典型酚类污染物内分泌干扰效应研究——对斑马鱼发育及核受体介导基因调控的分子影响

以斑马鱼为研究对象,观察2,4,6-三氯酚（2,4,6-trichlorophenol）、4-氯-3-甲酚（4-chloro-3-methylphenol）和4-硝基苯酚（4-nitrophenol）3种酚类污染物对斑马鱼胚胎发育早期阶段形态学指标的影响,借助q-RT-PCR方法对斑马鱼胚胎分别暴露于0.1,0.5和2.5mg/L至120hpf幼鱼8个重要受体（雄激素受体（AR）、甲状腺激素受体（TR）、芳香烃受体（AhR）、雌激素受体（ER）、糖皮质激素受体（GR）、孕烷X受体（PXR）、盐皮质激素受体（MR）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR））相关基因的转录水平进行了研究;进一步采用分子对接和分子动力学模拟的方法研究污染物与筛选出的影响受体（ER、AhR、PXR、GR以及MR）之间的相互作用过程.结果表明,在5和10mg/L的浓度下3种酚类污染物都显著影响斑马鱼的发育,造成脊柱弯曲、心包水肿等不良影响;基因结果显示2,4,6-三氯酚暴露导致ER的基因下调,雌激素受体α（er1）基因在2.5mg/L浓度下下调2.1倍.4-氯-3-甲酚显著影响ER、AhR以及PXR的相关基因,表现为在0.5和2.5mg/L暴露er1基因显著下调1.8和2.2倍,ahr2和pxr基因在0.1和2.5mg/L的浓度下分别下调1.7和1.8倍和上调3.5和3.2倍.4-硝基苯酚暴露使GR、MR核心受体基因发生调控变化,糖皮质激素受体基因（gr）在低中浓度下分别显著上调2.0和2.1倍,最高浓度下下调1.9倍.盐皮质激素受体基因（mr）在中高浓度下分别下调1.9和2.1倍,在最低浓度下显著上调1.7倍;分子计算结果显示它们与相关受体通过疏水和氢键等相互作用而稳定结合,且均方根偏差（RMSD）在5ns后稳定.这3个典型酚类污染物主要通过斑马鱼ER、AhR、PXR、GR、MR受体介导产生内分泌干扰效应并影响其早期生长发育.     

2,4-二硝基酚厌氧生物降解动力学研究

研究了间歇试验条件下,2,4-二硝基酚(2,4-DNP)与葡萄糖共基质时的厌氧降解动力学.结果表明:2,4-DNP与葡萄糖能同时被微生物降解;葡萄糖浓度高低对2,4-DNP的降解影响不大,而2,4-DNP的存在明显影响COD的降解.当2,4-DNP浓度<225 mg/L时,其比降解速率随浓度增大而增大,浓度为225 mg/L时比降解速率达到最大;由于底物抑制,当2,4-DNP浓度>225 mg/L时,其比降解速率呈下降趋势.选用Andrews非竞争性抑制模型描述2,4-DNP厌氧降解动力学,对实验数据进行非线性拟合,求得模型参数q_max、K_s和K_i分别为3.24 mg/(h·g)、196.23 mg/L和165.91mg/L,实验数据与该动力学方程拟合较好.     

2种水稻土胶体界面五氯酚的还原脱氯转化

研究了紫泥田和浅脚紫泥田2种水稻土胶体界面五氯酚(PCP)的还原转化效果,以及添加Fe2+或草酸对五氯酚还原转化效果的影响.采用表观一级反应动力学描述土壤胶体界面五氯酚的转化过程.结果表明,紫泥田和浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化动力学常数分别为0.0375d-1和0.0430d-1,半衰期分别为18.5d和16.1d;厌氧条件下水稻土胶体中铁氧化物还原溶解产生的吸附态Fe2+对五氯酚具有一定的还原转化能力.添加1.0mmol·L-1Fe2+或1.0mmol·L-1草酸均能显著促进土壤胶体界面五氯酚的还原转化和氯离子的产生,紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化半衰期分别减少到9.6d和6.0d,浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的转化半衰期分别减少到7.9d和3.0d.草酸促进作用更加显著的原因是铁-草酸配合物的生成.土壤胶体界面五氯酚的还原转化、脱氯效率与土壤胶体的比表面积、吸附态亚铁离子浓度有一定的正相关关系.促进土壤中吸附态亚铁离子和草酸等低分子量有机酸的产生能显著促进有机氯的还原转化.     

丛枝菌根真菌与复硝酚钠在番茄育苗中的应用

研究了温室盆栽条件下接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌以及添加复硝酚钠稀释液对番茄育苗的影响.结果发现,在灭菌条件下接种AM真菌处理番茄根系AM真菌侵染率自2周起即保持在45%左右,且其地上部生物量在3周后一直显著高于不接菌对照(P<0.05),在接菌基础上添加1.8%复硝酚钠不同倍数(1×106、5×106和10×106)稀释液对番茄生长具有一定促进作用,其中以稀释5×106倍效果最佳;育苗6周后将对照、接种AM真菌处理以及在接菌基础上添加1.8%复硝酚钠5×106倍稀释液的幼苗各2株分别移栽到未灭菌土壤中,继续培养16周后发现,对照苗被土著AM真菌侵染,但结实率为0;菌根化苗AM真菌侵染率与土壤碱性磷酸酶活性均显著升高(P<0.05),番茄结实率达到50%;添加复硝酚钠稀释液的菌根化苗AM真菌侵染率显著高于普通菌根化苗(P<0.05),且与对照苗相比,土壤pH显著降低、电导率显著升高(P<0.05),番茄结实率达到75%.结果表明,接种AM真菌对番茄育苗具有较好的促进作用,在接菌基础上添加1.8%复硝酚钠5×106倍稀释液对番茄幼苗生长和移栽后结实均具有更好的促进效果,具有推广应用价值.     

零价铁对土壤中4-氯苯酚还原脱氯研究

氯苯酚是常见的环境污染物，它们在土壤中的加速分解可以减少对人类健康的危害。以恒温培养为方法，GC-MS为检测手段，研究了在常温常压下土壤中4-氯苯酚(4-CP)在零价铁作用下的还原脱氯反应。结果表明：4-CP可以被来自零价铁的电子还原，零价铁能够有效促进土壤中的4-CP脱除苯环上的氯原子，从而达到降低毒性、增加可生化性目的。反应条件如初始pH、时间、零价铁用量等均对4-CP还原脱氯效率有重要影响，特别是当初始pH值控制在偏酸时更有利于反应的进行。在零价铁加入量500mg、初始pH=4、反应时间7d的条件下，零价铁对土壤中4-CP还原脱氯效率最高可以达到65％。利用实验数据，对零价铁作用下4-CP还原脱氯的反应机理也进行了初步探讨。     

15种取代酚对淡水发光菌Q67的毒性及定量构效分析

为了更加准确和便捷地预测各种取代酚类化合物的急性毒性,以淡水发光菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67)为受试生物,测定了15种典型取代酚的急性毒性;采用logD(正辛醇/水分配系数),LUMO(分子最低空轨道能)和MW(分子量)等取代酚的7种主要结构参数,利用偏最小二乘回归法建立了定量结构-活性相关(quantitative structure-activity relationships,QSAR)模型。结果表明,15种取代酚的EC_(50)在5.76×10~(-6)～1.27×10~(-3)mol·L~(-1)之间,且有很好的剂量-效应关系;QSAR模型的主成分分析显示,-logEC_(50)与logD、LUMO和MW值正相关,且logD对模型的贡献最大,即越容易与Q67菌结合的酚类化合物对其的急性毒性越大;建立的QSAR模型具有较好的预测能力(Q~2_(EXT)=0.91,RMSE=0.49)和较高的稳定性(Q~2_(CUM)=0.58),能够用于预测其他酚类化合物对Q67菌的急性毒性。     

土壤中地乐酚降解的实验研究

利用一系列批实验来研究地乐酚在不同土壤样本中的非生物降解和生物降解，并对各土壤特性与降解参数的相关性作统计分析。结果表明地乐酚的降解主要是生物降解。地乐酚在土壤中降解缓慢，加上实验土壤对地乐酚的弱吸附，因此地乐酚对当地地下水资源存在较大的威胁。在本实验地区降解参数服从正态分布。在水平α=0．05下，地乐酚的降解与已知的几种土壤特性以及吸附的相关性不显著。     

O_3/UV法降解水中对硝基酚

研究了臭氧、臭氧/紫外光(O_3/UV)法降解对硝基酸过程中各种操作条件(包括气量、气相臭氧浓度、温度、初始pH值、初始TOC值以及紫外光强度等)的影响.臭氧与紫外光相结合对去除TOC有协同效应.根据实验确定出这一过程的宏观动力学方程.     

土壤及其主要化学组分对五氯酚吸附特征研究

研究了土壤原样及其去锰氧化物、去铁氧化物、去有机质和去水溶性有机质(DOM)土壤样品对五氯酚(PCP)的吸附规律,分析了土壤及其主要化学组分对PCP的吸附机制.实验结果表明,Langmuir方程可较好地描述PCP在各土壤样品上的热力学吸附过程.PCP在土壤上的吸附行为与自身性质和土壤理化性质密切相关,有机质和铁氧化物对PCP的吸附起到促进作用,而锰氧化物和DOM则能在一定程度上抑制PCP的吸附.通过Langmuir方程得到的拟合结果,可判断PCP在各土壤样品上的最大吸附量为去锰氧化物土壤样品＞去铁氧化物土壤样品＞去DOM土壤样品＞土壤原样＞去有机质土壤样品.     

工业含酚废水治理进展及前景

工业含酚废水来源广,危害大,经济高效地治理与回收工业废水中的酚类物质极为重要。文章综述了国内外含酚废水治理技术的研究现状,并探讨了相关工艺的优、缺点以及应用前景。指出溶剂萃取技术是高浓度含酚废水治理的有效方法,其他方法如高级氧化技术和生物技术也将为含酚废水的深度治理提供新途径。