紫外/二氯异氰尿酸盐体系对水中抗病毒药物降解路径及降解产物毒性分析

紫外/二氯异氰尿酸盐体系(UV/NaDCC)是一种新兴的高级氧化工艺,通过产生羟基自由基(·OH)和含氯自由基(Cl·,ClO·和Cl_(2)·^(−))等活性物质降解水中持久性有机污染物.莫诺拉韦和巴瑞替尼是用于治疗新冠肺炎等的抗病毒类药物,大量生产和使用导致其通过各环境介质排放进入天然水体,威胁水环境和水质安全.因此,迫切需要探索高效绿色降解莫诺拉韦和巴瑞替尼的新技术.本研究采用密度泛函理论,通过福井函数、简缩双描述符预测了UV/NaDCC体系中莫诺拉韦和巴瑞替尼易发生反应的位点及其降解路径;通过ECOSAR和T.E.S.T程序预测降解产物毒性变化.结果表明,莫诺拉韦中O21、N20及巴瑞替尼中C20、C21更易受到UV/NaDCC产生的含氯自由基和·OH攻击.ECOSAR预测结果显示,部分降解产物表现出比母体物质更高的毒性水平,因此在UV/NaDCC实际应用于抗病毒药物的降解中应关注有毒中间产物的去除.T.E.S.T预测结果表明,多数降解产物生物蓄积性和发育毒性均有所降低.研究成果对UV/NaDCC高级氧化技术对水中抗病毒药物的无害化去除机制和实际应用提供理论依据.

溶液pH对高锰酸钾降解四环素动力学、产物和生物毒性的影响

四环素(TC)是一种典型的酸碱两性化合物,其在水中的赋存形态受溶液pH影响.为探究TC降解路径和溶液毒性是否会随pH产生规律性变化,本研究考察了KMnO4氧化过程中,溶液pH(2、6、9和11)对TC降解动力学、降解产物和溶液毒性的影响规律及机制.结果表明,TC在KMnO4体系中的反应符合二级反应动力学模型,速率常数(kapp)为7.92 mol·L^(-1)·s^(-1)(pH=6)—37.74 mol·L^(-1)·s^(-1)(pH=11);使用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)对经KMnO4处理后TC的降解产物进行定性分析,共有6种降解产物被检出,溶液pH为2、6、9和11时,分别有3、3、3和5种降解产物,表现出显著的pH依赖性.采用费氏弧菌、活性污泥细菌和斜生栅藻对氧化处理后的TC溶液进行毒性评价,发现部分降解产物具有比母体更强的生物毒性,ECOSAR模拟毒性数值也能佐证.

官厅水库水中莠去津及其降解产物残留的分析

官厅水库拟成为北京市饮用水源,水中的内分泌干扰剂物质也成为重要的监测对象。实验采用MCX固相萃取小柱富集,高效液相色谱法分离,质谱选择离子模式鉴定方法可以同时测定水中痕量除草剂莠去津及其降解产物残留量,检出限可以达到0.02～0.06μg L,已在北京官厅水库水中检测出莠去津有毒降解产物的残留。其质量浓度在0.155～11.4μg L,总量在5.97kg(不包括底泥在内)。

土壤中莠去津及其降解产物的提取及高效液相色谱-质谱分析

建立了高效液相色谱 质谱联用(HPLC MS)选择离子检测(SIM)分析环境土样中的痕量莠去津及其降解产物脱乙基莠去津(deethylatrazine,DEA)、脱异丙基莠去津(deisopropylatrazine,DIA)、羟基化莠去津(HA)的方法。土样用双蒸水超声提取,然后用WatersOasisMCX固相萃取小柱富集纯化土样提取液,测得莠去津及其降解物在不同加标浓度(4 5～120ng/g)下的回收率为:莠去津40 4%～82 0%,DEA60 6%～86 5%,DIA69 2%～86 1%,HA30 1%～80 3%。应用源内离子碰撞诱导解离技术能够观察母体和其特征碎片离子的情况,判断被分析物是否存在,增加了实验结果的可靠性。对某农药厂附近农田的表层土中的莠去津和其降解产物进行定性分析,验证了环境土样中痕量降解产物的存在。

阿散酸及其降解产物对鱼和蚯蚓的遗传毒性

为了全面评价有机胂制剂阿散酸对水生生物和土壤生物的遗传毒性效应,文章分别以红鲤鱼和赤子爱胜蚓为生物材料,采用单细胞凝胶电泳技术从细胞水平上研究了阿散酸降解前后对鲤鱼肾细胞和蚯蚓体腔细胞DNA的损伤。鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验结果表明,阿散酸降解之前和降解的第4周阿散酸对鲤鱼肾细胞DNA有显著损伤,表现出明显的遗传毒性作用,但第二周却不引起鲤鱼肾细胞DNA的任何损伤。蚯蚓体腔细胞单细胞凝胶电泳试验结果表明,阿散酸降解之前不能诱导蚯蚓体腔细胞DNA的明显损伤,不表现遗传毒性效应,与对照组相比没有显著性差异(P>0.05);但阿散酸降解开始后,各浓度的降解混合物体系都能引起蚯蚓体腔细胞DNA的明显损伤,表现出较强的遗传毒性作用。

SS6菌对菲的降解和发光菌对菲及其降解产物毒性的反应

研究了海洋微生物SS6在无机盐培养基中对多环芳烃菲的降解和解毒作用和发光细菌对菲及其降解产物毒性的反应.结果表明:SS6菌能利用菲作为唯一的碳源和能源生长;培养液中有酸性代谢产物产生,并且形成积累;发光细菌毒性测试技术可以有效地检测菲及其微生物降解中间产物的相对毒性;母体菲的毒性远大于其水杨酸代谢途径的中间产物水杨酸和儿茶酚及邻苯二甲酸代谢途径的中间产物邻苯二甲酸毒性,并且邻苯二甲酸代谢途径的解毒效果优于水杨酸代谢途径;菲降解过程中培养液萃取物的毒性逐渐降低,但上清液的毒性先出现下降后又呈增大趋势;含菲培养液的毒性变化是培养液中存在的中间产物和其它组成成分及pH值变化的综合结果.

白首乌C_(21)甾总苷及其醋酸降解产物的急性毒性试验研究

目的比较白首乌C21甾总苷及其醋酸降解产物对小鼠急性毒性的影响。方法分别以1∶0.8等比稀释法配制等比浓度白首乌C21甾总苷组及白首乌总苷醋酸降解产物组的给药剂量,一次性腹腔给药,观察小鼠的死亡率,采用改良寇氏法计算半数致死量（LD50）。结果白首乌C21甾总苷的LD50值为721.2675mg.kg-1,95%的可信限为595.464~847.071mg.kg-1;白首乌总苷醋酸降解产物的LD50值为984.0087mg.kg-1,95%的可信限为833.8096~1134.2078mg.kg-1。结论白首乌总苷醋酸降解产物的LD50值升高,说明醋酸水解降低了白首乌C21甾总苷的毒性,为进一步研究白首乌C21甾总苷的增效减毒作用有显著意义。

·OH自由基介导2,4-二氯酚光降解机理及产物毒性变化特征的理论研究

由于2,4-二氯酚(2,4-dichlorophenol,简称2,4-DCP)具有"三致"作用及潜在的生态风险,其光化学降解机理及产物的生态毒理效应目前成为人们关注的焦点。本研究采用理论化学计算手段,系统阐明了2,4-DCP在水环境中·OH介导的间接光化学转化机理、动力学和转化产物的生态毒性变化特征。结果表明2,4-DCP很容易被·OH氧化降解,其降解主要通过·OH-加成和H-迁移路径进行。在低温条件下·OH-加成路径将占主导,主要形成4,6-二氯苯-1,3-二酚;而当温度超过313 K时,·OH提取酚羟基上的氢原子为主要降解途径,主要形成2-氯苯-对苯醌。尤其在活性物种浓度较低的高温环境中,H-迁移路径有可能生成二噁英。计算毒理学结果表明:H-迁移产物的水生毒性超过·OH-加成产物,甚至超出母体2,4-DCP一个毒性等级。因此,我们建议在以后的环境监测以及风险评估过程中,关注2,4-DCP及其转化产物特别是H-迁移路径的转化产物的生态毒理学问题。

γ辐照后乳酸左氧氟沙星的降解及其产物毒性评估

乳酸左氧氟沙星属于喹诺酮类抗生素，由于能抑制大量革兰氏阳性和阴性菌而被广泛使用。大量研究表明抗生素的使用能诱导病原菌产生耐药性，长期低浓度抗生素的存在对微生物群落有一定的影响，并且可通过食物链对高级生物发生作用，从而破坏生态平衡。目前主要有光降解、化学降解和生物降解，但是降解效率低、效果差并可能会再次污染；辐照技术是一种新兴的高级氧化技术，不需要加入任何化学试剂，也无二次污染、效率高、降解彻底，具有重要的应用前景。

游离棉酚降解产物四甲氧基棉酚致小鼠精子畸形效应的生殖毒性研究

目的研究游离棉酚降解产物四甲氧基棉酚的生殖毒性。方法采用小鼠精子畸变实验,将60只小鼠随机分为5组,空白组(40mg/kg,超纯水)、阳性对照组(40mg/kg,环磷酰胺)、四甲氧基棉酚的高(180mg/kg)、中(90mg/kg)和低(45mg/kg)剂量组,每组小鼠灌胃体积(20mL/kg体质量),每天1次,连续给药5d。取小鼠副睾制成精子涂片观察和计算各组小鼠精子畸形率。结果与正常小鼠精子相比,四甲氧基棉酚可导致小鼠精子形成香蕉型、胖头型和双尾型畸形类型。与空白组相比,阳性对照组小鼠精子畸形率为(8.20±0.31)%,四甲氧基棉酚高剂量组小鼠精子畸形率为(4.40±0.51)%、中剂量组小鼠精子畸形率为(3.00±0.33)%、低剂量组小鼠精子畸形率为(1.80±0.44)%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论游离棉酚降解产物四甲氧基棉酚可导致小鼠精子畸形,具有生殖毒性。

七氟醚在钠石灰中的降解产物及其毒性

七氟醚经过钠石灰中产生5种降解产物,其中P_1浓度最高且具有潜在毒性。影响P_1浓度的因素包括钠石灰的成分及含量、钠石灰的温度和湿度、七氟醚浓度、麻醉回路的选择。临床七氟醚低流量半紧闭式及紧闭式麻醉均未发现肝肾功能损害。七氟醚用于紧闭式麻醉是安全的。

金霉素及其异构体降解产物对斜生栅藻的毒性效应研究

为探索水体中四环素类抗生素异构体降解产物的毒性效应,选取金霉素及其异构体降解产物为目标化合物,斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,结合藻类生理指标探讨金霉素及其异构体降解产物的毒性效应。研究结果表明,在斜生栅藻藻液中,金霉素主要的异构体降解产物为异金霉素及异差向金霉素。暴露72 h后,金霉素及其异构体降解产物处理组的藻细胞形态发生了明显的质壁分离,且细胞通透性均显著增大。但是,金霉素母体药物与不同异构体降解产物对斜生栅藻的毒性效应表现出了明显的差异。金霉素母体药物处理组的斜生栅藻细胞中可溶性蛋白质和叶绿素a浓度降低得更为显著,且氧化损伤更为严重。金霉素母体药物与其异构体降解产物虽然具有相似的化学结构,但取代基空间构象的不同会导致药物与藻细胞中的可溶性蛋白质的结合位点不同,因而对藻细胞产生不同的毒性效应。探究金霉素及其异构体降解产物对水生环境产生的毒性效应,有望为全面认识四环素类抗生素的生态环境风险提供新的依据。

铁活化过硫酸盐降解抗生素的动力学、降解产物和毒性评估

近年来,我国城市地下水中多种抗生素已被广泛检出,对生态环境和人类健康都会产生一定风险。以磺胺甲噁唑、磺胺二甲嘧啶、左氧氟沙星、环丙沙星和罗红霉素5种抗生素为研究对象,采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap)测定了上述5种抗生素混合污染物在Fe^(2+)/过硫酸盐高级氧化反应体系中的降解动力学,鉴别其降解产物,推测了降解路径,并利用ECOSAR模型对母体化合物以及降解产物的生态毒性进行了评估。结果表明,Fe^(2+)活化过硫酸钠体系在3360 min内可以实现抗生素的高效去除。5种抗生素降解速率常数呈现磺胺二甲嘧啶>左氧氟沙星>环丙沙星>磺胺甲噁唑>罗红霉素的趋势。5种抗生素共鉴定出33种可能存在的降解产物,降解产物峰面积随时间一般呈现先上升后下降的趋势,其中一些降解产物可能比母体具有更强的生态毒性。本研究表明高级氧化反应体系中,除了需要关注母体化合物的降解,还需关注毒性降解产物的变化,以降低地下水中抗生素的生态毒性影响。

蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的环境生物毒性

为明确蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及母体和降解产物对环境生物的毒性,采用超高效液相色谱-质谱（UPLC-TQD）联用法分析了蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解产物,同时参照＂化学农药环境安全评价试验准则＂方法,分别测定了烟嘧磺隆和主要降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶对斑马鱼、大型溞和斜生栅列藻3种水生生物的急性毒性。结果表明：经蜡状芽孢杆菌降解后,共检测到4种烟嘧磺隆的降解产物,分别为2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶（Ⅰ）、2-[N-（氨基甲基）氨磺酰基]-N,N-二甲基烟酰胺（Ⅱ）、2-[1-（4,6-二甲氧基嘧啶-2-基）脲基]-N,N-二甲基烟酰胺（Ⅲ）和N-（4,6-二甲氧基嘧啶-2-氨基甲酰基）-1-（甲基亚氨基）甲磺酰胺（Ⅳ）,其中2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶（Ⅰ）为主要降解产物,由此推测蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解主要是通过使其磺酰脲桥上C—N键、C—S键以及吡啶环断裂而实现的。毒性测定结果显示：烟嘧磺隆及主要降解产物Ⅰ对斑马鱼的96 h-LC50值分别为16.95和〉100.0 mg/L,其急性毒性等级均为＂低毒＂;两者对斜生栅列藻的72 h-ErC50值分别为8.070和142.7 mg/L,均为＂低毒＂;对大型溞的48 h-EC50值分别为9.190和51.95 mg/L,分别为＂中毒＂和＂低毒＂。研究表明,烟嘧磺隆经蜡状芽孢杆菌降解后,其主要降解产物对3种水生生物的毒性均明显降低。

细菌M19降解黄曲霉毒素B 1降解产物的毒性分析

黄曲霉毒素B 1(AFB 1)具有极强的毒性,致癌性和致突变性,对人类健康造成严重威胁。本研究基于实验室筛选保藏的AFB 1降解菌M19产生的AFB 1降解酶(PADE),采用致突变性实验(Ames实验)和HepG2细胞的细胞毒性实验对AFB 1降解后的毒性进行分析。研究发现,AFB 1经PADE降解后对鼠伤寒沙门氏菌TA98、TA100的回复突变数明显大于AFB 1对这些菌株的回变菌落数,与自发突变无明显差异,降解3 d后,其降解产物已表现出致突变阴性结果;与未处理细胞组相比,AFB 1降解产物作用于细胞的存活率均达到83%以上。结果表明,AFB 1经PADE降解后,其致突变性和细胞毒性均明显降低。

玉米中赭曲霉毒素A的辐照降解及辐解产物的毒性评价

目的:评价γ射线对赭曲霉毒素A降解的影响和辐射分解产物的特性。方法:对甲醇水溶液中的赭曲霉毒素A(OTA)进行^(60)Coγ-射线辐照处理。结果:γ射线能有效地降解水溶液中的OTA,并可以检测出4种主要的辐解产物。在4 kGy的辐照剂量下,OTA(200 ng/mL)的辐照降解效率可达90%。一种辐解产物毒性低于OTA,其余产物均无毒性记录。OTA可影响小鼠的生长状态,如体重增加和食物利用率,OTA的辐射降解产物大多不产生影响。本研究中,OTA可破坏小鼠血小板和淋巴细胞,增加小鼠血清AST、GLU、BUN,降低LDH。小鼠的某些内脏可被OTA破坏,如肝、肾、肺等,但OTA辐解产物对所有脏器均无影响。结论:OTA对小鼠有毒性作用,OTA降解的辐解产物无明显毒性作用。

对二甲苯降解产物对海洋双壳类的急性毒性

为评价微藻降解海水中对二甲苯(PX)的生物安全性,测定了PX降解生成的3种中间产物(对甲基苯甲酸、对甲基苯甲醇和对甲酚)对2种海洋双壳类(菲律宾蛤仔、文蛤)的半致死浓度(LC50),并计算相应的安全浓度.根据国际海事组织(IMO)“海洋环境保护专家组(GESAMP)提出的化学品危害评估程序判断,对甲基苯甲醇(96h LC50=305.67和560.34mg/L)和对甲基苯甲酸(96h LC50>340mg/L)对2种双壳类的急性毒性等级均为“实际无毒”;对甲酚对菲律宾蛤仔、文蛤分别具有“低毒”和“无毒”(96h LC50=77.95和1271.74mg/L).对甲酚对菲律宾蛤仔的毒性高于文蛤,可能与其在蛤仔体内易于蓄积有关.总体上看,与母体化合物PX(96h LC50>162mg/L)相比,这些中间产物对双壳类的毒性较低,而毒性稍高的对甲酚仅在PX生物降解开始后的短时间内(2~4d)存在,因此,利用微藻降解PX对海洋双壳类具有较好的安全性.对甲基苯甲醇、对甲酚对双壳类的安全浓度分别为70.42和12.10mg/L;但是,对甲基苯甲酸的安全浓度无需给出,因为海水中该化学品的浓度等于其溶解度时,96h内未见双壳类死亡.为全面评价基于微藻的PX污染海域修复技术的生物安全性,今后应加强中间产物对海洋鱼类、甲壳类的毒性研究.

多环芳烃光动力降解产物的细胞毒性检验

对多环芳烃的光动力降解产物进行细胞毒性评价,将8种多环芳烃(菲、蒽、萘、■、荧蒽、苯并[a]芘、苯并[k]荧蒽和苯并[a]蒽)水溶液分为对照组和光动力试验组,分别与小鼠成纤维细胞L929细胞系共培养一段时间,通过倒置显微镜观察细胞形态的变化,磺酰罗丹明B试验计算细胞存活率,根据细胞核染色和Annexin V-FITC/PI染色配合流式细胞仪分析细胞凋亡情况来综合评价多环芳烃的光动力降解产物的细胞毒性。结果表明:经倒置显微镜观察,光动力试验组的死细胞数量变少;在25.0 ng/mL、12.5 ng/mL、3.1 ng/mL和1.6 ng/mL下,细胞存活率较之对照组分别增高了21.35%、20.22%、20.22%和20.23%;经细胞核染色发现,在50.0 ng/mL和25.0 ng/mL下,光动力试验组的细胞凋亡率分别为40%和14%,较之对照组明显降低;经Annexin V-FITC/PI染色及流式细胞仪分析,在50.0 ng/mL下,光动力试验组的细胞凋亡率比对照组降低了32.67%。试验结果证实了多环芳烃的光动力降解产物较之未降解的多环芳烃的细胞毒性降低。

硫葡萄糖甙及其降解产物的毒性研究进展

硫葡萄糖甙及其降解产物的毒性研究进展安庭士，罗朝忠综述陈以彬，审校四川省实验动物检测中心６１００４１硫葡萄糖甙（Ｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌｏｔｅ）是食用十字花科植物所含的一类重要化学物质。常见的硫葡萄糖甙可分为三类：烷基一、芳基一、吲哚基一硫葡萄糖甙。这类...