汽油添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)对环境的危害性

甲基叔丁基醚(MTBE)是欧美燃料市场最常用的汽油添加剂。由于其在土壤和地下水中的特殊理化行为,MTBE对人体健康和自然环境的负面影响正受到研究人员的关注。本文根据现有资料就MTBE的环境行为及其对生物的危害性影响进行综合评估。我们认为尽管大部分的MTBE是以气态的形式释放到大气中,但由于其光氧化速度非常快,所以MTBE不会造成空气污染。MTBE在土壤中的不吸附性和极高的水溶性,使其正在成为一种蔓延性的地下水污染物,MTBE在地下水中的半衰期至少需要二年。在适宜的环境条件下,MTBE的有氧微生物降解是可以发生的,但其厌氧降解的机率几乎为零。MTBE对动物是一种致癌物质,目前还没有足够的证据证明其对人类的致癌作用,但是MTBE对人体健康的负面影响是非常明显的。当MTBE浓度大于7.4 mg·L-1,其对水生生物能产生急性毒性作用,而在低浓度条件下(<0.1 mg·L-1),MTBE它们的急性毒性作用是非常有限的。MTBE对陆生植物的毒理学研究目前还十分有限。我们认为全面综合地评估MTBE对生物的毒性作用还需要大量的亚急性和慢性试验数据作为依据。

氰化物污染的植物修复可行性研究(英文)

氰化物是目前世界范围内最常使用的提取黄金和白银等贵重金属的沥滤剂,其对自然生态环境的污染和破坏以及对人畜和其它生物的毒性作用是众所周知的。本试验用一自行设计的生物反应器来观察黄豆(Glycine max (L.) Merr.)和玉米(Zea mays L.)对氰化物污染土壤的原位修复的可能性。室温条件下(23.0～26.0 0C),低浓度的氰化物污染液对( 45.5 CN mg·L-1)二种测试植物的生长没有产生任何毒性作用;而在高浓度的氰化物试验组( 91.0 CN mg·L-1),二种测试植物的生长都出现了明显的滞长现象(生长率下降大于10%),但没有观察到其它毒性反应。同时二种测试植物的叶片细胞用来测定植物细胞线粒体中的氰丙氨酸合成酶 (-cyanoalanine synthase)转化氰化物的潜力。实验是在一封闭的玻璃器皿(100 mL)中进行的(100 mL 的氰化钾溶液中加入1.5 g(鲜重)植物的叶片,氰化钾溶液的浓度大约1.0 CN mg·L-1)。在为期28 h的时间内,水溶液中超过90%的氰化物被植物的叶片去除;黄豆和玉米的的叶片细胞对氰化物去除率分别测定为4.43 mg CN·kg-1 (鲜重) ·h-1和3.42 mg CN·kg-1 (鲜重) ·h-1。本实验结果表明,植物对氰化物污染的土壤原位修复方法是一种可行的和有效的选择。

植物的不同组织对氰化物降解的可行性研究(英文)

氰化物是目前世界范围内最常使用的提取黄金等贵重金属的沥滤剂,其对自然生态环境的污染和破坏以及对人畜的毒性作用是众所周知的,氰化物污染的治理也就成为了环境工作者关注的焦点课题。植物细胞的悬浮液通常用于研究污染物的降解及在植物体内的生化反应机制。本实验直接用三种杨柳科植物的不同组织(根须、嫩茎、老茎和叶片)来观察和测定植物细胞线粒体中的氰丙氨酸合成酶(β-cyanoalanine synthase)转化氰化物的可行性。实验是在一封闭的玻璃器皿(100mL)中进行的(100mL的氰化钾溶液中加入1.0g(鲜重)的植物组织,氰化钾溶液的浓度0.444～0.457 CN mg·L^(-1))。在为期28 h的时间内,水溶液中的氰化物22.13～67.04％被植物的不同组织去除。最快的氰化物去除率发现在美洲黑杨(Populus deltoides)的叶片实验组(1.9449 mg CN/kg(鲜重)·h),苏柳(Salix matssudana Koidz×Salix alba L)的叶片实验组次之(1.7259 mg CN/kg(鲜重)·h),最慢的氰化物去除率发现在苏柳的嫩茎实验组(0.4934 mg CN/kg(鲜重)·h)。实验结果表明,选用植物的组织同样可以观察和测定污染物在植物体内的转化,特别是植物的叶片表现的尤其敏感。

汽油添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)污染的植物修复(英文)

甲基叔丁基醚(MTBE)是北美燃料市场最常用的汽油添加剂。由于其在土壤中的不吸附性和极高的水溶性,MTBE已成为一种蔓延性的地下水污染物。本实验用一自行设计的植物反应器来观察和测定在不同温度条件下柳树(Salix alba)对MTBE污染水溶液的修复潜力。长出新根须和嫩叶的柳树枝条在一容积500 mL的锥型瓶中生长12 d(其中MTBE溶液450mL)来观察MTBE对柳树生长的影响,同时测定柳树对MTBE的吸收和降解。MTBE及其主要降解产物叔丁基醇(TBA)用气相色谱来检测。本实验结果表明在为期12d的时间内,水溶液中24.84～53.27％MTBE可以通过柳树的蒸腾作用去除。同时在15℃～25℃的温度范围内,MTBE的去除率(％)和柳树的蒸腾量(g)之间存在着明显的线性关系。由于没有发现TBA和其它可能的降解产物,植物挥发是MTBE植物修复技术中主要的作用机理。尽管植物在MTBE污染的修复过程中只是起着中间传输媒介的作用,大量的MTBE通过植物的蒸腾作用以气态的形式释放到大气中,但由于MTBE在气态下的光氧化非常快,MTBE不会造成空气污染。我们认为植物修复技术对MTBE污染的土壤和地下水仍不失为一个有效的修复手段。

甲基叔丁基醚(MTBE)蒸腾流浓度因子(TSCF)的试验评估(英文)

甲基叔丁基醚 (MTBE)是北美燃料市场最常用的汽油添加剂 ,由于在土壤中的不吸附性和极高的水溶性 ,MTBE已成为一种蔓延性的地下水污染物 .植物修复技术被认为是目前对MTBE污染治理最为有效的方法之一 .蒸腾流浓度因子 (TSCF)作为植物修复技术中十分重要的参数 ,其通常是用污染物的辛醇 水分配系数 (KOW)直接评估的 .由于不同植物其体内脂肪含量不同 ,所以如果仅用污染物的KOW值来计算其TSCF值 ,往往不能准确表达污染物在植物体内的传输行为 .由于MTBE在植物体内不发生降解 ,植物挥发是MTBE植物修复技术中唯一的作用机理 .本实验用一自行设计的植物反应器来测定MTBE在不同温度条件下的TSCF值 .长出新根须和嫩叶的柳树 (Salixalba)枝条在一容积 5 0 0mL的植物反应器中生长 9～ 12d(其中MTBE溶液 5 0 0mL ,浓度 4 .81～ 6 .6 0mg/L)来观察柳树对MTBE的吸收 .MTBE的去除率和柳树的蒸腾量之间的关系用来计算其TSCF值 .在 15℃ ,2 0℃和 2 5℃条件下 ,MTBE的TSCF值分别为 0 .5 8,0 .75和 0 .4 9.本实验结果表明 ,柳树对MTBE的吸收是一个被动的行为 ,并且MTBE在柳树体内随蒸腾流的传输也有一定的限度 .图 2表 1参

柳树对叔丁醇的降解试验

甲基叔丁基醚(MTBE)是目前北美燃料市场最常用的汽油添加剂.由于其化学稳定性强且难于转化,MTBE已成为一种蔓延性的地下水污染物.有氧微生物降解技术被认为是目前对MTBE污染治理最为有效的方法之一,其作用机理是:MTBE在细胞色素酶(CYP-450s)的作用下首先分解成为叔丁醇(TBA),进而完全转化为CO2和H2O.细胞色素酶(CYP-450s)是维管束植物中最为常见的一种酶,我们有理由相信维管束植物细胞能降解MTBE,但试验研究表明超过25种以上的常见植物细胞并不能降解MTBE.TBA是MTBE降解过程中最为稳定的中间产物,植物对其降解的研究目前尚未见报道.本实验用一自行设计的植物反应器来研究柳树(Salixalba)对TBA降解的可能性.长出新根须和嫩叶的柳树枝条在一容积500ml的植物反应器中生长12 d(其中TBA溶液450ml)来观察TBA对柳树生长的影响,同时测定柳树对TBA的吸收和降解.TBA及其它可能的降解产物用气相色谱来检测.本实验结果表明在为期12 d的时间内,水溶液中15.26%的TBA可以通过柳树的蒸腾作用去除,但是没有检测到任何可能的降解产物,在植物体内也只发现了少量的TBA残留(＜1%).同时柳树的根细胞和叶细胞也用来研究对TBA的降解可能性,在为期3d的试验中,柳树的根细胞和叶细胞对TBA的吸收是非常有限的(＜10%),也没有检测到任何可能的降解产物.本研究结果表明柳树同样也不能降解TBA,也许TBA难被降解就是富含CYP-450s酶的维管束植物不能降解MTBE的原因所在.