一种新的检测土壤中壬基酚的荧光定量PCR方法

建立了一种新的外切酶保护-荧光定量PCR方法检测环境激素壬基酚,并将该方法应用于土壤样品中壬基酚的检测.壬基酚可以活化雌激素受体使之与包含特定序列的双链DNA结合,结合的DNA因受到蛋白质的保护可抵抗核酸外切酶Exo Ⅲ的消解而被保留,痕量的保留DNA可通过PCR扩增定量.根据此原理,首先从鱼肝脏中提取含雌激素受体的细胞溶质,与不同浓度的壬基酚结合使雌激素受体活化,形成配体-受体复合物;再设计合成特异性引物序列,采用常规PCR方法扩增制备双链结合DNA;使双链结合DNA与配体-受体复合物反应结合后,用核酸外切酶ExoⅢ和S_1核酸酶消解,去除未受到蛋白质保护的结合DNA.将消解后产物作为模板,进行荧光定量PCR扩增反应,从而建立C_t值与壬基酚质量浓度N(g/L)的标准曲线C_t=-1.828lgN+11.447.将该方法应用于土壤中壬基酚的检测,最低检测限达到2 pg/g,可用于检测大批量环境样品中壬基酚.     

壬基酚对玫瑰无须鲃(Puntius conchonius)胚胎发育的影响

以玫瑰无须鲃(Puntius conchonius)胚胎为试验材料,通过胚胎的存活率、半致死浓度(LC50)以及胚胎发育过程中的形态学变化等来评价壬基酚(nonylphenol,NP)对玫瑰无须鲃胚胎发育的影响.结果表明,壬基酚对胚胎的影响主要表现在胚胎发育的早期与晚期;壬基酚对胚胎的LC50随着壬基酚对胚胎作用时间的减少而增加,从卵裂期(2～4细胞期)开始染毒到孵化期的LC50为(7.55±0.22) μmol/L,而从成体节期染毒到孵化期的LC50为(10.77±0.08) μmol/L.壬基酚对玫瑰无须鲃胚胎不同发育阶段的影响程度不同,其中最敏感的阶段为成体节期,其次为卵裂期与囊胚期,较不敏感的为原肠胚期.玫瑰无须鲃胚胎对壬基酚毒性反应的主要变化特征为卵凝结、脊椎畸形以及胚胎发育延迟.研究表明,壬基酚对玫瑰无须鲃胚胎的发育具有明显的毒性效应,而鉴于玫瑰无须鲃胚胎对壬基酚的较高敏感性,可将玫瑰无须鲃胚胎作为评价壬基酚对胚胎发育毒性的一种理想模型.     

壬基酚聚氧乙烯醚在MBR 与CASR 中的行为

对比研究了壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO, n 为1~4)在膜-生物反应器(MBR)和传统活性污泥反应器(CASR)中的去除效果和迁移行为.结果表明,在相同NPnEO 污泥负荷的条件下,采用不主动排泥的运行模式,2 种反应器均能有效去除NPnEO,去除率分别为99.2%和97.1%,MBR 的去除效果更稳定.前21d 中,2 种反应器中混合液NPnEO 浓度均呈现先增大后减小的趋势,但MBR 出水NPnEO 浓度小于其混合液浓度,而CASR 出水浓度则高于其混合液浓度;21d 后,2 种反应器混合液与出水浓度均趋于一致.活性污泥对NPnEO 具有吸附作用,但对去除NPnEO 的贡献很小;推测生物降解是去除NPnEO 的主导作用.     

液相色谱法同时测定水体中不同聚合度的壬基酚聚氧乙烯醚

壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)是全球商用第二大类非离子表面活性剂,其代谢产物壬基酚(NP)具有一定的雌激素活性.不同聚合度的NPnEO的毒性也不相同,因此,建立能完全分离不同聚合度NPnEO的分析方法具有十分重要的意义.     

4种具有α-季碳结构的对位壬基酚异构体的合成和表征

不同来源工业壬基酚混合物(t-NP)中对位壬基酚(p-NP)异构体的组成各不相同,各异构体之间在环境行为等方面也存在着较大差异,因此在壬基酚的环境归趋、生态毒性以及雌激素活性等研究中迫切需要t-NP中不同单个异构体作为模型化合物,然而目前市场上能购买到的直链壬基酚(4-n-NP)异构体不能作为代表.以苯酚和4种含分支结构的壬醇为原料(苯酚与壬醇摩尔比为4:1),以BF3为催化剂,按照Friedel-Crafts烷基化方法合成了t-NP中常见的4种烷基链具有α-季碳结构的对位壬基酚的异构体,即4(3′,5′-二甲基-3′-庚基)-苯酚(p353NP),4(3′,6′-二甲基-3′-庚基)-苯酚(p363NP),4(2′,6′-二甲基-2′-庚基)-苯酚(p262NP)和4(3′-甲基-3′-辛基)-苯酚(p33NP).合成的壬基酚粗产物用硅胶柱色谱法提纯后的纯度达99%,并经紫外可见分光光度计、荧光分光光度计、HPLC、GC-MS、1H-和13C-NMR进行了表征.合成的4种p-NP异构体可被用于壬基酚的雌激素活性、毒理、代谢和环境归趋等研究.     

Photochemical degradation of nonylphenol in aqueous solution：The impact of pH and hydroxyl radical promoters

The degradation of nonylphenol (NP) in aqueous solution with UV, H₂O₂/UV, and Fenton/photo-Fenton processes was studied. The efficacy of direct and hydrogen peroxide photolysis proved to be dependent on the pH value. The addition of H₂O₂ to UV treatment improved NP degradation. The application of UV photolysis and the H₂O₂/UV system at pH 7 resulted in low pseudo first-order rate constants at 10^-4 sec^-1. In the experiments at elevated pH values the pseudo-first order rate constants increased to 10^-3 sec^-1. The efficacy of the Fenton process was lower in comparison with UV and hydrogen peroxide photolysis. The addition of UV irradiation to the H₂O₂/Fe²⁺ system substantially improved NP degradation efficacy. In terms of performance, the photo-Fenton process was similar to the H₂O₂/UV process. The most favourable process for complete nonylphenol degradation considering both operational cost and treatment efficacy was H₂O₂/UV at pH 11 and 250 mol/L H₂O₂.     

壬基酚与壬基酚聚氧乙烯醚对多刺裸腹溞的复合毒性效应

为了探讨壬基酚聚氧乙烯醚（NP10EO）与其降解产物壬基酚（NP）对多刺裸腹溞的复合毒性效应,在实验室条件下研究了NP和NP10EO单一暴露对多刺裸腹溞的急性毒性和亚慢性毒性,以及两者混合暴露对多刺裸腹溞的联合毒性效应。结果表明：NP和NP10EO两种物质单一暴露对多刺裸腹溞的24 h LC50分别为0.154和3.37 mg.L-1,48 h LC50分别为0.065和2.11 mg.L-1。联合毒性实验中,定义0.5×LC50（NP）＋0.5×LC50（NP10EO）为一个毒性单位（1TU）。NP和NP10EO混合暴露后对多刺裸腹溞的24 h和48 h的LC50分别是0.646TU和0.291TU,联合毒性强度明显高于两种物质单一暴露时的毒性强度。在持续混合暴露条件下,多刺裸腹溞的首次生殖时间延迟、母体体长和初生幼体体长严重缩短、首次生殖数量大幅减少。说明NP和NP10EO对多刺裸腹溞的复合毒性表现出明显的协同效应。     

水溶液中壬基酚聚氧乙烯醚的UV/H2O2矿化试验

采用UV/H2O2催化氧化工艺进行水中壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)的降解和矿化试验,考察了H2O2投加量、溶液初始pH值、UV功率和反应温度对NP-10矿化效率的影响,并采用GC-MS对降解过程中间产物进行初步分析。结果表明:UV/H2O2体系能有效降解水溶液中的NP-10,在NP-10初始质量浓度为100.0mg/L、UV功率为45W、H2O2投加量为10.0mmol/L、溶液初始pH值为3.0、反应温度为25℃的条件下,20min时NP-10的去除率可达98.0%以上,240min时TOC去除率可达98.3%;NP-10的矿化过程符合拟一级动力学,矿化速率常数随光强和H2O2投加量的增加而增加,较低的pH值和较高的反应温度有助于NP-10的矿化;降解中间产物主要是酚类化合物;随着反应时间的增加,NP-10及其降解中间产物可以被完全矿化成CO2和H2O。     

Biotransformation of nonylphenol ethoxylates during sewage treatment under anaerobic and aerobic conditions

Biotransformation of nonylphenol ethoxylates (NPEOs) during continuous anaerobic sewage treatment was compared with the aerobic treatment of sewage spiked with 23 μmol/L technical NPEOs over a period of 90 d. Immediate degradation of NPEOs was observed under both anaerobic and aerobic conditions, indicating that the enzymes and bacteria required for NPEO degradation existed abundantly in both aerobic and anaerobic sludge. Both treatments achieved high removal (＞92%) of the spiked NPEO9 mixture.Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis showed that short-chain NPEOs (NPEO1-NPEO3) accumulated in anaerobic (2.01-2.56 μmol/L) and aerobic (1.62-2.03 μmol/L) effluents, with nonylphenol (NP) (0.24-0.31 μmol/L) as another group of metabolites in the anaerobic effluent, and nonylphenoxy carboxylates (NPECs) (2.79-3.30 μmol/L) in the aerobic effluent. Significant accumulation of NP in the anaerobic sludge and NPEO1-3 in the sludge of two reactors was observed. These results indicated that it was difficult to control these harmful metabolites in the conventional treatment processes. Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of sludge samples support the speculation that the NPEO degradation bacteria might be the dominant indigenous species.     

壬基酚和短链壬基酚聚氧乙烯醚在土壤中的降解研究

研究了壬基酚(NP)类内分泌干扰物在土壤体系和添加污水处理厂剩余污泥的土壤体系中的降解行为.结果表明,NP、壬基酚单氧乙烯醚(NPEO1)、壬基酚二氧乙烯醚(NPEO2)在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其降解速率随温度升高而升高.30℃时,初始浓度分别为100、50和100 mg·kg-1的NP、NPEO1和NPEO2可在45 d内完全降解.相同条件下,土壤中NP的降解速率大于NPEO1和NPEO2.体系中添加污泥促进了NPEO1和NPEO2的降解,同时抑制了NP的降解.