Aquatic Ecotoxicology Research Group

Aquatic Ecotoxicology Research Group in the State Key Laboratory for Environmental Aquatic Chemistry (SKLEAC) is headed by Professor Zijian Wang. Other staffs include Dr. Mei Ma (associate professor) and Dr. Shengbiao Huang (assistant researcher), Mrs. Donghong Wang (assistant researcher)and Kaifeng Rao (Technician).     

长江口及毗邻海域水体中PCBs、BHC和DDT

本文根据长江口水域1986年冬季和夏季两航次调查,分析了海水样品中多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(BHC、DDT),结果表明:冬季海水中PCBs的含量为1.08—8.22ng/dm~3,夏季为 0.75—2.65ng/dm~3,显然冬季高于夏季,冬季低潮期和中间潮大于高潮期。BHC的总量夏季明显高于冬季,夏季PCBd、BHC和DDT的含量与海水盐度成负相关。这反映了长江口水体中PCBs、BHC和DDT在淡水与海水的混合过程中逐渐稀释扩散特征。     

聚乙二醇／碱法破坏多氯联苯

通过聚乙二醇/碱与多氯联苯反应来破坏处理多氯联苯。反应温度约为100～189℃,常压,反应时间为1～2小时。破坏效率约为99％。     

土壤中两种手性有机氯农药的选择性降解研究

为了更深入的了解和阐释手性有机氯农药在土壤中的转化和环境归趋,采用实验室室内避光培养方法,研究了o,p＇-DDT及o,p＇-DDD 2种手性有机氯农药的外消旋体在水稻土厌氧培养体系和菜园土好氧培养体系中的选择性降解情况。为了更好的利用土壤中土著微生物的活性,我们选择了厌氧微生物比较丰富的水稻土和好氧微生物丰度比较高的菜园土来做培养实验。结果表明实验体系中o,p＇-DDT及o,p＇-DDD在水稻土和菜园土中的降解均没有明显的对映体选择性。这一结果与2种手性化合物不同对映体在自然环境中的含量普遍具有差异性有所不同,说明野外环境条件和室内模拟实验条件的差异会影响手性化合物的降解选择性。在2种体系中,o,p＇-DDT的降解速率均高于o,p＇-DDD的降解速率。这与以前的研究报道一致,DDD比DDT更难降解。通过2个体系的比较,发现DDT的降解速率在厌氧体系中高于好氧体系,而DDD的降解速率与之相反,好氧体系高于厌氧体系。这应该与DDT和DDD 2种化合物的化学结构及2种土壤中微生物群落的差异有关。对于厌氧体系中的2种水稻土,采自中山的水稻土中DDT的降解速率高于江门的水稻土,这应该与中山水稻土有机质含量高于江门的水稻土有关。有机质含量的高低直接反映了土壤中微生物的多少,进而会影响污染物的降解速率。研究发现本实验所用水稻土和菜园土总有机碳含量偏低可能是影响2种化合物的对映体无降解选择性的因素之一。此外,由于本研究采用缓冲溶液将pH 调控在中性,因此本文的土壤 pH 对降解选择性的影响仍有待进一步研究。本研究中好氧体系和厌氧体系对目标物的降解选择性无明显差异。     

多氯联苯对我国土壤微生物的生态毒理效应

作为持久性有机污染物(POPs),多氯联苯(PCBs)一旦进入土壤将长期存留并对土栖生物产生潜在危害。土壤微生物是土壤生态系统重要组成部分,研究外源PCBs对土壤微生物的生态毒理效应,筛选出指示PCBs污染的敏感指标并获取可靠的生态毒理数据十分重要。研究以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28 d的条件下进行了生态毒理实验,选择了微生物量碳、呼吸强度、代谢熵、硝化作用、脱氢酶活性、脲酶活性和微生物群落功能多样性为微生物指标。结果显示:1)在28 d培养时间内,多氯联苯(PCBs)的毒性作用随培养时间的延长而增强,且在红壤中的毒性作用强于在潮土中,表明PCBs对土壤微生物的毒性作用存在时间效应并受土壤性质的影响。2)各微生物指标的敏感性不同,微生物量碳、脲酶活性和微生物功能多样性对PCBs污染反应不够敏感,而土壤呼吸强度、代谢熵、硝化作用和脱氢酶活性对PCBs污染反应敏感。3)14 d时,红壤中PCBs对脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为1.20、3.18和1.09 mg·kg-1,而在潮土中分别为6.31、4.73和50 mg·kg-1;28 d时,红壤中PCBs对硝化作用、脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为2.32、0.77、0.51和0.71mg·kg-1,而在潮土中分别为5.91、1.65、3.00和50 mg·kg-1。综合考虑经济和实际需要等因素,建议将呼吸强度、硝化作用和脱氢酶活性作为PCBs污染土壤生态毒理评价中的首选敏感指标,并建议培养时间设置为28 d。     

热分解技术在修复多氯联苯污染土壤中的应用

针对我国土壤中PCBs的污染特点,介绍了一种修复土壤的热分解技术,并详述了该技术的工作流程、影响因素、处理效率等问题。最后对该技术的发展趋势进行了展望,并对其在推广过程中可能遇到的困难进行了分析。     

手性污染物与环境安全

本文就手性污染物在生命过程中对映体的差异作了简要评述,分析了手性污染物对映体的毒性差异及机理.同时指出了手性污染物今后研究的发展趋势.     

表面活性剂Burkholderia xenoborans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4',5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精( HPCD)联合Burkholderia xenoνorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC＝194 mg·L-1)、 Tween 80(CMC＝13.1 mg·L-1)、 RL crude(CMC＝50 mg·L-1)浓度在1~7 CMC 时和 HPCD 浓度在500~1500 mg·L-1时对 PCB5和 PCB31溶出率分别达到54.7％~100％、59.8％~100％;10.5％~40.8％、6.8％~31.6％;10.3％~19.9％、3.3％~11.6％和19.5％~34.2％、4.2％~10.7％. TX-100浓度在1~7 CMC时对B. xenoνorans LB400生长的抑制率达到30.3％~45.8％,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0％~15.4％; RL crude 本身能作为底物促进 LB400的生长,而 HPCD 对其生长无明显影响. B. xenoνorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高：TX-100,23.7％~65.5％; Tween 80,14.6％~44.3％;RL crude,9.6％~27.2％;HPCD,15.3％~20.7％;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100％和81.7％,而此时B. xenoνorans LB400生长的抑制率为30.3％和5.4％.     

钢铁企业单元生产工序中PCBs排放特征及对周边空气质量影响评价

采用智能便携式采样器,对钢铁企业生产工艺中的烧结、焦化、炼铁和炼钢4种单元生产工序外排的烟尘进行采样,同步在企业厂区及相邻2个周边村庄采集了3种不同粒径颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5)),运用气相色谱-质谱(GCMS)联用技术分析了7种指示性PCBs和12种类二噁英类PCBs(记作DL-PCBs)质量浓度。分析结果发现:不同生产工序,PCBs的排放特征不同,焦化工序排放的Σ_7PCBs和Σ_(12)DL-PCBs质量浓度最高,分别为647. 85,1422. 62 ng/m~3,其次为烧结工序,Σ_7PCBs质量浓度最低的是炼铁工序,Σ_(12)DL-PCBs质量浓度最低的是炼钢工序。检出的PCBs单体中,质量浓度最高的单体出现在不同的生产工序,烧结工序是PCB81,焦化工序是PCB123,炼铁工序是PCB167,炼钢工序是PCB52。钢铁企业厂址及周边的2个采样点不同粒径颗粒物载带的PCBs与4个工序外排烟尘中检出的单体数目和浓度高低顺序基本一致,说明该地区周边环境空气中PCBs的来源在一定程度上受到钢铁企业外排烟气的影响。颗粒物粒径越细,其所载带的Σ_7PCBs和Σ_(12)DL-PCBs质量浓度越高。由主成分分析可知:钢铁企业周围环境空气颗粒物中PCBs主要来自焦化和烧结工序。钢铁企业内以及周边环境空气颗粒物中的Σ_(12)PCBs的毒性当量值略高于已有报道,存在潜在风险。     

手性农药对映体选择性环境行为的研究进展

目前使用的农药中有25%是手性的,手性农药的生物活性存在对映体差异性,其活性往往只存在于一个或少数几个对映体中,而手性农药的对映体在环境中的消解和归趋往往也有明显的不同,即一个手性化合物的不同对映体具有不同的毒性.只有在对映体水平上研究手性农药的环境行为,考察手性农药的归趋和生态效应,才能更准确的评估其生态风险性以及对人类健康的影响,对手性农药的合理使用也有较好的指导作用.文章综述了近年来国际上有机氯、芳氧基羧酸和酰胺、有机磷和菊酯等手性农药对映体选择性环境行为的研究进展.提出今后的研究方向是拓展手性农药的研究种类、研究深度和广度,对映体选择性的毒理学研究,手性稳定性和手性转化,选择性的机制与相关微生物和酶学研究等.