本文關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液內(nèi)分泌干擾效應檢測方法的建立與應用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著垃圾滲濾液污染水體事件的不斷發(fā)生,垃圾滲濾液的生物毒性,特別是內(nèi)分泌干擾作用受到了學術(shù)界的廣泛關(guān)注。其中,研究較多的是垃圾滲濾液對生物體性腺軸(HPG軸)的干擾作用,主要包括雌激素效應及雄激素效應。然而,目前已建立的垃圾滲濾液雌/雄激素效應檢測方法主要利用的是化學分析或是體外生物實驗方法,這些方法都不能有效評估滲濾液對生物體所產(chǎn)生的綜合效應,并且容易產(chǎn)生假陰性的檢測結(jié)果,存在一定的缺陷與不足。因此,為了對垃圾滲濾液雌/雄激素效應檢測方法進行優(yōu)化改進,本研究聯(lián)合化學分析及體內(nèi)生物實驗構(gòu)建了垃圾滲濾液雌/雄激素效應的檢測方法,并在青島市某生活垃圾綜合處理廠中進行了應用研究。利用氣象色譜-質(zhì)譜技術(shù)(GC-MS)對滲濾液及其不同處理階段出水中的環(huán)境雌激素(EEs)進行了定量分析,并采用半靜態(tài)毒性試驗方法,以金魚(Carassius auratus)血漿卵黃原蛋白(Vtg)、血漿17β-雌二醇(E2)及睪酮(T)、血漿卵泡雌激素(FSH)及促黃體激素(LH)、性腺芳香化酶(P450arom)基因表達水平為指標,輔以金魚生殖相關(guān)指標(如性腺指數(shù)GSI、精巢谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶y-GTP及精巢組織學結(jié)構(gòu)),從分子水平、生化水平及組織水平構(gòu)建了垃圾滲濾液雌／雄激素效應檢測的技術(shù)方法,探討了垃圾滲濾液可能存在的雌／雄激素活性。此外,雖然在垃圾滲濾液中檢測到了多種類型的甲狀腺干擾物(TDCs),但垃圾滲濾液暴露是否會對活體生物產(chǎn)生甲狀腺干擾效應尚不清楚,缺乏相應的甲狀腺干擾效應檢測方法。因此,本研究在對垃圾滲濾液中常見TDCs進行定量檢測的基礎(chǔ)上,以血漿甲狀腺激素(甲狀腺素T4、三碘甲腺原氨酸T3)為主要指標,從中央調(diào)控水平(血漿促甲狀腺激素TSH)、外周調(diào)控水平(肝臟及性腺三種類型脫碘酶d1、d2、d3基因表達)、受體調(diào)控水平(性腺甲狀腺激素受體tra-1、trβ基因表達)三個層次構(gòu)建了垃圾滲濾液甲狀腺干擾效應的檢測方法并進行了應用研究。本文主要研究結(jié)果如下：(1)在2011年9月的研究中,0.5%滲濾液暴露能夠顯著誘導雄性金魚產(chǎn)生Vtg,并且降低雄性金魚GSI及性腺γ-GTP酶活力,表現(xiàn)出明顯的雌激素活性。利用GC-MS技術(shù)在滲濾液及其不同處理階段出水中共檢測到4-t-辛基酚(4-t-OP)、雙酚A(BPA)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二正丁酯(DnBP)及鄰苯二甲酸(2-乙基已基)酯(DEHP)5種類型的EEs,其最高濃度分別達到6153ng/L、 3642ng/L、2139ng/L、5900ng/L及9422n∥L�！澳ど锓磻�+碟式反滲透+曝氣沸石生物濾池”工藝對這5種EEs的去除效率均較高,平均可達87.2%以上,但在終處理排水中仍能夠檢測到明顯的雌激素活性,包括誘導雄魚產(chǎn)生Vtg,升高血漿E2含量,降低GSI及性腺y-GTP酶活力等,存在潛在的生態(tài)風險。利用雌激素當量(EEQ)對化學分析結(jié)果進行換算,發(fā)現(xiàn)滲濾液、終處理排水的雌激素活性均較低,分別為3.78ng/L及0.01ng/L,與體內(nèi)生物實驗結(jié)果不完全一致,表明滲濾液中可能還存在有其他類型的EEs。(2)在2013年5月的研究中,垃圾滲濾液表現(xiàn)出顯著的雄激素活性,包括降低卵黃生成期雌魚血漿Vtg含量,升高雌魚血漿T、LH含量,降低雌魚血漿E2、FSH含量,并顯著下調(diào)了性腺P450arom基因表達量及GSI。滲濾液處理組雄性金魚也觀察到了類似的雄激素效應,并且出現(xiàn)了精巢間質(zhì)細胞增生的現(xiàn)象。垃圾滲濾液來源的變化可能是其內(nèi)分泌干擾效應不同的主要原因。(3)0.5%滲濾液暴露能夠?qū)痿~產(chǎn)生甲狀腺干擾效應,其作用效果類似于甲狀腺機能亢進,包括升高血漿T3、TSH水平,升高肝臟及性腺脫碘酶d2基因表達水平,升高性腺甲狀腺激素受體tra-1基因表達水平等,這是垃圾滲濾液甲狀腺干擾效應的首次報道。與此同時,在滲濾液中檢測到了BPA、4-t-OP、DnBP、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)及DEHP 5中類型的TDCs,其平均濃度均低于單獨暴露時的效應濃度,但卻產(chǎn)生了顯著的甲狀腺干擾效應,表明滲濾液中可能還存在著尚未檢測到的TDCs。另外,本文將雄性金魚與雌性金魚各生物指標的變化情況進行了比較,發(fā)現(xiàn)雌性金魚對滲濾液甲狀腺干擾效應更加敏感,可能是更為適合的甲狀腺干擾效應檢測生物。綜上所述,相比單一的化學或生物檢測方法,化學分析技術(shù)聯(lián)合體內(nèi)生物實驗的檢測方法既可以闡明EDCs的種類,又可以從多個生物學層次獲得客觀綜合的內(nèi)分泌干擾效應檢測結(jié)果,避免了假陰性結(jié)果的產(chǎn)生,是進行以垃圾滲濾液為代表的復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應檢測的有效手段。結(jié)合以上的研究結(jié)果,本文進一步提出了復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應篩選程序,以期為復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應的檢測與污染控制提供有益的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：垃圾滲濾液 內(nèi)分泌干擾效應 檢測方法 化學分析 體內(nèi)生物實驗
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X832
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 0 前言13-16
• 1 垃圾滲濾液內(nèi)分泌干擾效應檢測方法研究進展16-42
• 1.1 內(nèi)分泌干擾物與內(nèi)分泌干擾物篩選程序16-29
• 1.1.1 國際組織推薦的內(nèi)分泌干擾物篩選程序16-20
• 1.1.2 國際組織公布的內(nèi)分泌干擾物清單20-29
• 1.2 垃圾滲濾液內(nèi)分泌干擾效應檢測方法研究進展29-39
• 1.2.1 垃圾滲濾液中常見內(nèi)分泌干擾物的種類、來源及檢出濃度29-33
• 1.2.2 垃圾滲濾液內(nèi)分泌干擾效應檢測方法研究進展33-36
• 1.2.3 污水處理工藝對內(nèi)分泌干擾物的去除效率研究36-39
• 1.3 研究展望39-40
• 1.3.1 垃圾滲濾液內(nèi)內(nèi)分泌干擾物的系統(tǒng)篩查39-40
• 1.3.2 垃圾滲濾液處理工藝的優(yōu)化改進40
• 1.3.3 復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應篩選程序的建立40
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線40-42
• 2 垃圾滲濾液雌激素效應檢測方法的建立與應用研究42-58
• 2.1 材料與方法43-50
• 2.1.1 實驗地選擇43-44
• 2.1.2 主要儀器及藥品44-45
• 2.1.3 化學分析45-47
• 2.1.4 體內(nèi)生物實驗47-49
• 2.1.5 數(shù)據(jù)處理49-50
• 2.2 實驗結(jié)果與分析50-52
• 2.2.1 滲濾液及其不同處理階段出水中的EEs化學分析結(jié)果50
• 2.2.2 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚血漿Vtg的誘導作用50-51
• 2.2.3 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚血漿性激素含量的影響51-52
• 2.2.4 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚精巢γ-GTP酶活及GSI的影響52
• 2.3 討論52-57
• 2.4 本章小結(jié)57-58
• 3 垃圾滲濾液雄激素效應檢測方法的建立與應用研究58-72
• 3.1 材料與方法59-62
• 3.1.1 實驗地選擇59
• 3.1.2 主要儀器及藥品59-60
• 3.1.3 體內(nèi)生物實驗60-62
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理62
• 3.2 實驗結(jié)果與分析62-67
• 3.2.1 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚血漿Vtg含量的影響62-63
• 3.2.2 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚血漿性激素(E_2、T)水平的影響63-64
• 3.2.3 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚血漿促性腺激素含量的影響64-65
• 3.2.4 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚性腺P450arom基因表達的影響65
• 3.2.5 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚GSI的影響65-66
• 3.2.6 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚精巢組織學結(jié)構(gòu)的影響66-67
• 3.3 討論67-71
• 3.4 本章小結(jié)71-72
• 4 垃圾滲濾液甲狀腺干擾效應檢測方法的建立與應用研究72-92
• 4.1 材料與方法73-78
• 4.1.1 實驗地選擇73
• 4.1.2 主要儀器及藥品73
• 4.1.3 化學分析73-77
• 4.1.4 體內(nèi)生物實驗77
• 4.1.5 數(shù)據(jù)處理77-78
• 4.2 實驗結(jié)果與分析78-86
• 4.2.1 滲濾液及其不同處理階段出水中的TDCs化學分析結(jié)果78
• 4.2.2 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚血漿T_3、T_4及T_3/T_4比值的影響78-79
• 4.2.3 滲濾液及其不同處理階段出水對雌魚血漿T_3、T_4及T_3/T_4比值的影響79-80
• 4.2.4 滲濾液及其不同處理階段出水對金魚血漿TSH含量的影響80-81
• 4.2.5 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚肝臟d1、d2、d3基因表達的影響81-82
• 4.2.6 滲濾液及其不同處理階段出水對雌魚肝臟d1、d2、d3基因表達的影響82-83
• 4.2.7 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚性腺d1、d2、d3基因表達的影響83-84
• 4.2.8 滲濾液及其不同處理階段處水對雌魚性腺d1、d2、d3基因表達的影響84-85
• 4.2.9 滲濾液及其不同處理階段出水對雄魚性腺trα-1、trβ基因表達的影響85
• 4.2.10 滲濾液及其不同處理階段出水對雌魚性腺trα-1、trβ基因表達的影響85-86
• 4.3 討論86-91
• 4.4 本章小結(jié)91-92
• 5 研究結(jié)論、創(chuàng)新點與復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應篩選程序92-96
• 5.1 研究結(jié)論與創(chuàng)新點92-94
• 5.1.1 研究結(jié)論92-93
• 5.1.2 創(chuàng)新點93-94
• 5.2 以滲濾液為代表的復合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應篩選程序94-96
• 參考文獻96-116
• 縮略詞表116-118
• 致謝118-119
• 個人簡歷119-120
• 發(fā)表的學術(shù)論文120

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本文編號：254698