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.     

赤子爱胜蚓对不同浓度四溴双酚A代谢的急性与亚急性毒性响应

运用核磁共振一维氢谱研究不同浓度四溴双酚A(TBBPA)急性暴露与亚急性暴露对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的代谢影响.通过设置不同剂量TBBPA进行急性暴露和亚急性暴露,运用正交偏最小二乘投影分析法(OPLS)比较急性和亚急性暴露下蚯蚓的代谢差异,研究蚯蚓代谢水平与暴露剂量的关系,以找出差异代谢物作为TBBPA毒性效应的代谢标志物.结果表明,急性暴露和亚急性暴露均能很好地区分不同剂量染毒组间的代谢差异,且TBBPA暴露剂量越大,蚯蚓体内代谢与空白组的差异越大.急性暴露和亚急性暴露后,亮氨酸、赖氨酸和甜菜碱等代谢物剂量随TBBPA剂量增加的变化趋势是一致的,亚急性暴露中的变化幅度大于急性暴露.TBBPA暴露剂量为100 mg·kg~(-1)时,赤子爱胜蚓受到毒害作用,体内代谢物变化显著,代谢平衡遭到破坏,差异代谢物对毒性效应的指示作用比较敏感.甜菜碱、亮氨酸和赖氨酸可作为标志性代谢物揭示TBBPA对赤子爱胜蚓在渗透压调节、能量供给以及免疫功能方面的毒性效应,为进一步探索TBBPA毒性机理提供理论基础.     

四溴双酚-A污染对颤蚓的氧化胁迫及毒性

在实验室模拟条件下分别采用动、静态生物慢性实验的方法,研究了不同浓度的四溴双酚-A(Tetrabromobisphenol A, TBBPA)对颤蚓(Monopylephorus limosus)体内抗氧化酶系统及相Ⅱ结合酶系统活性的影响以及颤蚓暴露于单一浓度的TBBPA后,其体内抗氧化酶系统的活性随时间的响应.结果表明,暴露 8d 后,颤蚓体内SOD的活性发生显著变化,变化趋势明显分为升高、降低、再升高3阶段,在0.05ms/L时SOD的活性被最大诱导(p<0.01),达到对照组的7.8倍,各浓度组SOD的活性均显著高于对照组,由对照组的1.5倍到对照组的7.8倍;同时, CAT的活性变化则呈升高、降低、再升高、再降低4阶段,0.5mg/L时其活性达到最大值(p<0.01),除0.005mg/L和0.25mg/L浓度组CAT活性受抑制外,其余浓度组CAT的活性均高于对照组,由对照组的1.1倍到1.9倍,染毒浓度为0.25ms/L时, GST的活性达到最大诱导(p<0.01),其活性先缓慢上升后下降,并且各处理组GST的活性均显著高于对照组(p<0.05).在单一浓度TBBPA污染暴露的10d时间内,颤蚓体内SOD的活性变化趋势形成了一个变形的"M" 形曲线,在第3d时其活性达到最大诱导,而CAT活性的变化则表现为一个不规则的"N"形曲线,在第5d,时其活性达到最大诱导,并且SOD的活性比CAT的活性受时间的影响小,相对来说更稳定.可见, SOD与GST的活性变化似乎更能反映出TBBPA对颤蚓的污染效应及其毒性作用,而SOD的活性变化似乎更为灵敏,但是二者能否作为指示TBBPA污染的生物标志物尚需进一步研究.     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的生长和基因表达的影响

试验采用人工土壤法,通过14 d急性毒性试验,研究了不同剂量TBBPA对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长、基因表达的影响。在14 d急性毒性试验中,随着暴露时间和浓度的增加,蚯蚓生长受到了显著抑制,未出现死亡现象。超氧化物歧化酶(SOD)的基因表达量在低浓度(50 mg·kg-1)时受到诱导上调;谷胱甘肽转移酶(GST)的基因表达量在400 mg·kg-1染毒组受到明显诱导,是对照组的8.73倍;热休克蛋白(Hsp70)的基因表达量在50、100和200 mg·kg-1染毒组被诱导上调。基因表达量的变化显示,在50、100、200 mg·kg-1浓度条件下,蚯蚓可以利用自身的抗氧化能力维持体内的动态平衡稳定,使得机体免受损伤。但是在超过400 mg·kg-1浓度后,TBBPA的毒性效应超过了机体的应对能力,使机体遭受损伤,外在特征主要表现为蚯蚓身体蜷缩、变细变硬。从生物标志物角度,基因表达量的变化对TBBPA毒性效应的指示作用较生长抑制率更为敏感。     

Ti/RuO2-IrO2电极电化学方法降解溶液中TBBPA及其降解机理探究

四溴双酚A(TBBPA)是世界上产量和用量最大的溴代阻燃剂之一,在河流、底泥及污水中持久存在,严重威胁环境和人体健康.探讨了阳极为Ti/RuO_2-IrO_2电极的电化学法对溶液中TBBPA的降解效率,并考察了电流密度(5~20 m A·cm~(-2))、初始pH值(3~11)、极板间距(1~3 cm)及电解质浓度(1~40 mmol·L~(-1))对降解速率的影响.研究结果表明,TBBPA的降解遵循一级动力学方程,在溶液初始浓度为5 mg·L~(-1)、电流密度为10 mA·cm~(-2)、电解质浓度为5 mmol·L~(-1)及极板间距为1 cm的条件下,60 min后TBBPA的降解率可达97.2%,且降解速率常数和半衰期分别为0.060 min~(-1)和11.6 min,能量消耗为105.3 k Wh·m~(-3).同时运用HPLC-MS/MS检测出中间产物双酚A(BPA)和2-溴苯酚,并推断其降解途径主要为在羟基自由基(·OH)作用下连续的脱溴过程中,苯环与异丙基之间的C—C键断裂生成BPA和2-溴苯酚.电化学法是一种高效的、有潜力的降解难降解有机污染物的方法,本文将为今后实际废污水中TBBPA的去除提供基础数据和技术参数.     

低浓度TBBPA暴露促进子宫内膜癌细胞侵袭和迁移的毒性效应与机理

为了研究低浓度四溴双酚A(TBBPA)暴露对人子宫内膜癌恶化的影响,本实验采用人子宫内膜癌细胞Ishikawa暴露于不同浓度的TBBPA,探讨其毒性效应及可能存在的分子机理.实验采用MTT法检测Ishikawa细胞的存活率,用倒置显微镜观察TBBPA对Ishikawa细胞形态的影响,用细胞划痕与Transwell实验检测细胞迁移侵袭情况,用实时荧光定量PCR与Western blotting分别检测上皮间充质转化(Epithelial Mesenchymal Transition,EMT)标志物及相关转录因子mRNA与蛋白水平表达量.结果显示,Ishikawa细胞暴露于不同浓度TBBPA(1.00×10-9、1.00×10-8、1.00×10-7mol·L-1)后,细胞存活率明显升高,细胞形态由卵圆形逐渐变为长梭形,细胞侵袭率、细胞划痕愈合率、细胞迁移率与对照组相比显著升高,差异具有统计学意义.在mRNA和蛋白水平上,EMT标志物E-cadherin表达量显著下降,Vimentin和N-cadherin表达量明显上升;EMT上游转录因子Twist和Snail-1的含量也显著增加.结果表明,TBBPA暴露是通过改变细胞内E-cadherin、Vimentin和N-cadherin的含量进而激活Ishikawa细胞上皮间充质转化,导致人子宫内膜癌的恶化;而激活上皮间充质转化的过程可能与TBBPA诱导Twist和Snail-1的表达有关.     

Tetrabromobisphenol A (TBBPA): A controversial environmental pollutant

Tetrabromobisphenol A(TBBPA) is one of the most widely used brominated flame retardants and is extensively used in electronic equipment, furniture, plastics, and textiles. It is frequently detected in water, soil, air, and organisms, including humans, and has raised concerns in the scientific community regarding its potential adverse health effects. Human exposure to TBBPA is mainly via diet, respiration, and skin contact. Various in vivo and in vitro studies based on animal and cell models have...     

四溴双酚A的鲫鱼血清蛋白生物标志物研究

以鲫鱼为供试生物,对四溴双酚A(TBBPA)的急性毒性、血清蛋白潜在生物标志物以及相应的毒性靶器官组织病理进行了研究,结果表明TBBPA对鲫鱼96 h的半致死浓度LC50是3.13 mg/L,TBBPA诱导下鲫鱼血清蛋白可区分为11个组分,各组分随时间和浓度的变化规律存在差异。组分11条带清晰,表达量变化幅度最大,在低浓度TBBPA暴露下表达量先降低后升高,第16天达到最高;高浓度时表达量在第2天达到最高。组分11的分子量为24 kDa,可能为鲫鱼斯坦尼小体(CS)中降血钙因子的解聚物。组织病理切片结果显示,鲫鱼肝脏和肾脏均表现出时间-剂量依赖性,且与组分11的诱导差异性表达呈现相应的病理损伤。因此,鲫鱼血清蛋白组分11对TBBPA的诱导具有浓度和时间响应敏感性,且易于识别和鉴定,可作为TBBPA暴露的鲫鱼血清蛋白潜在生物标志物。     

超高效液相色谱-串联质谱法同时检测溴代阻燃剂

采用Acquity BEH C18色谱柱,以甲醇-乙腈混合液和水为流动相,辅以电喷雾正离子模式多反应监测(MRM)进行定性定量分析,建立了一种同位素稀释超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时检测四溴双酚A(TBBPA)、三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC)和3种六溴环十二烷(HBCD)异构体的方法。水样通过固相萃取进行净化,回收率达到85.3%~96.1%。土壤和底泥样品经加速溶剂萃取后,采用酸性硅胶和中性硅胶柱进行净化,回收率达到81.5%~102.7%。该方法对TBBPA、TBC、α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD在水和土壤中的检测限分别为1.0、1.2、2.0、0.8、1.2 ng/L和0.10、0.12、0.20、0.08、0.12 ng/g。     

Analysis of brominated flame retardants in house dust

The main objective of this study was to create a robust analytical method to analyse the flame retardants decabromodiphenylether (BDE-209), hexabromocyclododecane (HBCD), and tetrabromobisphenol-A (TBBPA) in house dust in order to estimate the degree of contamination of indoor environment. A liquid chromatography method equipped with a UV-detector and electro spray-tandem mass spectrometry was used to achieve this result. Applying an external calibration for BDE-209, an internal calibration for TBBPA, and a standard addition method for HBCD low limits of quantification were obtained. The analytical procedure was carried out under exclusion of UV-light as the target compounds potentially degrade when being exposed to UV-light. Empirical data were obtained in addition to the dust samples to estimate potential influences of apartment characteristics. A weak correlation between the number of electric devices and TBBPA was found.