环境化学

X13 200500632 PCDFs的Ah受体结合能力的定量结构效应关系/ 李芳…(华中科技大学同济医学院环境医学研究所)//中国环境科学/中国环境科学学会.-2004, 24(3).-324-326 环图X-58 应用单苯环氯取代方法取G1-G1010个分子结构描述符,通过正向逐步线性回归方法构建对     

用电性拓扑态预测苯砜基乙酸酯对发光菌的毒性效应

应用电性拓扑态(Electrotopological State, E-state)指数模拟分析了a-取代苯砜基乙酸酯类化合物对发光菌的毒性(15min-EC50, mmol/L),构建了一个4变量QSAR模型.模型的相关系数(R²a_dj)和标准偏差(SD)分别为0.944和0.062,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型分析表明,砜基和酯基是该类化合物的活性中心;化合物的疏水能力以及化合物与受体分子间的偶极/极化作用和氢键效应对化合物毒性起着重要影响.     

密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并一对-二(噁)英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并—对-二英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

广州市大气中过氧化物的研究

采用高效液相色谱(HPLC)荧光法于1998年7月和10月测定了广州市大气中的5种过氧化 物:过氧化氢(H₂O₂)、羟甲基过氧化氢(HMHP)、甲基过氧化氢(MHP)、1-羟乙基过氧化氢(1-H EHP)及乙基过氧化氢(EHP).其中主要过氧化物是H₂O₂、HMHP和MHP,其最高浓度分别为1.6(10 ^-9、0.67(10^-9和0.54(10^-9(V/V).在光照强,相对湿度低的情况下,H₂O₂和MHP呈现明显的日 变化规律,早晚浓度低,最大值多出现在14:00～16:00.同时测定了大气温度,湿度和紫外辐射U VB及大气中O₃, NO_X和SO₂,发现H₂O₂和MHP与O₃、温度和UVB具有一定的正相关关系,而与NO_X, SO₂ 和相对湿度具有一定的负相关关系.     

富勒烯及其衍生物对斑马鱼胚胎发育毒性的比较

采用斑马鱼胚胎发育技术,探讨了人工纳米材料富勒烯(C₆₀)的1 种水溶性衍生物[C₆₀(OH)_16-18]和3 种水悬浮液(nC₆₀)对斑马鱼胚胎的发育毒性.这3 种nC₆₀ 分别是nC₆₀/TTA,nC₆₀/甲苯和nC₆₀/aq.结果表明,38mg/L nC₆₀/甲苯、5.0mg/L nC₆₀/aq 和50 mg/L C₆₀(OH)16-18均未对斑马鱼胚胎发育产生毒性,而1.5mg/L nC₆₀/TTA 不仅能导致胚胎或幼鱼发育的延迟,存活率和孵化率的下降,甚至能造成部分斑马鱼心包囊水肿和畸形.C₆₀, nC₆₀ 的制备过程以及nC₆₀ 本身的结构均能影响其潜在生物毒性.     

环境化学

X1312田202618单苯环氯取代指数法预测二恶英类化合物PCDFs的正辛醇/水分配系数/黄俊…(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点实验室)//环境科学研究/中国环科院一2(X)2,15(2).一1一5环图X一6 采用单苯环氯取代指数作为二恶英类化合物多氯代二苯并吠喃(PCDFs)的分子结构描述符,通过正向逐步线性回归方法建立了PCDf’s的正辛醇/水分配系数(l沙端,)与分子结构描述符之间的定量关系模型。与有关文献报道的模型相比,该模型不仅具有显著的相关性(n二sllhaj=0.571,SE二0.173抖,在a二0.仍时,F=38.翻7,p二0.戊C),而且对于分…     

模拟给水管网中管壁生物膜生成特性

使用2 台不同设计参数的生物膜培养反应器(RAB)模拟不同管径的实际管网,研究了生物膜生成特性及规律.结果表明,2 个反应器具有相似的生物膜生成特性.在反应器运行初期,挂片水平分区的4 部分(M₁、M₂、M₃、M₄)生物量的平均值没有明显的差别,但运行4d 后,挂片上部(M₁、M₂)和下部(M₃、M₄)生物量变化明显,下部较上部高出1~2 个数量级;对挂片垂直分区的2 个部分(X、Y)运行5d 后,X 区生物量是迎水区Y 区的2~3 倍.在相同的进水条件下,不同反应器生物膜达到最大生物量的时间基本一致,不同设计参数的RAB 具有相似的模拟实际管网的性能.     

不同pH 值条件下镍对大麦的急性毒性

采用水培实验,研究不同pH 值条件下镍对大麦的急性毒性.结果表明,当溶液pH 值从4.5 增加到8.3,以Ni²⁺活度表示的大麦根伸长的半抑制浓度[EC₅₀(Ni²⁺)]降低了86%.基于生物配体模型理论方程的线性分析表明, pH 值改变引起的EC₅₀(Ni²⁺)的变化不完全是H+竞争的作用.在形态分析的基础上,采用剂量效应方程对数据进行了拟合,同时考虑了Ni²⁺和NiCO₃ 毒性以及H+竞争后,显著提高了方程的拟合程度,预测和实测大麦根伸长也具有较好的相关性(R²=0.95).因此,pH 值的改变导致H⁺与生物配体(大麦根)结合的Ni²⁺竞争,并引起Ni²⁺向NiCO3 形态的转化.     

大气颗粒物污染与心血管疾病死亡的病例交叉研究

为评价大气颗粒物污染对人群心血管疾病死亡的急性效应,应用时间分层的病例交叉设计,分析了杭州市2002～2004年间大气可吸入颗粒物(PM₁₀)日平均浓度短期增加与人群每日心血管疾病死亡的关系,同时分析了其他气态污染物(NO₂和SO₂)的急性健康效应.结果表明,调整气象因素后单污染物模型显示,滞后期为2d,PM₁₀、SO₂、NO₂日平均浓度每增加10μg/m₃与人群心血管疾病死亡的比值比(OR)分别为1.006[95%可信区间(CI):1.003～1.009],1.017(95%CI:1.007～1.028)和1.0₂0(95%CI:1.009～1.032).多污染物模型中,PM₁₀受到SO₂影响,效应估计值略有下降,OR值为1.004(95%CI:1.000～1.009).其他污染物效应则无统计学意义.     

支持向量机用于芳烃类化合物对芳烃受体亲和性QSAR研究

尝试将支持向量机(SVM)应用于3种典型芳烃类环境毒物(PCDD,PCDF和PCB)定量构效关系研究,通过对芳烃受体亲和性考察,结果发现该组样本的生物活性在一定程度上与分子电性距离矢量具有非线性联系.SVM对内部和外部样本都具良好稳定性能和预测能力:所得模型拟合、交叉检验、外部预测复相关系数及均方根误差分别为R2cum=0.922、Q2cum=0.825、Q2ext=0.834和RMSext=0.531将其与文献报道及多元线性回归、偏最小二乘、人工神经网络进行比较,结果表明对小样本、非线性问题SVM具较强拓展性及泛化能力,故在环境毒物评价和控制中具有广阔应用前景.     

基于DFT的二英脂-水分配系数QSPR研究

基于密度泛函理论,利用多氯二苯并对二(噁)英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)几何构型全优化而得的量子化学和延伸计算参数:前线轨道能、熵、无迹四极矩、分子绝对硬度、电负性和亲电指数等,对两类化合物在(虹鳉)脂-水间的平衡分配性质进行了定量化模型研究,并由多元线性回归分析(MLR)建立了二次函数型的定量结构-性质相关关系(QSPR):lgKbw=5.343-0.001(S-125.480)2-0.355(ω-3.239)2 0.006(Qzz-2.950)2-22.728(η-2.365)2.结果表明,模型具有较高的拟合优度与稳健性,其决定系数和交叉验证相关系数分别为0.943和0.908,且模型的内外部预测性能理想,总体质量明显优于SOFA(solubility parameter for fate analysis)计算结果,可用于未知脂-水分配性质的预测; PCDD/Fs脂-水平衡分配(系数)主要与分子体积以及由电荷分布决定的芳烃分子间相互作用有关,也受潜在的生物转化和分子反应性的影响.     

二英分子结构-水溶解度相关性密度泛函理论研究

运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G^**水平上,对多氯二苯并对二英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)的电子结构进行了优化,相应量子化学参数,即平均分子极化率(α)、熵(S)、极化率和四极矩的张量分量(α_xx、α_yy、α_zz和Q_xx、Q_yy、Q_zz)等用于该类化合物水溶解度的定量结构-性质相关性（QSPR）研究;基于内部误差一致的实验值,成功建立了3个QSPRs,其决定系数分别为0 .977、0 .968和0 .961;交叉验证相关系数分别为0 .968、0 .959和0 .946.模型分析表明,水溶解度主要与分子体积有关,而分子间相互作用的影响较小;不同QSPRs预测值间的差异可能与模型中预测变量本身性质和可获取实验值的有限性有关.与新近发展的QSPR相比较,本研究模型性能均有提高,这可能与B3LYP/6-311G^**精确计算电子性质和模型中引入四极矩张量分量有关.     

苯酚类化合物光解量子产率与结构性质的定量关系

采用量子化学PM3算法计算得到的苯酚类化合物的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法,建立了能预测苯酚类化合物光解量子产率(Y)的定量结构-性质关系(QSPR)模型.影响苯酚类化合物光解量子产率的主要因素是分子最高占据轨道能(Ehomo)和分子生成热(HOF),logY值随着Ehomo的增大而增大,随着HOF的增大而减小.分子的电负性和(Ehomo-Ehomo)2对logY值也有一定的影响,电负性和(Ehomo-Ehomo)²较小的分子,其logY值也较大.     

五氯酚钠及二(口恶)(口英)残留毒物对人外周血淋巴细胞的影响

采用彗星试验和微核试验,协同探索了五氯酚钠(Na-PCP)、二(口恶)(口英)类物质联合作用对血吸虫病流行区和正常生活区的人体外周血淋巴细胞影响效应.结果表明,实际用药区居民的外周血淋巴细胞以及用五氯酚钠与二(口恶)(口英)类物质联合作用处理过的正常人外周血淋巴细胞,其彗星率与微核率均高于对照组,在一定浓度范围内有剂量效应关系;基本的联合毒性作用推测为Na-PCP中的杂质PCDs与PCDFs等多种化学物质会损伤人体外周血淋巴细胞的DNA,其毒性作用比单一的二(口恶)(口英)类物质作用强.     

基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C-H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.     

用成组生物效应标记方法定量评价饮用水健康风险

饮用水安全性密切关系着民众的健康,因此相关的水质评价方法也日益受到关注.国家标准中规定的水质分析主要采用化学分析的方法,但该方法不能提供未知污染物的浓度及其所引起的健康影响,而生物效应标记测试则能弥补这一方面的不足.本研究应用一组生物效应标记方法评价自来水水质,包括利用SOS/umu测试评价遗传毒性,利用重组基因酵母测试评价类雌激素效应,利用鼠肝癌细胞(H4IIE)EROD诱导测试评价芳烃(Ah)受体效应或类二噁英物质总体水平,同时对这些生物毒性引起的健康风险进行了定量评价.用上述方法评价了北方某市9个水厂不同季节原水和出水水质.分析结果表明,该市主要自来水厂原水和出水中的直接和间接遗传毒性物质、类雌激素效应物质和芳烃受体效应物质浓度水平总体较低,风险在可接受水平;从处理效率来看,水厂现有工艺对类雌激素物质有很好的去除效果,而对于Ah受体效应类物质由于其总体浓度偏低而去除效果不很明显,少数水厂处理后由于消毒副产物的产生等原因,遗传毒性略有升高.曲此可见,应用生物效应标记方法能够对水厂的水源污染和水厂处理效果做出综合评价,该方法可以作为饮用水安全性评价的重要补充手段.