复杂介质中典型溴化阻燃剂的污染诊断、归趋及生态毒理效应研究

发布时间：2020-04-21 18:55

【摘要】：溴化阻燃剂(Brominated flame-retardants,BFRs)是一类新型的全球性环境污染物。其产量在过去的20年间迅猛增长。当前由于其在环境、野生生物以及人体内的存在,而受到越来越多的关注。然而,关于它们在土壤中的归趋以及生态毒理效应的研究还非常有限。为此,我们对四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCD)在土壤中的归趋,TBBPA对颤蚓和小麦的生态毒理效应以及六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCD)对小麦的生态毒理效应进行了研究。结果显示： 1、土壤对TBBPA和HBCD的物理吸附导致二者在种植和未种植土壤中的回收率下降了90%。而在混合种植的情况下将近50%的HBCD被回收了,这充分说明植物种间竞争会增强HBCD的生物有效性。虽然白菜和萝卜都可以吸收TBBPA和HBCD,但是白菜吸收和富集污染物的能力要比萝卜强,并且各植物组织中HBCD的浓度约为TBBPA浓度的3.5-10.0倍。HBCD在不同介质中的分布与其异构体类型有关,a-HBCD倾向于在植物组织中分布,而y-HBCD则倾向于在土壤中。以上这些说明吸附会降低二者的生物有效性,以及人类暴露的风险,但是植物的作用会使这种风险增加。2、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段,在0.05 mg L-1时SOD的活性被最大诱导(p0.01),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段,0.5 mg L-1时其活性达到最大值(p0.01),除0.005 mg L-1和0.25 mg L-1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0.25 mg L-1时,GST的活性达到最大诱导(p0.01),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(p0.05)。在单一浓度TBBPA污染暴露的10d时间里,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。 3、在0.002-1.0 mg·L-1暴露浓度范围内,TBBPA并未对小麦种子的发芽率产生显著影响；各TBBPA暴露浓度下小麦芽生长的比生长速率(μ)随时间的变化趋势相同,均在污染暴露16h时达到峰值。而根伸长的μ随时间的变化却略有差异,其在染毒12-20 h这一时间段内趋于稳定且随着TBBPA暴露浓度的加大这一趋势逐渐显著；0.002-0.02 mg·L-1TBBPA处理浓度对小麦芽的生长起到促进作用,暴露浓度为0.02 mg·L-1时促进作用达到最大。当染毒浓度为0.002-0.05 mg·L-1时对小麦的根伸长起到促进作用,其中染毒浓度为0.05 mg·L-1时促进作用达到顶峰。4、经过7和12天的暴露后,小麦叶片中叶绿素的含量降低,脂质过氧化含量升高。经过12天的暴露后,小麦叶片中增加的POD活性显示小麦可以通过增加POD活性的方式来保护自己。当TBBPA的浓度为0.5-50 mg kg-1时,在暴露的初始阶段,植物可以抵抗氧化胁迫,但是随着暴露时间的延长这种能力会逐渐消失。除此之外,TBBPA浓度的增大也会导致抗氧化酶防御能力的丧失经过7天的暴露后,CAT活性的升高是由SOD引起的,而经过12天的暴露后POD活性的升高就不仅是由SOD引起的。抗氧化酶活性与TBBPA的浓度间并无剂量-效应关系。POD与CAT可作为TBBPA在土壤中严重胁迫的生物标志物。 5、经过7-10天的暴露后,5-500 mg kg-1 HBCD处理组使小麦叶片中CHL的含量显著降低。小麦暴露于HBCD引起了小麦叶片和根中MDA含量的升高。随着暴露时间的延长,SOD活性显著升高。相反,小麦根中SOD活性降低了在10天的实验期间,小麦叶片和根组织中POD的活性显著升高。经过8天的暴露,0.5-50 mg kg-1 HBCD处理组,小麦叶片中CAT的活性显著升高。然而,小麦根中CAT的活性未被显著诱导。这些说明小麦具有通过构建抗氧化防御系统来适应HBCD毒性的能力。并且小麦根比叶片对HBCD的毒性敏感。增强的CAT活性应该是由SOD源诱导产生的H202引起的,而增强的POD活性则是由其他源诱导产生的H202引起的。POD在解除AOS毒性的过程中起重要作用。
【图文】：

样品,气态离子,细雾,分子

图 2.3 ESI 结构及原理图2 .A P C I日前广泛应用于LC一M S的A PIC 接口又称为热气动喷雾接口"其结构如图2所示 " 溶液中样品流出毛细管后靠雾化气 (N )2 喷射变成细雾, 使熔质蒸发而后进样 " 在喷嘴附近放置一3.0一6.0 K V 的针状电晕放电电极, 通过其高压放电使溶剂分子和空气中某些中性分子电离 " 这些离子与样品分子进行气态离子一子反应, 使样品分子离子化, 得到样品分子的准分子离子"然后用加热的氮 /帘气除去溶剂并加热离子以及在取样孔自由喷射扩散处做碰撞分解 " APIC 只产单电荷峰, 适合测定弱极性的小分子化合物 " 另外, 它适应高流量的梯度洗脱高低水溶液变换的流动相 "裳景忿二凡 -

样品,气态离子,细雾,气帘

Q涎弓州2图} .-0-pa(真空区)N:气帘压听lN!|广LC图 2.3 ESI 结构及原理图2 .A P C I日前广泛应用于LC一M S的A PIC 接口又称为热气动喷雾接口"其结构如图2.4所示 " 溶液中样品流出毛细管后靠雾化气 (N )2 喷射变成细雾, 使熔质蒸发而后进样 " 在喷嘴附近放置一3.0一6.0 K V 的针状电晕放电电极, 通过其高压放电,使溶剂分子和空气中某些中性分子电离 " 这些离子与样品分子进行气态离子一分子反应, 使样品分子离子化, 得到样品分子的准分子离子"然后用加热的氮 /帘 0气除去溶剂并加热离子以及在取样孔自由喷射扩散处做碰撞分解 " APIC 只产 -1:单电荷峰, 适合测定弱极性的小分子化合物 " 另外, 它适应高流量的梯度洗脱/高低水溶液变换的流动相 "
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X171.5;X592

【参考文献】