發(fā)布時(shí)間：2017-05-14 16:22

  本文關(guān)鍵詞：長江及東江流域水體與沉積物的離體生物毒性效應(yīng)及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾十年來,大量人工合成化學(xué)品被用來生產(chǎn)和加工各類藥物和個(gè)人護(hù)理品。這些化學(xué)品大都不易分解、易擴(kuò)散、易通過食物鏈傳遞和富集、具有“三致”毒害效應(yīng),能造成生物體代謝紊亂與生態(tài)污染,甚至導(dǎo)致種群以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞乃至崩潰。面對種類繁多且數(shù)目仍在持續(xù)增加的此類污染物,生物毒性表征是綜合反映環(huán)境介質(zhì)污染程度的有效方法之一。流域環(huán)境是人類賴以生存的源泉,也是眾多點(diǎn)源及面源污染的最終受納環(huán)境。相較于西方國家,我國人口基數(shù)大、經(jīng)濟(jì)增長迅猛,每年向環(huán)境中排放的污染物的種類和量也隨之居高不下,而南方地區(qū)是我國當(dāng)前人口密度最大、人地矛盾突出的敏感區(qū)域,兩大水系——長江和珠江水系都分布在近六億人口居住的該密集區(qū),其水環(huán)境質(zhì)量與人們的健康及生活狀況密切相關(guān)。已有研究表明我國部分河流受到外源污染物,特別是內(nèi)分泌干擾物的嚴(yán)重污染,但此類研究多集中在受生活污水和工業(yè)污水影響的支流河涌,我國大型流域如長江和東江流域地表水和沉積物還缺乏系統(tǒng)的毒性特征分析。綜上所述,有必要結(jié)合污染物化學(xué)分析和生物毒性檢測,對我國典型流域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合分析和評估。為此,本文選擇長江和東江流域地表水及沉積物為研究對象,以環(huán)境激素效應(yīng)和遺傳毒性效應(yīng)為評價(jià)指標(biāo),通過離體生物測試從廣度上調(diào)查和評估流域環(huán)境污染現(xiàn)狀,采用效應(yīng)導(dǎo)向分析從深度上探索生物毒害效應(yīng)的關(guān)鍵致毒因子,并結(jié)合污染物化學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估。主要研究結(jié)果如下:(1)長江和東江流域地表水和沉積物豐水期和枯水期的環(huán)境激素效應(yīng)分析結(jié)果表明:長江流域雌激素效應(yīng)污染最為普遍,在地表水和沉積物中檢出率均超過50%,地表水和沉積物的最高濃度分別為2.05 ng/L雌二醇當(dāng)量濃度(EEQ)和0.43 ng EEQ/g。雄激素效應(yīng)、抗雌激素效應(yīng)和抗雄激素效應(yīng)在地表水和沉積物中的檢出率均低于雌激素效應(yīng),從總檢出率來看:抗雄激素效應(yīng)雄激素效應(yīng)≈抗雌激素效應(yīng),三種激素效應(yīng)在地表水中最大檢出濃度分別為144μg/L他莫西芬當(dāng)量濃度(FEQ)、37.9 ng/L二氫睪酮當(dāng)量濃度(DEQ)和103μg/L氟他胺當(dāng)量濃度(TEQ),在沉積物中分別為53.6μg FEQ/g、12.0 ng DEQ/g和51.5μg TEQ/g。環(huán)境激素效應(yīng)的濃度分布在地表水中均呈現(xiàn)季節(jié)性的差異,雌激素效應(yīng)的區(qū)域性高值點(diǎn)位分布在武漢段、鄱陽湖口和蕪湖-南京段,其它三種激素效應(yīng)沒有明顯的高污染區(qū)域。相關(guān)性分析表明,四種環(huán)境激素效應(yīng)污染特征與人口規(guī)模、有機(jī)質(zhì)、氨氮含量等呈現(xiàn)一定相關(guān)性,說明環(huán)境激素效應(yīng)與人類活動(dòng)排放密切相關(guān)。風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果表明,雌激素效應(yīng)僅在鄱陽湖口點(diǎn)位具有高風(fēng)險(xiǎn),其它區(qū)域?yàn)橹械蕊L(fēng)險(xiǎn),雄激素效應(yīng)無高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。東江流域結(jié)果同樣顯示雌激素效應(yīng)污染最為顯著,在地表水和沉積物中檢出率均超過65%,地表水和沉積物的效應(yīng)濃度范圍分別為ND-136 ng EEQ/L和ND-8.23 ng EEQ/g,抗雄激素效應(yīng)的檢出率次之�？剐奂に匦�(yīng)、雄激素效應(yīng)和抗雌激素效應(yīng)在地表水中平均檢出濃度分別為140μg FEQ/L、2.87 ng DEQ/L和11.8μg TEQ/L,在沉積物中分別為48.8μg FEQ/g、ND和17.4μg TEQ/g。環(huán)境激素效應(yīng)的濃度在地表水和沉積物中呈現(xiàn)一定的季節(jié)性差異和河流分布差異,東江支流石馬河和淡水河的總體污染水平較為嚴(yán)重,多數(shù)點(diǎn)位處于雌激素效應(yīng)高風(fēng)險(xiǎn)水平。(2)通過重組酵母-雌激素效應(yīng)試驗(yàn)和效應(yīng)導(dǎo)向分析,結(jié)合目標(biāo)化合物的定量和未知化合物的定性分析,對東江流域下游的雌激素主要貢獻(xiàn)化合物展開調(diào)查分析。結(jié)果表明,枯水期地表水,多數(shù)點(diǎn)位的雌激素效應(yīng)強(qiáng)于豐水期,東江支流石馬河和淡水河多數(shù)點(diǎn)位處于高污染風(fēng)險(xiǎn)水平,而東江支流西枝江和東江干流風(fēng)險(xiǎn)較低�？菟诘乇硭湍懼瓨悠返腍PLC餾分中具有雌激素活性的物質(zhì)多為極性或中等極性組分。七種常見的雌激素化合物(雌二醇、雌酮、雙酚A、乙炔雌酮、已烯雌酚、壬基酚和辛基酚)的效應(yīng)貢獻(xiàn)只占一部分,而地表水中的多環(huán)芳烴、酚類以及萘酚、吲哚、苯甲醛、苯并呋喃及其代謝物等多類物質(zhì)都可能具有雌激素活性,并能在生物體內(nèi)(如魚膽汁)富集和轉(zhuǎn)化,對水生生物產(chǎn)生毒理效應(yīng)。(3)篩選和純化了SOS/umu活性菌種,針對不同階段需要的培養(yǎng)或反應(yīng)時(shí)間以及混合物質(zhì)的比例進(jìn)行比較,確定了合適的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的劑量關(guān)系曲線。此外,運(yùn)用IR值和毒性當(dāng)量濃度兩種表征方式分析了東江流域兩季地表水和沉積物樣品中的直接遺傳毒性效應(yīng)。IR值分析結(jié)果表明,地表水中僅枯水期有一個(gè)檢出陽性,總體檢出率為3.6%,多數(shù)點(diǎn)位的IR值在1.0左右。沉積物總檢出率(15%)高于地表水,其中,豐水期的檢出率(25%)比枯水期高出5倍。沉積物兩季IR值最高點(diǎn)位均位于觀瀾鎮(zhèn)(S9),可見該處的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于其它地區(qū)。當(dāng)量濃度分析除檢出以上結(jié)果外,還可檢出部分弱效應(yīng)的點(diǎn)位,地表水和沉積物的濃度分布分別為ND-0.55μg/L NEQ(4-NQO當(dāng)量濃度)和ND-0.84μg NEQ/g。研究結(jié)果進(jìn)一步表明,化工企業(yè)周邊環(huán)境和未經(jīng)妥善治理的地表水和沉積物中容易檢出遺傳毒性,需引起足夠的重視,及時(shí)采取有效的防治措施。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)分泌干擾物 環(huán)境激素效應(yīng) 遺傳毒性效應(yīng) 效應(yīng)導(dǎo)向分析 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52;X826
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-18
• 中英文對照及縮略表18-20
• 第一章 緒論20-40
• 第一節(jié) 生物毒性效應(yīng)20-23
• 一、污染物毒性效應(yīng)介紹20-22
• 二、活體生物測試22-23
• 三、離體生物測試23
• 第二節(jié) 環(huán)境激素效應(yīng)23-29
• 一、環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾物23-26
• 二、環(huán)境激素效應(yīng)26-27
• 三、生物測試27-28
• 四、研究應(yīng)用28-29
• 第三節(jié) 遺傳毒性效應(yīng)29-32
• 一、環(huán)境中的遺傳毒性物質(zhì)29
• 二、遺傳毒性效應(yīng)29-30
• 三、檢測及應(yīng)用30-32
• 第四節(jié) 生物效應(yīng)導(dǎo)向分析32-35
• 一、分析原理32
• 二、研究步驟32-33
• 三、應(yīng)用及發(fā)展33-35
• 第五節(jié) 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)35-37
• 一、發(fā)展歷程35-36
• 二、表征及應(yīng)用36-37
• 第六節(jié) 研究意義、思路和內(nèi)容37-40
• 一、研究意義37-38
• 二、研究思路和內(nèi)容38-40
• 第二章 研究區(qū)域與實(shí)驗(yàn)方法40-58
• 第一節(jié) 研究區(qū)域介紹40-43
• 一、長江流域40-42
• 二、東江流域42-43
• 第二節(jié) 環(huán)境樣品的采集和前處理43-45
• 一、樣品的采集43-44
• 二、樣品前處理44-45
• 第三節(jié) 重組基因酵母測試方法45-49
• 一、儀器設(shè)備及試劑45-46
• 二、實(shí)驗(yàn)步驟46-47
• 三、數(shù)據(jù)分析47-49
• 第四節(jié) SOS/umu試驗(yàn)方法49-52
• 一、儀器設(shè)備及試劑配制49-50
• 二、實(shí)驗(yàn)步驟50-51
• 三、數(shù)據(jù)分析51-52
• 第五節(jié) 效應(yīng)導(dǎo)向分析52-53
• 一、主要儀器和耗材52
• 二、分餾及鑒別52-53
• 第六節(jié) 化學(xué)分析及質(zhì)量控制53-58
• 一、常規(guī)指標(biāo)分析53-56
• 二、雌激素化合物分析56-57
• 三、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制體系57-58
• 第三章 南方典型流域地表水和沉積物環(huán)境激素效應(yīng)及其風(fēng)險(xiǎn)評估58-76
• 第一節(jié) 長江流域環(huán)境激素效應(yīng)及風(fēng)險(xiǎn)評估58-64
• 一、四種激素效應(yīng)的季節(jié)分布特征58-60
• 二、四種激素效應(yīng)的空間分布特征60-62
• 三、影響因素相關(guān)性分析62-63
• 四、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)63-64
• 第二節(jié) 東江流域環(huán)境激素效應(yīng)及風(fēng)險(xiǎn)評估64-71
• 一、四種激素效應(yīng)的季節(jié)分布特征64-67
• 二、四種激素效應(yīng)的流域分布特征67-70
• 三、激素效應(yīng)與部分雌激素化合物的相關(guān)性分析70
• 四、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)70-71
• 第三節(jié) 討論71-75
• 一、與其它地區(qū)的比較71-74
• 二、流域污染差異分析74-75
• 第四節(jié) 小結(jié)75-76
• 第四章 東江流域環(huán)境雌激素效應(yīng)導(dǎo)向分析76-88
• 第一節(jié) 原樣的雌激素效應(yīng)分析76-79
• 第二節(jié) 餾分的雌激素效應(yīng)分析79-80
• 第三節(jié) 化合物的檢測分析80-86
• 一、原樣中目標(biāo)化合物的污染分布80-82
• 二、餾分中目標(biāo)化合物的檢出情況82-83
• 三、餾分中未知化合物的性質(zhì)特征83-86
• 第四節(jié) 討論86-87
• 第五節(jié) 小結(jié)87-88
• 第五章 東江流域地表水和沉積物遺傳毒性評估88-94
• 第一節(jié) SOS/umu測試方法改進(jìn)88-90
• 第二節(jié) 東江流域地表水及沉積物遺傳毒性評估90-92
• 一、誘導(dǎo)率分析90-91
• 二、當(dāng)量濃度分布91-92
• 第三節(jié) 討論92-93
• 第四節(jié) 小結(jié)93-94
• 第六章 全文結(jié)論、創(chuàng)新之處及研究展望94-96
• 第一節(jié) 主要結(jié)論94
• 第二節(jié) 創(chuàng)新之處94-95
• 第三節(jié) 研究展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-114
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果114-115

  本文關(guān)鍵詞：長江及東江流域水體與沉積物的離體生物毒性效應(yīng)及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：365674