土壤-植物系统中多溴联苯醚(PBDEs)的迁移与转化研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类重要的新型持久性有机污染物,因其具有亲脂和难降解特性,易在土壤和沉积物等环境介质以及生物体内累积,同时会发生脱溴还原代谢和氧化代谢,生成毒性更大的低溴代PBDEs、羟基PBDEs(OH-PBDEs)和甲氧基PBDEs(MeO-PBDEs).研究PBDEs在土壤-植物系统的迁移转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为,评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都具有重要的意义.本文从土壤中PBDEs的代谢与转化行为,PBDEs的植物吸收与传输特征及其关键影响因素,以及植物体内PBDEs的脱溴、羟基化和甲氧基化代谢行为几个方面总结了PBDEs在土壤-植物系统迁移转化的最新研究进展,并就将来的研究方向提出一些思考和展望,有助于深入认识PBDEs及其代谢产物的环境归趋.     

多溴联苯醚分布特征及环境风险研究进展

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种高效、添加型阻燃剂被广泛使用,因其具有蒸汽压低、亲脂性强、污染持久和可生物富集等特点,而成为近年来环境领域研究热点之一。在查阅近年相关文献和分析PBDEs性质的基础上,本文以PBDEs使用-环境分布-生物体内的分布-对生物毒性及机理为线索,重点总结了PBDEs在环境和尤其是在生物体内的分布情况,并分别从神经系统、甲状腺和肝脏等角度阐述了PBDEs产生毒性效应以及致毒机制的最新研究成果。在总结研究成果的基础上,提出了应逐渐重视十溴联苯醚的环境风险、电子垃圾拆解地PBDEs修复、PBDEs代谢过程以及代谢中间物的毒性等建议,以期为PBDEs相关领域研究者提供参考。     

多溴二苯醚及其代谢物的内分泌干扰活性和构效关系研究进展

多溴二苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种良好的防火溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)广泛应用于各种家用和工业产品.研究表明,PBDEs容易从产品中溢出而进入环境.近年来,PBDEs及其代谢物已在各种环境介质和生物体中被广泛检出.毒理学研究发现,PBDEs及其代谢物具有生殖毒性、免疫毒性、神经毒性和内分泌干扰作用.在总结国内外相关研究基础上,论文综述了PBDEs及其代谢物的内分泌干扰活性,重点集中在对甲状腺激素活性、雌激素活性、雄激素活性及影响性激素转化和代谢的芳香化酶、CYP17酶、雌二醇磺基转移酶(E2SULT)活性的影响;分析了具有不同测试终点内分泌干扰活性的化合物的结构特征.研究发现,在内分泌干扰活性方面,PBDEs母体化合物的影响较小,主要是PBDEs代谢物产生的影响,特别是羟基化代谢物引起了较严重的内分泌干扰作用,即PBDEs化合物是一类通过代谢而被活化的内分泌干扰前趋物.为评价PBDEs及其代谢物对人和其他生物的健康危害,应加强其内分泌干扰活性机制的研究,以及具有同类型作用模式的PBDEs及其代谢物定量结构-活性关系的研究.     

多溴联苯醚的环境毒理学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,其大量生产和使用导致了越来越严重的环境污染.由于PBDEs具有较高的亲脂性,化学性质比较稳定,它们可远距离传输到地球各种环境介质中,并通过食物链累积放大,在生物体内蓄积产生毒性效应.本文针对近年来PBDEs毒性效应和致毒机制的研究进展,从PBDEs的内分泌干扰毒性、发...     

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)在小鼠肝脏微粒体的体外代谢及对CYP450酶活性的影响

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是一类具有内分泌干扰效应的酚类化合物,生物毒性要高于母体多溴联苯醚(PBDEs),研究OH-PBDEs的体外代谢行为对于理解其在生物体内的富集转化具有重要意义。以小鼠肝脏微粒体作为研究对象,考察了3-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、6-OH-BDE-47和2’-OH-BDE-68在小鼠肝脏中的体外代谢,并分别研究了浓度为0.1、0.2、0.4、0.6、1.0μmol·L-1条件下4种OH-PBDEs对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,4种OH-PBDEs在小鼠肝脏微粒体中均能够快速代谢,代谢率分别为80%(3-OH-BDE-47)、42%(5-OH-BDE-47)、86%(6-OH-BDE-47)和63%(2’-OH-BDE-68)。实验所设OH-PBDEs各浓度对微粒体的ECOD活性无显著性抑制作用,但对EROD的活性均表现出相同的显著抑制作用;4种OH-PBDEs表现出不同的ANH活性影响,即3-OH-BDE-47对ANH活性具有抑制作用,5-OH-BDE-47具有诱导作用,而6-OH-BDE-47和2’-OH-BDE-68对ANH活性无显著性影响。     

多溴二苯醚毒理学研究进展及展望(Research Progress and Future Perspectives in Toxicology Study on Polybrominated Diphenyl Ethers)

多溴二苯醚(PBDEs)虽然已在一些国家禁止生产和使用,商品五溴和八溴二苯醚也在2009年被列入《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》受控范围内,但目前学术界对PBDEs的毒理学效应及其机制尤其是环境剂量效应的认识并不十分清楚. 论文从甲状腺干扰、神经毒性、生殖内分泌干扰3个方面介绍了近年来PBDEs毒理学研究的进展,分析了该领域研究中存在的几个问题,提出今后应大力开展环境相关剂量下PBDEs及代谢物的毒性研究,以推进对实际环境中PBDEs真实毒性的认识;同时探索能够反映PBDEs毒性的非创性生物标记物,为开展PBDEs人体健康影响的流行病学调查提供线索.     

多溴联苯醚、六溴环十二烷和四溴双酚A在环境中污染现状的研究进展

作为最主要的三大传统溴系阻燃剂(BFRs),多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A(TBBPA)具有半挥发性、环境持久性和远距离传输性,目前在全球各种环境介质、生物体内广泛存在.毒理学研究表明,PBDEs、HBCD、TBBPA均具有明显的生物毒性和致癌性,对生态环境和人体健康存在潜在危害.本文简要概述了PBDEs、HBCD、TBBPA的使用现状,综述了全球范围内非生物体(灰尘、水体、土壤、沉积物、污泥)和生命体内(植物、动物、人体)等3种传统BFRs的污染水平、特征、暴露途径和毒性,并讨论了当前存在问题,最后对PBDEs、HBCD、TBBPA的未来研究进行了初步展望.     

脂环族溴代阻燃剂的生物富集、代谢及毒性效应研究进展

以六溴环十二烷（HBCD）为代表的脂环族溴代阻燃剂（CBFRs）被广泛应用于纺织、建材、电子、电气、化工、交通、建材等领域.随着HBCD作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列持久性有机污染物,与HBCD具有相似结构和性能的四溴环己烷（TBECH）和四溴环辛烷（TBCO）等CBFRs被当作HBCD的潜在替代产品.迄今为止,HBCD、TBECH和TBCO已在大气、水体、土壤等多种环境介质和生物体中被检出,它们在生物体内的代谢转化以及内分泌干扰、神经、生殖、发育等毒性效应亦受到广泛关注.值得指出的是,所有CBFRs均含有同分异构体,表现出异构体选择性的生物富集、代谢和毒性效应.遗憾的是,目前相关研究还十分匮乏.本文从CBFRs的环境暴露水平、生物富集、毒性效应、以及CBFRs的生物转化等方面展开综述,特别强调了从异构体水平研究HBCD及其替代物的必要性.本文有助于全面了解CBFRs生物富集、代谢及毒性效应,对于正确认识和准确评价CBFRs的生态和健康风险具有重要的科学意义.     

多溴联苯醚在啮齿类动物体内的代谢动力学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类持久性有机污染物(POPs),其作为一种广泛使用的溴化阻燃剂在环境中普遍存在.PBDEs对生物体和人体存在内分泌干扰等毒性危害,正受到人们越来越多的关注.然而目前PBDEs对人体造成的影响都是由动物实验(主要是啮齿类动物)外推而得,因此研究不同的PBDEs同系物在啮齿类动物体内的代谢动力学...     

多溴联苯醚和全氟烷基酸的分子毒理机制研究

多溴联苯醚(PBDEs)和全氟烷基酸(PFAAs)是两类使用量大、环境污染广泛、人体暴露严重的新型有机污染物,2009年已纳入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物(POPs)名单,但其毒性效应及作用机制并不明确.本文综述了本课题组近几年针对多溴联苯醚PBDEs和全氟烷基酸PFAAs的分子毒理机制研究工作,主要集中在这两类污染物对甲状腺系统、雌激素系统和肝脏脂肪酸代谢系统干扰效应的分子机制研究.本文分别从分子、细胞和活体三个层面,研究了污染物与核受体的直接结合作用、结合后受体的构象变化、细胞内受体的转录活性、以及活体暴露后受体调控基因的表达变化,由此阐明了污染物通过与受体直接作用导致细胞和活体生物功能改变的分子机制.同时结合计算模拟,探讨了污染物生物效应与其化学结构之间的关系,发现污染物的受体活性取决于它们与受体结合的空间构型,而其活性强度基本与二者的结合能力一致,主要受疏水作用和氢键的影响.此外,还通过研究污染物与天然配体转运蛋白的相互作用,明确了各个污染物与转运蛋白的结合能力,探讨了其构效关系,并评估了污染物对天然配体在体内转运过程的潜在干扰效应.通过上述研究工作,提出了多层面、多靶点研究环境污染物分子毒理机制的新思路,建立和引进了研究污染物与生物靶分子相互作用的新方法,发现了PBDEs、PFAAs与TR、ER、PPARγ核受体结合的新模式,为深入了解这些污染物的分子毒理机制提供了有用的信息和有效的研究手段.     

羟基多溴联苯醚(3'-OH-BDE-7)的大鼠体外肝代谢研究

本文利用液相色谱-质谱联用技术,建立了羟基多溴联苯醚3'-OH-BDE-7在S.D.大鼠肝匀浆中的体外代谢研究方法.实验结果表明,3'-OH-BDE-7的主要代谢产物为2,4-二溴苯酚和二羟基多溴联苯醚(diOHPBDEs),并且其在温孵30min,时代谢转化率为90%.3'-OH-BDE-7的代谢研究为其它羟基多溴联...     

十溴联苯醚在单次暴露的孕和非孕SD大鼠血液内的吸收分布

五溴联苯醚、八溴联苯醚被禁以后,十溴联苯醚（BDE-209〉97%）是现在唯一仍在全球范围内广泛使用的多溴联苯醚阻燃剂。BDE-209在环境介质和生物体,甚至人体的血液、母乳中普遍存在,而且BDE-209的环境含量呈上升趋势。在实验室条件下,BDE-209可以通过生物代谢,或光降解、热降解转换形成毒性更强的低溴代PBDEs、羟基甲氧基PBDEs、致癌物多溴二苯并二噁英/呋喃（PBDD/DFs）。所以BDE-209的环境行为及生物效应成为环境污染物领域研究的热点之一。目前,关于BDE-209对妊娠期生物体的暴露研究还是很少。研究了十溴联苯醚在单次暴露的孕和非孕SD大鼠血液内的吸收代谢。结果表明,BDE-209可以被孕和非孕SD大鼠吸收,孕和非孕SD大鼠血液中吸收的BDE-209都可以快速的排出。BDE209在孕和非孕SD大鼠体内存在脱溴代谢,主要的脱溴代谢物是3种nona-BDE（sBDE-206,-207,-208）和五种octa-BDEs（BDE-196,-197/204,-198/203）,其中3种nona-BDEs是主要的代谢物,而BDE-207是nona-BDEs中含量最大的单体。BDE-209及其脱溴代谢物nona-BDEs的清除速率,在SD孕鼠的体内快于SD非孕鼠,而且在暴露实验的后期还存在统计意义的显著差异性。     

五氟苯甲酰氯衍生色谱法分析水体中痕量羟基多溴联苯醚

以五氟苯甲酰氯(PFBCl)作为衍生化试剂,气相色谱-电子捕获检测器(Gas chromatography-electron capture detector,GC-ECD)为检测手段,建立了水体中痕量羟基多溴联苯醚(Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,简称OH-PBDEs)的酰基化衍生-GC/ECD检测方法.通过实验讨论了衍生化缓冲溶液、衍生化时间以及衍生后萃取溶液异辛烷的用量对检测结果的影响,确定了最佳的衍生化条件.在最佳的衍生化条件下,4-OH-BDE 42、4’-OH-BDE 49、6-OH-BDE 47、2’-OH-BDE 68和6’-OH-BDE 99的衍生化产物均获得了良好的分离度和色谱响应值.本方法的仪器检出限为0.02—0.14 pg,方法检出限为0.61—4.67 pg.L-1,标准曲线线性相关系数的范围为0.9973—0.9996,相对标准偏差均小于10%.3种采自大连市不同地区环境水样的加标回收率检测结果表明,所建立的分析方法适于水体中痕量OH-PBDEs的检测.     

羟基多溴代二苯醚与甲状腺素运载蛋白相互作用的3D-QSAR研究

近年来,羟基多溴代二苯醚(OH-PBDEs)的类甲状腺素效应逐渐引起人们的关注,然而其结构效应关系和致毒机制尚不清楚。甲状腺激素结合球蛋白(TBG)和运甲状腺素蛋白(TTR)是人体转运甲状腺素的重要蛋白,通过计算毒理学手段可以揭示OH-PBDEs的微观毒理机制。利用分子对接技术研究OH-PBDEs与TBG、TTR的结合模式和构象特征,识别关键氢键氨基酸为赖氨酸Lys270(TBG),亮氨酸Leu110(TTR)和丝氨酸Ser117(TTR)。基于活性构象特征,构建14种典型OH-PBDEs的3D-QSAR模型,定量预测OH-PBDEs与TBG、TTR的结合亲和力。最佳预测模型的相关系数r2分别为0.966(TBG)和0.961(TTR),抽一法交叉验证相关系数q2分别为0.560(TBG)和0.525(TTR)。研究发现,OH-PBDEs的静电和氢键作用可增强结合亲和力,分别贡献65.4%(TBG)和68.7%(TTR)。研究结果为揭示OH-PBDEs与甲状腺素转运蛋白的相互作用提供新视角,有助于全面评价OH-PBDEs对人体甲状腺素调节功能的损伤。     

BDE-209和PCB153在致大鼠肝细胞DNA蛋白质交联(DPC)上的拮抗作用

多溴联苯醚(PBDEs)和多氯联苯(PCBs)都是为人熟知的持久性有机污染物,也同为室内半挥发性有机物(SVOCs)。由于二者结构类似,通常认为PBDEs具有和PCBs相似的毒性。染毒剂BDE-209和PCB153分别是PBDEs和PCB家族的主要同系物,并且同时存在于环境和人体组织中。实验以DNA蛋白质交联(DPC)为生物标志物研究BDE-209和PCB153单独及联合染毒的遗传毒性。对大鼠肝细胞在37℃下染毒1h。浓度设置如下:BDE-209(0、1、6.5、12μg.mL-1);PCB153(0、1、6.5、12μg.mL-1);BDE-209(3.25μg.mL-1)+PCB153(3.25μg.mL-1)。实验结果显示:与溶剂对照相比,测得DPC水平随BDE-209(或PCB153)浓度增大而显著增高(p<0.01);PCB153比BDE-209引起更高水平的DPC(p<0.05或p<0.01);联合染毒组的DPC水平显著低于PCB153组(p<0.01),但稍高于BDE-209组(p>0.05)。从以上结果可知,BDE-209和PCB153之间存在拮抗作用;BDE-209和PCB153具有遗传毒性,并且就致DPC作用而言,二者之间可能存在拮抗作用。     

湛江红树林湿地沉积物中多溴联苯醚(PBDEs)的污染特征与生态风险评价

近年来,红树林有机污染物(POPs)污染逐渐加重,其生态环境保护压力日趋加大。湛江红树林保护区是中国面积最大的红树林自然保护区,对生态系统稳定具有重要作用,准确评估湛江红树林湿地多溴联苯醚(PBDEs)的污染现状及潜在生态风险,对了解湛江红树林有机污染物的污染状况、红树林的生态环境保护等具有重要意义。采用索氏抽提法和气相色谱-质谱法测定了湛江红树林湿地12个采样位点沉积物中的PBDEs质量分数,分析了多溴联苯醚(PBDEs)的污染水平、空间分布特征及其潜在风险。结果表明,湛江红树林表层沉积物中共检测到14种PBDEs,BDE-209质量分数占比最高,为53.58%—77.66%。12个采样点的∑PBDEs质量分数均值为23.30 ng·g^?1。按地理位置划分为6个研究区域,各研究区域的∑PBDEs质量分数均值变化为:湛江市区(33.06 ng·g^?1)>廉江西(29.68 ng·g^?1)>徐闻(19.29 ng·g^?1)>雷州东(16.47 ng·g^?1)>遂溪(15.72 ng·g^?1)>雷州西(11.92 ng·g^?1);BDE-209、∑13PBDEs(除BDE-209外)质量分数的分布规律与∑PBDEs质量分数的变化趋势一致。与国内外其他红树林湿地沉积物相比,湛江红树林沉积物中∑PBDEs质量分数处于中等水平。湛江红树林沉积物中的PBDEs污染主要源自商业五溴、八溴及十溴联苯醚产品的使用,高溴联苯醚的降解也是其来源之一。环境中的降雨量、TOC、pH值等对沉积物中PBDEs的影响不大。风险熵数法的生态风险评价结果表明,湛江红树林沉积物中PBDEs的综合生态风险水平较高,尤其是penta-BDEs和deca-BDEs处于高风险水平,应引起关注。     

Removing polybrominated diphenyl ethers in pure water using Fe/Pd bimetallic nanoparticles

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) have been widely used as fire-retardants. Due to their high production volume, widespread usage, and environmental persistence, PBDEs have become ubiquitous contaminants in various environments.Nanoscale zero-valent iron (ZVI) is an effective reductant for many halogenated organic compounds. To enhance the degradation efficiency, ZVI/Palladium bimetallic nanoparticles (nZVI/Pd) were synthesized in this study to degrade decabromodiphenyl ether (BDE209) in water. Approximately 90% of BDE209 was rapidly removed by nZVI/Pd within 80 min, whereas about 25% of BDE209 was removed by nZVI. Degradation of BDE209 by nZVI/Pd fits pseudo-first-order kinetics. An increase in pH led to sharply decrease the rate of BDE209 degradation. The degradation rate constant in the treatment with initial pH at 9.0 was more than 6.8 × higher than that under pH 5.0. The degradation intermediates of BDE209 by nZVI/Pd were identified and the degradation pathways were hypothesized. Results from this study suggest that nZVI/Pd may be an effective tool for treating polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in water.