丁基锡和苯基锡在鲤鱼和金鱼藻体内的富集和代谢机制研究
发布时间：2020-07-03 16:09
【摘要】：二十世纪四十年代起,有机锡化合物就逐渐作为PVC稳定剂、催化剂、木材防腐剂、农用杀虫剂、杀菌剂、防霉剂、日用品的涂料、船体外壳及渔具防污剂等在世界范围内广泛的应用。然而,直到20世纪80年代初,人们才开始关注有机锡化合物的环境污染和危害,尤其是三丁基锡(TBT)和三苯基锡(TPT)的持久性环境污染问题,它们是迄今为止人类引入水环境中的毒性最强的化学物质之一。除此之外,它们还表现出较强的生物富集能力和内分泌干扰作用。因此,有机锡污染物必将给人类的健康和生活带来威胁。目前大多数研究只是局限于对实际环境中生物受有机锡污染程度的调查,关于有机锡化合物在生物体内的富集行为和生物代谢等方面的系统研究几乎没有,这严重影响着对有机锡环境风险的准确评估。 本论文通过研究多种有机锡化合物在小鲤鱼和沉水植物金鱼藻干燥粉末样品上的吸附行为以及它们在这两种水生物体内富集和消除动力学过程,简单阐明了有机锡化合物在生物体上的富集行为及代谢机制。主要研究内容和研究结果如下： 1.采用四乙基硼酸钠(NaBEt4)衍生化,建立简单、高效的生物样品有机锡的气相质谱(GC-MS)分析方法,结果表明,冷冻干燥生物样品粉末0.1g经15ml0.035mol/L的盐酸甲醇振荡提取1h,用含25ng四丁基锡(内标物)的正己烷2ml和0.5ml2%(m/v) NaBEt4水溶液衍生萃取30min, GC-MS检测,结果表明,TBT,二氯二丁基锡(DBT),单丁基三氯化锡(MBT),TPT,二氯二苯基锡(DPT),单苯基三氯化锡(MPT)等六种有机锡标准添加回收率均达到80%以上。 2.研究了TBT和TPT分别在鲤鱼干样粉上的平衡吸附以及它们在鲤鱼上的动态富集和静态富集动力学(富集周期均为30天左右),结果表明,通过简单的平衡吸附试验估算鲤鱼体内有机锡的最大积累量远低于鱼体实际的有机锡富集量,TBT和TPT在鱼体上的富集并不是通过简单的分配作用累积在鱼体类脂中,但是疏水性越高,越有利于鲤鱼的吸收；有机锡在鲤鱼各器官含量大小顺序为：内脏鱼鳃鱼肉；动态实验暴露周期内,鱼体内TBT和TPT的富集量几乎呈线性增加,富集不能达到稳定的状态;与静态富集实验相比,动态富集实验所获得的相应富集参数更加可靠,TBT和TPT在鲤鱼体内的生物富集系数(BCF)值分别为44000和3333。 3.研究了TBT和TPT分别在金鱼藻干样的吸附行为以及它们在金鱼藻上的动态和静态累积动力学(富集周期均为15天左右),结果表明,金鱼藻类脂在TBT和TPT吸附和富集过程中的贡献很小甚至可以忽略不计,金鱼藻较大的表面积及其他各种配位基团可能是导致其对TBT和TPT强烈吸附和积累的主要原因；金鱼藻能将吸收的强毒性TBT和TPT快速降解成相应的低毒性DBT, MBT和DPT和MPT,其中一取代有机锡为主要代谢产物；尽管金鱼藻TBT和TPT的吸收速率相当,但是它们在金鱼藻体内的BCF值却相差较大,分别为331和1364,主要是山于金鱼藻对TBT的降解速率要远大于TPT。 4.分别研究了pH5.0和8.9的条件下,金鱼藻对TBT的动态富集情况(富集周期均为10天左右),结果表明,pH严重影响TBT在水中的存在形态,也影响其在金鱼藻上的富集和代谢,pH5.0时,金鱼藻生长虽然受到一定的抑制,但是对TBT的降解速率却大于pH8.9时的降解速率,这可能是因为离子态的有机锡更容易被金鱼藻吸收和代谢。 5.研究了TBT, DBT, MBT, TPT, DPT和MPT等六种有机锡分别在鲤鱼(消除周期21天左右)和金鱼藻上的消除动力学(消除周期11天),结果表明,有机锡在鲤鱼和金鱼藻体内的代谢路径是一个连续脱烷基或者脱苯基的过程,即：R3SnX→R2SnX2→RSnX3→SnX4,但是消除机制不完全相同,其中鲤鱼主要靠释放作用,释放速率大小为：MBT DPT MPT DBT TBT TPT,而金鱼藻主要通过代谢作用,有机锡的代谢速率随取代数量的减少而减慢,一取代有机锡和无机锡是主要降解产物。 6.研究了TBT和TPT分别在金鱼藻粗提总酶液中的降解作用,结果表明,粗提酶系对TBT和TPT作用24h后,添加400ng的TBT和TPT分别减少了45%和37%,降解产物也是以一取代有机锡为主,这与细胞色素P450(CYP450)酶系对多数农药的脱烷基化作用类似,因此,有机锡在金鱼藻体内的代谢机制也很可能是依靠CYP450酶系的作用。 综上所述,鲤鱼和金鱼藻不仅能快速富集水体中强毒性TBT和TPT,而且能将蓄积的有机锡降解成低毒甚至无毒化合物,尤其是金鱼藻。有机锡在生物体内的富集机制并不像其他非离子型疏水化合物一样只通过分配作用累积在生物体脂肪当中,生物体内其他官能团或者大分子也能络合大量有机锡化合物；有机锡在生物体内的降解过程是一个连续脱烷基或者脱苯基的过程,且最终能转化成无毒无机锡化合物,代谢机制很可能是由于生物体内细胞色素P450酶系的作用；另外,较低pH更有利于金鱼藻对TBT的富集和代谢,原因可能是离子态的有机锡更容易被金鱼藻吸收和代谢。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X592
【图文】：
g (Sn) /L 和 5.55-26.1 tig (Sn) /L_。而我国港口水域，特别是锡污染问题也比较严重[18，19】，如青岛中港和军港水体中检测到的度分别高达3.5和丨7.7 ^ig/L，其中军港还检测到三苯基锡从现，不同海洋水域中有机锡污染状况差别还是较大，在一些规模量频繁的港口，或者在一些离造船厂和船玛较近海域，其水体屮常相对较高，污染主要以三丁基锡和三苯苯基锡为主，它们除少陆地排污河，其他大部分足O喿院Ｉ螼喭弧⒑Ｑ蠼ㄖ锖秃Ｓ玫姆牢弁苛系纳３酥猓恍┠诼剿蛞泊嬖谟谢廴静糠帜诼剿蛴谢奈廴镜鞑榍榭觯颖碇惺堇纯矗夜蠖嗪印⑸虾；破纸⒊そ叱亍籽蟮怼⑻榷即嬖谟谢奈刍廴疚鳎」芷渥艿呐ǘ人奖纫话愫Ｋ卸』呐ǘ纫材茏愎桓颐堑乃肪炒赐玻夜そ谢獟笫坎欢舷孪置飨缘幕蜗肿淳
本文编号：2739882
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X592
【图文】：
g (Sn) /L 和 5.55-26.1 tig (Sn) /L_。而我国港口水域，特别是锡污染问题也比较严重[18，19】，如青岛中港和军港水体中检测到的度分别高达3.5和丨7.7 ^ig/L，其中军港还检测到三苯基锡从现，不同海洋水域中有机锡污染状况差别还是较大，在一些规模量频繁的港口，或者在一些离造船厂和船玛较近海域，其水体屮常相对较高，污染主要以三丁基锡和三苯苯基锡为主，它们除少陆地排污河，其他大部分足O喿院Ｉ螼喭弧⒑Ｑ蠼ㄖ锖秃Ｓ玫姆牢弁苛系纳３酥猓恍┠诼剿蛞泊嬖谟谢廴静糠帜诼剿蛴谢奈廴镜鞑榍榭觯颖碇惺堇纯矗夜蠖嗪印⑸虾；破纸⒊そ叱亍籽蟮怼⑻榷即嬖谟谢奈刍廴疚鳎」芷渥艿呐ǘ人奖纫话愫Ｋ卸』呐ǘ纫材茏愎桓颐堑乃肪炒赐玻夜そ谢獟笫坎欢舷孪置飨缘幕蜗肿淳
本文编号：2739882
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2739882.html
