氯苯類化合物在珠江水域的污染分布及其毒理機制研究.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對高等植物大蒜、水稻、藻類和魚類的毒性效應，對1，2,4-TCB的毒性機制進行了探討。主要研究結論包括： 1．珠江入海口及河流江段水體中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。不同采樣時間，江水中CBs含量差異較大，除蕉門外，其余采樣點∑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．測定分析了珠江水系的西江(廣東段)上/中/下游4個位點采集水樣和水草樣，結果表明：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)對氯苯類有機物在水體環(huán)境中的行為動態(tài)進行了研究，結果表明，CBs在水生模擬系統(tǒng)中逐漸由水體轉移到生物體內(nèi)。植物水草對CBs有一定程度的吸收；河蜆對CBs有明顯的吸收積累；魚體對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)對水稻種子萌發(fā)、幼苗生長、水稻葉片葉綠素、蛋白質含量和脯氨酸、細胞膜通透性的影響。結果表明，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)出一定濃度一效應和時間一效應關系；水稻葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素及蛋白質含量均隨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對水稻幼苗的損傷是一個復雜的過程，其機理可能與1，2,4-FCB使植物細胞膜、細胞內(nèi)蛋白質和細

7、胞器結構和功能損傷有關。 5．以大蒜根尖分生細胞為材料研究1，2,4．三氯苯(1，2,4-TCB)對有絲分裂和對細胞染色體異常的誘變作用。結果表明：1，2,4-TCB能抑制大蒜根尖分生細胞進入分裂態(tài)，有絲分裂指數(shù)與1，2,4-TCB作用的劑量和時間之間呈現(xiàn)顯著的負相關；；1，2,4-TCB使有絲分裂前期細胞所占比例相對增加，中期、后期、末期細胞相對減少；與后期、末期相比，中期細胞的減幅更大；1，2,4-TCB誘發(fā)大蒜根尖分生細胞產(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、不等分裂等染色體異常。這些異常細胞率與1，2,4-TCB的處理濃度成正相關。在各種染色體異常中，核固縮異常居首位，且呈現(xiàn)濃度和時間依賴性。結果表明1，2,4-TCB對大蒜根尖分生細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對三種海洋微藻的生長均有一定的抑制作用，該效應表現(xiàn)出一定的濃度和時問依賴性；1，2,4-TCB處理4d后，三種海洋微

9、藻細胞蛋白質含量和葉綠素含量下降，呈現(xiàn)一定的濃度——效應關系，這表明1，2,4-TCB對三種海洋微藻產(chǎn)生毒害效應，其作用機制可能與藻類光合作用功能降低和蛋白質功能受損有關。 7．1，2,4-TCB對斜生柵藻的生長有一定的抑制作用，該效應表現(xiàn)出一定的濃度和時間依賴性；1，2,4-TCB處理4d后，斜生柵藻細胞蛋白質含量下降，葉綠素a，b和總葉綠素含量下降，尤其是葉綠素a含量下降最顯著，；膜結合酶SOD和POD活性降低；脂質過氧化

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

11、種細胞內(nèi)膜的結構均受到不同程度的損害。這表明高濃度1，2,4-TCB影響了藻細胞的超微結構。1，2,4-TCB對斜生柵藻細胞結構的毒性機制主要是破壞了其生物膜的結構。 9．1，2,4-TCB處理后，可導致斑馬魚胚胎發(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)。并可能導致胚胎發(fā)育停止，甚至死胎。1，2,4-TCB對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，對生物