部分典型有機(jī)污染物及其主要降解產(chǎn)物的生態(tài)毒理效應(yīng)研究.pdf

1、目前針對(duì)處理水中難降解有機(jī)污染物的技術(shù)，多以母體化合物的去除率或總體指標(biāo)(如總有機(jī)碳、化學(xué)需氧量等)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。但是由于難降解有機(jī)污染物在降解過(guò)程中生成的產(chǎn)物可能毒性更強(qiáng)，僅使用這些指標(biāo)是不夠的。而且對(duì)于新型的持久性有機(jī)污染物，其降解規(guī)律和產(chǎn)物性質(zhì)仍有待研究。本研究的目的是考察難降解有機(jī)污染物在降解過(guò)程中的毒性變化特征，增進(jìn)對(duì)新型持久性有機(jī)污染物及其降解產(chǎn)物的毒性機(jī)制的了解，以期為建立水處理新技術(shù)的環(huán)境安全性和生態(tài)毒理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供

2、依據(jù)，為制定處理工藝過(guò)程毒性削減方案奠定理論基礎(chǔ)。 光電催化技術(shù)以其強(qiáng)氧化能力而對(duì)于去除水中微量難降解有機(jī)污染物具有廣闊的前景。本研究以一種簡(jiǎn)單的、典型的多氯代芳香烴化合物一五氯酚(PCP)為目標(biāo)物，用生念毒理學(xué)試驗(yàn)考察其在光電催化過(guò)程中的毒性特征。并研究了新型持久性有機(jī)污染物一全氟烷酸化合物及其降解產(chǎn)物對(duì)淡水綠藻的毒性。主要開展了以下幾方面工作： (1)用藻類生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)考察PCP在光電催化降解過(guò)程中的毒性特征。結(jié)

3、果表明PCP在光電催化過(guò)程中能夠被有效去除，且反應(yīng)過(guò)程中對(duì)綠藻的毒性逐漸降低，未生成對(duì)藻類具有顯著毒性的產(chǎn)物。而且光電催化過(guò)程對(duì)于PCP和其藻類毒性的去除能力均優(yōu)于直接光解和電氧化。 (2)用發(fā)光菌毒性試驗(yàn)考察PCP在光電催化降解過(guò)程中的急性毒性特征，結(jié)果與藻類生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)的結(jié)果相似。光電催化PCP過(guò)程中未生成具有顯著急性毒性的產(chǎn)物，而且光電催化過(guò)程對(duì)于PCP的急性毒性的去除能力優(yōu)于直接光解和光催化。 (3)利用芳香

4、烴受體效應(yīng)生物測(cè)試-EROD誘導(dǎo)試驗(yàn)考察光電催化降解PCP過(guò)程的類二惡英效應(yīng)，以監(jiān)測(cè)PCP生成的類二惡英產(chǎn)物，并用化學(xué)分析方法確定二惡英產(chǎn)物的組分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)PCP在光電催化反應(yīng)過(guò)程中生成了二惡英類產(chǎn)物，但這類物質(zhì)在光電催化反應(yīng)中能夠被去除，如果反應(yīng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，二惡英產(chǎn)物能夠完全被去除。而直接光解和光催化降解PCP生成的產(chǎn)物的類二惡英效應(yīng)高于光電催化過(guò)程。光電催化降解PCP的二惡英類產(chǎn)物的能力優(yōu)于直接光解和光催化。此外，EROD誘導(dǎo)生物測(cè)

5、試方法和高分辨率氣相色譜/高分辨率質(zhì)譜的結(jié)果相關(guān)性較好，生物測(cè)試和化學(xué)分析得到的2,3,7,8-TCDD毒性當(dāng)量(TCDD-TEQ)接近處于同一數(shù)量級(jí)上。該方法能夠準(zhǔn)確、靈敏的監(jiān)測(cè)復(fù)雜混合物中的二惡英類物質(zhì)，適于納入水處理技術(shù)的生態(tài)毒理和環(huán)境安全性評(píng)價(jià)體系。 (4)利用SOS/umu測(cè)試方法檢測(cè)光電催化降解PCP過(guò)程的遺傳毒性特征，以考察該過(guò)程的遺傳毒性生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。五氯酚在光電催化降解過(guò)程中生成了問(wèn)接遺傳毒性物質(zhì)，但反應(yīng)120

6、min后，該類物質(zhì)能夠在光電催化過(guò)程中被去除。而PCP經(jīng)直接光解、光催化處理120 min的產(chǎn)物仍具有遺傳毒性風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步證明光電催化技術(shù)的環(huán)境安全性優(yōu)于直接光解、光催化技術(shù)。SOS/umu測(cè)試作為一種簡(jiǎn)單、靈敏、快速的遺傳毒性物質(zhì)檢測(cè)方法，適合于評(píng)價(jià)光電催化技術(shù)的遺傳毒性特征，可以作為評(píng)價(jià)水處理技術(shù)環(huán)境安全性的生態(tài)毒理學(xué)方法之一。 (5)考察一系列全氟烷酸化合物(PFAAs)對(duì)綠藻的毒性，毒性指標(biāo)包括群體水平和細(xì)胞水平上的毒性，細(xì)胞水

7、平上的毒性主要利用流式細(xì)胞儀考察測(cè)試化合物對(duì)細(xì)胞膜的影響。在測(cè)試化合物中，全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟十二酸(PFDoA)和全氟十四酸(PFTeA)對(duì)斜生柵藻具有生長(zhǎng)抑制作用，PFOS、全氟辛酸(PFOA)、PFDoA和PFFeA使斜生柵藻細(xì)胞線粒體膜電位和細(xì)胞膜通透性顯著升高，其效應(yīng)濃度低于這些化合物對(duì)斜生柵藻產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制作用的濃度。全氟烷酸化合物對(duì)斜生柵藻的生長(zhǎng)抑制作用與其對(duì)細(xì)胞膜性質(zhì)的干擾密切相關(guān)。全氟磺酸化合物和全氟羧酸化合物