn交互作用对脱氢酶活性的影响均表现为拮抗作用，Zn和菲，Cd和菲之间的交互作用，无论是对脲酶还是脱氢酶均表现为协同作用，图1表3参18     

新乡市地表水中多环芳烃的分布特征及生态风险

利用GC-MS测定了新乡市地表水中15种多环芳烃(PAHs)的含量,分析了其组成特征,并通过安全阈值(MOS10)法评价了新乡市地表水中PAHs的生态风险.结果表明,新乡市地表水中PAHs的含量为369—4248 ng·L,与国内其他河流相比,污染水平较高.PAHs的组成以3环和4环为主,分别占总量的41.3%和40.3%.新乡市地表水中单种PAHs对水生生物的生态风险大小依次为蒽(Ant)菲(Phe)芘(Pyr)苯并[a]芘(Ba P)荧蒽(Flua)芴(Flu)苊(Ace),其中Ant和Phe的暴露浓度超过影响10%水生生物的概率分别为30.2%和10.4%,具有潜在生态风险;Ace、Flu、Flua、Pyr和Ba P的暴露浓度超过影响10%的水生生物的概率分别为0.85%、1.96%、4.26%、6.71%和5.69%,生态风险较低.联合生态风险评价结果表明,新乡市地表水中∑PAH7等效浓度超过影响10%水生生物的概率为43.7%,大于任何单种PAHs对水生生物的生态风险,主要河流的生态风险从大到小依次为金堤河(56.6%)共产主义渠(43.0%)天然文岩渠(16.4%).     

4种多环芳烃对仿刺参(Apostichopus japonicus)原肠胚发育的急性毒性研究

海洋中的多环芳烃(PAHs)具有较强的生物毒性,且海洋动物早期发育阶段是对环境因素变化响应的最敏感阶段。为探究海洋多环芳烃类有机污染物对仿刺参(Apostichopus japonicus)早期发育阶段原肠胚的毒性影响,采用半静态毒性实验方法,分别考察了4种多环芳烃苯并[a]芘、3-甲基菲、惹烯及2-甲基蒽对仿刺参原肠胚的24、48、72、96 h急性毒性效应。结果表明,在10、50、100、200μg·L~(-1)暴露浓度下,随着暴露时间的延长和暴露浓度的升高,4种多环芳烃对仿刺参原肠胚产生不同程度的急性毒性效应,仿刺参原肠胚存活率与4种多环芳烃浓度之间分别存在显著的剂量-效应关系(P0.05)。苯并[a]芘对仿刺参原肠胚在24、48 h的半致死浓度(LC_(50))分别为294.4、225.64 mg·L~(-1),3-甲基菲在24、48、72、96 h的LC_(50)分别为404.5、300.7、81.4、17.6mg·L~(-1),惹烯在24、48、72 h的LC_(50)分别为243.1、230、186 mg·L~(-1),2-甲基蒽在24、48、72、96 h的LC_(50)分别244、231.6、152.6、142.9 mg·L~(-1)。4种多环芳烃的安全浓度(SC)分别为39.76、49.8、61.8、62.6μg·L~(-1),其毒性大小顺序为苯并[a]芘3-甲基菲惹烯2-甲基蒽。基于定量构效关系(QSAR)的研究结果可知多环芳烃化合物的毒性差异可能与分子结构等性质有关。该实验为深入研究多环芳烃对海洋环境的毒性效应提供了理论依据。     

淮河流域安徽段水系沉积物中多环芳烃的污染性状研究

应用气相色谱质谱联用仪测定淮河流域安徽段水系沉积物样品中萘、二氢苊、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽等12种多环芳烃的质量分数,并在此基础上分析沉积物中多环芳烃的区域分布、污染特征和来源。结果表明：研究区水系沉积物中多环芳烃有一定程度的富集,但与国内其他河流相比,样品中多环芳烃的质量分数不高;淮河南北岸支流沉积物中多环芳烃的含量差异比较明显,尤其是东淝河,含量明显低于淮北平原上的其它河流;淮河主干道和北岸支流沉积物中4环以上的多环芳烃含量较高,而南岸支流的淠河和东淝河沉积物中2～3环的多环芳烃平均含量明显高于其他环数;通过污染来源分析,沉积物中多环芳烃除与天然成岩过程有关外,大都是由有机物质的燃烧与热解引起的。     

徐州市区大气颗粒物中多环芳烃的污染特征

采用高效液相色谱技术（HPLC）对徐州市大气颗粒物中优控的16种多环芳烃（PAHs）进行定量研究。结果表明：萘、芴、苊等低分子量芳烃的含量相对较低;苯并（g,h,i）苝、茚并（1,2,3-cd）芘、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘等高分子量芳烃的含量相对较高;含量最高的单体为荧蒽,占待检的16种PAHs的19%以上。不同环数多环芳烃含量大小顺序为：4环〉5环〉6环〉3环〉2环。可吸入颗粒物（PM10）中苯并（a）芘和∑PAHs在不同功能区的分布特征大体上一致,并呈现一定规律性：交通干线区〉工业区〉风景文化区〉居民区〉新城区。由此可以初步认为徐州市区PM10中的PAHs主要来源于燃煤和汽车尾气。     

基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法——以多环芳烃污染土壤再利用工程为例

提出了基于人体健康风险的土壤修复目标的制定方法和程序,并以上海市某重大工程多环芳烃污染土壤处理后再利用工程为例,模拟了多环芳烃在处置场地上的多介质迁移途径及人体暴露场景。模拟结果显示,填埋场污染土壤苯并(a)芘(该污染物毒性因子高,毒性强,致癌风险相对较大)经口摄入和皮肤接触途径最大致癌暴露量分别为1.89×10-6和0.93×10-6mg.kg-1.d-1,人体最大致癌风险水平分别为1.38×10-5和6.79×10-6,超出了中国规定的单致癌污染物的可接受风险水平(≤10-6)。苯并(a)芘呼吸吸入途径最大致癌暴露量为7.79×10-10mg.m-3,人体最大致癌风险水平为6.86×10-10。基于场地的特征条件和参数,以保护人体健康为目的,确定了再利用作为填埋场中层覆土的土壤中5种多环芳烃污染物的修复目标限值(w,mg.kg-1)分别为:苯并(a)芘,0.994;二苯并(a,h)蒽,0.995;苯并(a)蒽,9.95;苯并(b)荧蒽,9.95;苯并(k)荧蒽,99.5。     

杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的风险分析

采集杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的样品,用色谱-质谱技术对多环芳烃化合物进行定量分析。美国环保总署推荐优先控制的16种多环芳烃单体质量分数在1.49～87.43 ng.g-1之间,萘、芴、苊等低分子量芳烃质量分数相对较低;、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝等高分子量芳烃质量分数相对较高,其中苯并[ghi]苝质量分数最高。对照荷兰的土壤标准,杭州市郊区表层土壤中的荧蒽、、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝超标比较严重,超标率100%;多环芳烃的Bap等效毒性当量是荷兰规定目标值的2倍;因此,杭州市郊区表层土壤中存在一定的潜在风险。多环芳烃Ant/（Phe＋Ant）、BaA/（Chr＋BaA）、Flua/（Pyr＋Flua）等参数表明,多环芳烃主要来源于燃烧源,且以机动车尾气为主;BeP/（BeP＋BaP）比值偏高,可能与土壤中的多环芳烃主要来源于大气沉降有关。     

养殖场饲养鸡对苯并[a]芘的摄入、排泄和积累

在北京市郊区一家中等规模养鸡场采集了不同品种和不同生长阶段的饲养鸡的肌肉和内脏样品,并同步采集了鸡蛋、饲料、粪便和大气样品,测定了其中苯并[a]芘的浓度,据此分析了苯并[a]芘在饲养鸡体内的积累、排泄和代谢的动态过程.结果显示,饲养鸡体内各组织苯并[a]芘的湿重浓度在0.024～0.15ng·g-1之间,肌肉中的浓度显著低于其它组织;饲料和粪便中的浓度显著高于体内各组织浓度.饲养鸡体内摄入的苯并[a]芘约60%在体内代谢,约三分之一直接排泄进入粪便,仅有少量残留在体内如表皮、肌肉和其他器官中.肌肉、肝脏和胃中苯并[a]芘浓度和总累积量的动态变化规律不尽相同.北京居民摄食类似鸡肉导致的对苯并[a]芘的暴露量较春、秋、冬季呼吸暴露量低两个量级,与夏季呼吸暴露量相当.     

RBCA、CLEA及CalTOX模型在苯并[a]芘污染场地健康风险评估中的应用比较

为探讨不同模型对污染场地健康风险评估结果的影响,以苯并[a]芘为例,采用RBCA、CLEA和CalTOX模型对某工业污染场地表层土壤进行健康风险评估,分析了评估结果的差异和原因,同时对模型的主要暴露参数进行了敏感性分析,并推导出基于风险概率分布的土壤修复限值。结果表明,RBCA、CLEA和CalTOX模型计算的苯并[a]芘致癌总风险分别为2.40×10-4、6.32×10-4和7.04×10-6,且经口摄入和皮肤接触2个途径对人体健康造成的危害最大。降解作用是影响CalTOX模型风险评估结果不同于RBCA和CLEA模型的重要因素,3个模型间参数取值及方法学的差异也会导致风险评估结果不同。各模型暴露参数的敏感性排序也有差异。采用基于风险概率分布的方法推导土壤修复限值,RBCA、CLEA和CalTOX模型所得结果分别为0.18、0.08、0.13(不考虑降解作用CalTOX模型)和10.74(考虑降解作用CalTOX模型)mg·kg-1,为各模型直接推导值的1.5～2.6倍。基于风险概率分布的方法可有效降低风险评估过程中参数不确定性的影响,为工业污染场地土壤修复值的制定提供参考。     

Induction of oxidative stress by benzo(a)pyrene in the epididymis of Wistar rats

The present study was undertaken to evaluate the effect of sub-chronic exposure to benzo(a)pyrene on the antioxidant system and histology of rat epididymal sperm. Intraperitoneal administration of benzo(a)pyrene to male Wistar rats at doses between 1 and 100 µg/kg body weight for 60 days entailed a decrease in the weight of the epididymis (caput and cauda), seminal vesicle, and prostate, while the body weight was not affected. Epididymal sperm reserves were reduced in a dose-dependent manner. Indicators of lipid peroxidation were increased while activities of superoxide dismutase and catalase in all three epididymal regions decreased. Histological malformations were observed in the epididymis. Exposure to benzo(a)pyrene deranges the antioxidant defense system and induces histological changes in the epididymis.     

应用物种敏感性分布法对太湖沉积物中多环芳烃的生态风险分析

多环芳烃(PAHs)具有高的疏水性,在水体中优先分布于沉积物.采用物种敏感性分布法(SSDs法),依据水生生物慢性毒性数据计算5%物种危害浓度(HC5);并结合欧盟委员会风险评价技术导则(TGD)进而得到沉积物预测无效应浓度(PNEC-sed),以报道的太湖的沉积物中浓度数据作为预测环境浓度(PECsed);用商值法P...     

人尿中1—羟基芘与空气中多环芳烃的定量关系

本文对不同采样点人尿中的1-羟基芘含量和受试人携带的个体空气采样器中以及所在环境中固定采样器中多环芳烃的浓度进行了测定。数理统计结果表明,尿中1-羟基芘与个体采样器中的芘或苯并(a)芘有显著的正相关。个体采样器的测定结果较客观地反映了受试人吸入空气中多环芳烃的浓度,证明尿中1-羟基芘在人体接触多环芳烃的健康风险评价中,是一个有效的生物监测指标。     

Effect of the chemical composition of organic extracts from environmental and industrial atmospheric samples on the genotoxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons mixtures

Particulate organic matter (PM) present in the atmosphere is a complex mixture of chemicals like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) that may exert adverse health effects including respiratory and cardiovascular disturbances and cancer. In this study, airborne samples from environmental or industrial areas exhibiting different physicochemical composition were compared for their capacities to induce DNA damage in human hepatocytes HepG2. DNA strand breaks and DNA adducts formed by benzo[a]pyrene-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxide (BPDE), the most reactive metabolite of the carcinogenic benzo[a]pyrene (B[a]P), were measured with the comet assay and by high-performance liquid chromatography (HPLC)/mass spectrometry, respectively. Cells were exposed to organic matter extracted from PM. Experiments were performed either at a constant concentration of B[a]P or at concentrations corresponding to fixed air volumes. Results show that industrial extracts tend to produce more benzo[a]pyrene diol epoxide-N ²-2′-deoxyguanosine (BPDE-N ²-dGuo) DNA adducts than strand breaks, whereas the opposite was observed with environmental extracts. The chemical composition of the extracts significantly impacts the nature and levels of DNA damage. The amount of B[a]P and interaction with other contaminants in the extracts need to be considered to explain the formation of DNA damage. These results emphasize the use of in vitro tests as promising and complementary tools to widely used toxic equivalent factor (TEF) approach in order to assess health hazards related to chemical exposure of the general population.     

苯并[a]芘对马氏珠母贝血淋巴细胞DNA损伤的研究

通过单细胞凝胶电泳技术（彗星试验）研究了苯并[a]芘（B[a]P）对马氏珠母贝（Pinctada martensi）血淋巴细胞DNA的损伤。结果显示,在相同暴露时间内,不同质量浓度的B[a]P均能引起马氏珠母贝血淋巴细胞DNA损伤。4μg.L-1 B[a]P处理组DNA含量、彗尾长度和Olive尾矩均最大,分别为34.39%、281.73和60.31μm。随着暴露时间的延长,彗星尾长明显增加,表现出明显的时间-效应关系,而DNA含量和Olive尾矩没有呈现出规律性变化。此外,在不同的染毒时间内,对照组和各处理组之间均存在显著差异（P〈0.05）,3个指标具有很好的一致性。研究表明,彗星试验是检测B[a]P对马氏珠母贝血淋巴细胞DNA损伤的一种有效手段,马氏珠母贝血淋巴细胞DNA损伤可作为指示B[a]P污染的一种有效生物标志物用于早期预警监测。     

大同市空气中多环芳烃与人尿中1-羟基芘的分析

用GC~2/MS和HPLC鉴定出大同市空气中的多环芳烃化合物35种.对大同市不同功能区空气中苯并(a)芘(BaP)和人尿中1-羟基芘同步采样分析.结果表明,不同功能区BaP浓度有显著差别:采暖期浓度急剧增加,城区浓度为对照点的17倍,日均值达330ng/m~3.人尿中1-羟基芘的浓度与空气中BaP的浓度显著相关.采暖期城区尿中1-羟基芘的几何均值为1.86μmol/mol肌酐,非采暖期为1.14μmol/mol肌酐,均较北京市的均值高出五倍多.证明大同市由于直接燃煤,造成空气中多环芳烃的严重污染.