氯苯類化合物在珠江水域的污染分布及其毒理機(jī)制研究.pdf

1、本論文調(diào)查了氯苯類化合物(CBs)在珠江流域水體環(huán)境中分布，通過微環(huán)境模擬系統(tǒng)研究了CBs在水草，魚和河蜆中分布、富集和遷移規(guī)律。并通過研究1.2,4-TCB對(duì)高等植物大蒜、水稻、藻類和魚類的毒性效應(yīng)，對(duì)1，2,4-TCB的毒性機(jī)制進(jìn)行了探討。主要研究結(jié)論包括： 1．珠江入?？诩昂恿鹘嗡w中CBs的污染分布珠江主要江段表層水中∑CBs的平均值為568．42ng．L<'-1>，范圍為16．40～4798．56ng'L<'-1>

2、，同系物中以1，4．二氯苯、1，2,4-三氯苯為主。不同采樣時(shí)間，江水中CBs含量差異較大，除蕉門外，其余采樣點(diǎn)∑CBs含量4月份均高于11月份。4月份∑CBs分布特征為：西江封開>西江郁南>崖門>虎跳門>雞啼門>東江石龍>虎門>磨刀門>蕉門；11月份蕉門、虎門含量較高，高出其它采樣點(diǎn)約2．5～10．5倍。沉積物中∑CBs檢出范圍為5．48～66．68ng'g-1(干重)。魚體內(nèi)氯苯類平均含量為2319．5 ng.g-1(干重)，蝦類為

3、565．0 ng．g<'-1>(干重)，貝類為38873．0ng.g<'-1>(干重)，氯苯類化合物在水體、沉積物及生物體三者之間存在明顯的富集和放大作用。 2．測(cè)定分析了珠江水系的西江(廣東段)上/中/下游4個(gè)位點(diǎn)采集水樣和水草樣，結(jié)果表明：在水樣和水草樣中幾乎所有的CBs的同系物均被檢出。4月份水樣和水草中CBs的檢出總含量范圍在110．90-397．03 ng．L<'-1>和1352．77-4019．06μg.g<'-1

4、>；11月份水樣和水草中氯苯類化合物的檢出總含量范圍在151．87-696．73 ng．L<'-1>和1355．23-3927．20/μg.g<'-1>；水樣中1，4-二氯苯和1，2,4-三氯苯的含量最高；水草中1，4-二氯苯和1，2-二氯苯，四氯苯的含量較高。水草對(duì)CBs有很高的富集系數(shù)，平均富集系數(shù)為0．64到3．57。這表明CBs將對(duì)食物鏈的其他生物具有潛在威脅。3．CBs在模擬水生生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境行為研究利用微宇宙模擬水生生態(tài)系

5、統(tǒng)對(duì)氯苯類有機(jī)物在水體環(huán)境中的行為動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，CBs在水生模擬系統(tǒng)中逐漸由水體轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)。植物水草對(duì)CBs有一定程度的吸收；河蜆對(duì)CBs有明顯的吸收積累；魚體對(duì)CBs的吸收積累在不同組織中有差別，在內(nèi)臟中積累較高，肌肉組織中積累較低。 4．以水稻為試材，采用水培方法研究了1，2,4-三氯苯(1，2,4-TCB)對(duì)水稻種子萌發(fā)、幼苗生長、水稻葉片葉綠素、蛋白質(zhì)含量和脯氨酸、細(xì)胞膜通透性的影響。結(jié)果表明，水稻種子

6、的萌發(fā)率和活力指數(shù)隨著1，2,4-TCB處理濃度的升高而逐漸降低；水稻幼苗的株高和根長均受到1，2,4-TCB的抑制，表現(xiàn)出一定濃度一效應(yīng)和時(shí)間一效應(yīng)關(guān)系；水稻葉片的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素及蛋白質(zhì)含量均隨1，2,4-TCB濃度的升高而降低；水稻葉片中游離脯氨酸的含量和水稻葉片細(xì)胞膜的通透性隨著處理濃度的升高而增加。這表明1，2,4-TCB對(duì)水稻幼苗的損傷是一個(gè)復(fù)雜的過程，其機(jī)理可能與1，2,4-FCB使植物細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和細(xì)

7、胞器結(jié)構(gòu)和功能損傷有關(guān)。 5．以大蒜根尖分生細(xì)胞為材料研究1，2,4．三氯苯(1，2,4-TCB)對(duì)有絲分裂和對(duì)細(xì)胞染色體異常的誘變作用。結(jié)果表明：1，2,4-TCB能抑制大蒜根尖分生細(xì)胞進(jìn)入分裂態(tài)，有絲分裂指數(shù)與1，2,4-TCB作用的劑量和時(shí)間之間呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)；；1，2,4-TCB使有絲分裂前期細(xì)胞所占比例相對(duì)增加，中期、后期、末期細(xì)胞相對(duì)減少；與后期、末期相比，中期細(xì)胞的減幅更大；1，2,4-TCB誘發(fā)大蒜根尖分生細(xì)胞產(chǎn)生微核

8、、雙核、核固縮、核崩解、染色體分裂不同步、赤道板偏轉(zhuǎn)、不等分裂等染色體異常。這些異常細(xì)胞率與1，2,4-TCB的處理濃度成正相關(guān)。在各種染色體異常中，核固縮異常居首位，且呈現(xiàn)濃度和時(shí)間依賴性。結(jié)果表明1，2,4-TCB對(duì)大蒜根尖分生細(xì)胞具有有絲分裂抑制和染色體損傷作用，具有明顯的遺傳毒性。 6．1，2,4-TCB對(duì)三種海洋微藻的生長均有一定的抑制作用，該效應(yīng)表現(xiàn)出一定的濃度和時(shí)問依賴性；1，2,4-TCB處理4d后，三種海洋微

9、藻細(xì)胞蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量下降，呈現(xiàn)一定的濃度——效應(yīng)關(guān)系，這表明1，2,4-TCB對(duì)三種海洋微藻產(chǎn)生毒害效應(yīng)，其作用機(jī)制可能與藻類光合作用功能降低和蛋白質(zhì)功能受損有關(guān)。 7．1，2,4-TCB對(duì)斜生柵藻的生長有一定的抑制作用，該效應(yīng)表現(xiàn)出一定的濃度和時(shí)間依賴性；1，2,4-TCB處理4d后，斜生柵藻細(xì)胞蛋白質(zhì)含量下降，葉綠素a，b和總?cè)~綠素含量下降，尤其是葉綠素a含量下降最顯著，；膜結(jié)合酶SOD和POD活性降低；脂質(zhì)過氧化

10、產(chǎn)物MDA含量升高，藻液中TOC含量升高。這表明1，2,4-TCB對(duì)斜生柵藻的生長及各種生理功能產(chǎn)生毒害效應(yīng)，其作用機(jī)制可能與藻細(xì)胞生物膜通透性和生物膜及其他生物大分子的脂質(zhì)過氧化有關(guān)。 8．1，2,4-TCB對(duì)斜生柵藻細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和超位結(jié)構(gòu)具有明顯的影響。1，2,4-TCB使藻細(xì)胞出現(xiàn)破碎和變形，該效應(yīng)呈現(xiàn)一定的劑量．效應(yīng)關(guān)系。透射電鏡觀察顯示，高濃度1，2,4-TCB使部分藻細(xì)胞發(fā)生溶脹，細(xì)胞膜損傷，細(xì)胞內(nèi)空腔化嚴(yán)重，各

11、種細(xì)胞內(nèi)膜的結(jié)構(gòu)均受到不同程度的損害。這表明高濃度1，2,4-TCB影響了藻細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。1，2,4-TCB對(duì)斜生柵藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的毒性機(jī)制主要是破壞了其生物膜的結(jié)構(gòu)。 9．1，2,4-TCB處理后，可導(dǎo)致斑馬魚胚胎發(fā)生異常現(xiàn)象，主要集中在骨骼，循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)。并可能導(dǎo)致胚胎發(fā)育停止，甚至死胎。1，2,4-TCB對(duì)劍尾魚具有急性毒性，48h LC<,50>約為2．62 mg·L<'-1>總之,CBs廣泛存在于珠江水系，對(duì)生物