部分典型有機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、目前針對處理水中難降解有機污染物的技術(shù)，多以母體化合物的去除率或總體指標(如總有機碳、化學需氧量等)作為評價指標。但是由于難降解有機污染物在降解過程中生成的產(chǎn)物可能毒性更強，僅使用這些指標是不夠的。而且對于新型的持久性有機污染物，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污染物在降解過程中的毒性變化特征，增進對新型持久性有機污染物及其降解產(chǎn)物的毒性機制的了解，以期為建立水處理新技術(shù)的環(huán)境安全性和生態(tài)毒理評價指標體系提供

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

3、果表明PCP在光電催化過程中能夠被有效去除，且反應(yīng)過程中對綠藻的毒性逐漸降低，未生成對藻類具有顯著毒性的產(chǎn)物。而且光電催化過程對于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)光菌毒性試驗考察PCP在光電催化降解過程中的急性毒性特征，結(jié)果與藻類生長抑制試驗的結(jié)果相似。光電催化PCP過程中未生成具有顯著急性毒性的產(chǎn)物，而且光電催化過程對于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)生物測試-EROD誘導試驗考察光電催化降解PCP過程的類二惡英效應(yīng)，以監(jiān)測PCP生成的類二惡英產(chǎn)物，并用化學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)時間足夠長，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誘導生物測

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，生物測試和化學分析得到的2,3,7,8-TCDD毒性當量(TCDD-TEQ)接近處于同一數(shù)量級上。該方法能夠準確、靈敏的監(jiān)測復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)境安全性評價體系。 (4)利用SOS/umu測試方法檢測光電催化降解PCP過程的遺傳毒性特征，以考察該過程的遺傳毒性生態(tài)風險。五氯酚在光電催化降解過程中生成了問接遺傳毒性物質(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險。進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測試作為一種簡單、靈敏、快速的遺傳毒性物質(zhì)檢測方法，適合于評價光電催化技術(shù)的遺傳毒性特征，可以作為評價水處理技術(shù)環(huán)境安全性的生態(tài)毒理學方法之一。 (5)考察一系列全氟烷酸化合物(PFAAs)對綠藻的毒性，毒性指標包括群體水平和細胞水平上的毒性，細胞水

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