（无机化学专业论文）水中硝基苯对鱼类食用安全性的影响研究.pdf

摘要 本论文通过对实验室内模拟条件下，水中不同浓度的硝基苯在鱼体的脊肉及内脏部 分随时间的富集量研究，表明水中硝基苯平均浓度为0 5 8 6 m g 1 ，鱼体脊肉富集的平均含 量达1 3 4 m g k g ，富集系数为2 2 9 ；水中硝基苯平均浓度为o 0 1 4 m g l ，鱼体脊肉富集的 平均含量达0 0 5 0 m g k g ，富集系数为3 6 。在此基础上研究了体外、体内两种实验条件 下鱼体肝脏对硝基苯代谢过程，鉴定代谢产物。体外实验结果表明，鱼体肝脏内硝基苯 含量随时间逐渐降低，代谢以硝基苯还原过程为主，伴随着代谢产物一苯胺的生成，其 含量逐渐增加；体内实验表现出硝基苯在鱼体肝脏内的积累曲线呈现峰形，曲线形状与 高浓度组和低浓度组的富集曲线相似，而且在硝基苯含量降低时代谢产物一苯胺含量有 增加的趋势，尤其在7 1 0 小时表现最为明显。 按食品安全含量评价程序估算得出鱼体内食用安全含量是0 0 3 0 m g k g ，该值可以作 为松花江硝基苯污染对鱼类食用安全性评价依据。松花江水质污染事故会直接影响到鱼 体食用的安全性，主要影响来自于硝基苯，苯胺的影响是次要因素。对代谢产物的鉴定 结果需要进一步经过l c m s 方法证实。 关键词：硝基苯；鱼体；积累与代谢；食用安全 a b s t r a c t i i l 恤sp 印e r ，v 撕o u sc o n c e m r a t i o n sa c c u i n u l a t i o n so fn i 们b e n z e n eb ys p i n a lm u s c l ea n d i n t e n l a lo 曙吣i nf i s hb o d i e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e di nw a t e rt l l r o u 曲t 1 1 e1 a b o r a t o r y s i m u l a t i o n t h er e s u l t ss h o w nt h a tw h e nt h ea v e r 习l g ec o n c e n t r a t i o no fi l i t r o b e i 屹e n ei s o 58 6 m l ，t h ea v e r a g ec o n t e n ti nc l l i r o p r a c t o r sn m s c l ei nf i s hb o d i e s i s 1 3 4 m g l 【g ，a n dt l l e a c c u m u l a t i o nf a c t o ri s2 2 9 ；w h e nt h ea v e r a g ec o n c e n t r a t i o no f l l i t r o b e i 屹e n ei so 0 1 4 m l ，m e a v e r a g ec o n t e n ti ns p i n a lm u s c l ei nf i s hb o d i e si so 0 4 8 m g l 【g ，a n dt h ea c c u m u l a t i o nf a c t o ri s 3 6 o nt h j sb a s i s t h em e t a b o l i s mc o u r s eo fi l i t r o b e n z e n ei nf i s h1 i v e rh 鹤b e e ns t u d i e da n d t h ei n e t a b o l i t e sh a v e b e e ni d e n t i f i c a t i o nu n d e r b o t hi n v i 仃oa l l di n - v i v ol a b o r a t o r yc o n d i t i o l l s t 1 1 ei n v i 仰e x p 耐m e n t a ls t u d ys h o w e dt h a tt h en i n d b e i 呓e n ec o n t e n ti nf i s hl i v e rd e c r e a s e d 铲a d l “l yo v e rt i m e i i lt h j sp r o 伊e s s ，r e d u c e d1 1 i t r o b e n z e n ei s t 1 1 e m a i l li n e t a ：b o l i s mp r o c e s s ， a l l dm ec o n t e n t 伊a d u a l l yi n c r e a s i n gw i t ht h eg e n e 枷o no ft h em e 切b o l i t e s - 锄i l i n e ；m e i n - v i v oe x p e r i m e n t a ls t u d ys h o w st h a tt h ea c c u m u l a t i o nc u r v eo fn i t l o b e n z e n ei 1 1f i s hl i v e r a p p e a r sp e a ks h 印e ，w h i c hi s l es 锄e a st h ea c c u m u l a t i o nc u r v e si nh i 曲c o n c e 曲眦i o n 伊o u p a 1 1 dl o wc o n c e l l t r a t i o ng r o u p m o r e o v e r ，w l e nt h ec o n c e n t r a t i o no fn i t r i 出e n z e n ed e c r e a s e d ， t h ec o n t e n to fm e 诎o l i t e a i l i l i i l eh 嬲a ni n c r e a s i l l g 仃e n d ，e s p e c i a l l ym e r7 一loh o l l r s a c c o r d i n gt oe v a l u a t i o np r o c e d u r e so ff o o ds a f e 吼t h ee d i b l es a f e t yq u a i l t i 够i nf i s hi s e s t i m a t e dt ob eo 0 3 0 i n g k g sv a l u ec 锄b et a k e na st h ef i s he d i b l e ss a f e t ye v a l 删i o nb 部i s o fs o n g l l u ar i v e ri l i 仃o b e n z e n ep o l l u t i o n t h ew a t e rp o l l u t i o na c c i d e n tw i l li n n u e n c et h ef i s h e d i b l es a f e t yi ns o n g h u a 鼬v e rd i r e c t l y a 1 1 dt h en i t r o b e l 屹e n ei st h ep r i m a r yp 0 1 l m i o nf a c t o r y a n dm ea i l i l i n ei st h em i i l o ro i l c t h ei d e n t i f i c a t i o no nt h em e t a b o l i t e sn e e d s 丘l n b e rc o n f m m u s i n gl c m sm e t h o d k e yw o r d s ：n i 仃o b e n z e n e ；f i s hb o d i e s ；a c c u m u l a t i o na n dm e 诎o l i s m ；e d i b l es a f e t y i l 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工 作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：军缸互址日期：垒墅盥 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件 和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、 缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到中 国优秀博硕士学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、 中国学位论文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以 电子出版物形式出版发行和提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 堇：亟墼 指导教师签名： 日期：坦量：乏7 日 期： 学位论文 工作单位 通讯地址 獬乏 o s 5 。 电话：驴坚! ：兰1 2 哆 邮编：4 东北师范大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 优先污染物一硝基苯的环境问题 2 0 0 5 年1 1 月1 3 日，中石油吉化分公司双苯厂发生爆炸，使上百吨有机污染物流入 松花江水体，造成重大水环境污染事故。此次事故以硝基苯和苯胺为主要污染物。硝基 苯由于其理化性质、环境行为和生态风险决定了它是此次污染事故的首要研究和控制 的污染物。 硝基苯是国际公认危险化学品之一，美国e p a 和我国将其定为环境优先监测污染物， 具有可疑致癌性和致突变性船1 。历年监测结果表明，松花江水体存在明确的硝基苯类化 合物的点污染源，水中长期可以检出硝基苯1 ，出现污染事故尤为明显。鱼类受水中硝 基苯影响，一方面本身产生中毒效应，另一方面也由于鱼体吸收了来源于水中的污染物 产生富集与代谢作用，直接造成人类对松花江鱼类的食用危害。 1 1 1 优先污染物 水中有毒污染物品种繁多，不可能对其每一种都制订控制标准，而只能有针对性地 从中选出一些重点污染物予以控制，这些优先选择的有毒污染物称为环境优先控制污染 物h 1 。简称优先污染物( p r i o r i t yp o l l u t a n t s ) 。美国是最早开展优先污染物监测的国 家。早在七十年代中期制订的“清洁水法 中就明确规定了1 2 9 种优先污染物。其中1 1 4 种是有毒有机污染物。 日本环境厅于1 9 8 6 年底公布了对1 9 7 4 1 9 8 5 年间6 0 0 种优先有毒化学品环境安全 性的综合调查，并于1 9 9 3 年3 月颁布了新的饮用水标准。前苏联1 9 7 5 年公布了4 9 6 种 有机污染物在综合用水中的极限容许浓度，十年后又修改为5 6 1 种。前联邦德国1 9 8 0 年公布了1 2 0 种水中有毒污染物名单并按毒性大小分类。欧共体在“关于水质项目的排 放标准 的技术报告中也列出了“黑名单”和 “灰名单”3 。 我国为了更好控制有毒污染物排放，也于2 0 世8 0 年代末开展了水中优先污染物筛 选工作。这项工作立足于我国的水污染实际，从工业污染源调查和环境监测着手，汇总 了约1 0 万余个数据，并在此基础上整理成初始名单，计2 3 4 7 种有毒化学物质同时， 参考国外有毒化学物质控制名单和毒性数据约1 万余条，进而制订水中优先控制污染物 黑名单筛选原则并按此原则进行初筛，于1 9 9 0 年提出初筛名单2 4 9 种，通过多次专家 研讨会提出了符合我国国情的水中优先控制污染物黑名单6 8 种3 ，为我国优先污染物控 制和监测提供了依据。 东北师范大学硕士学位论文 1 1 2 硝基苯性质及环境毒性 一硝基苯的物理化学性质口1 硝基苯为淡黄色油状液体，具有苦杏仁昧。相对分子质量1 2 3 1 1 ，沸点2 1 0 9 ， 熔点5 7 ，相对密度1 2 0 3 4 ( 2 0 ) ，易挥发、易燃、易爆。蒸汽压3 4 6 6 k p a ( 2 0 ) ， 2 0 时饱和蒸汽浓度为1 7 5 m g l 。其蒸汽毒性较液体大。难溶于水及酸、碱溶液，易溶 于乙醇和醚等有机溶剂。在水中溶解度为0 1 9 9 1 0 0 m l 。 二硝基苯的环境参数陋1 水中的溶解度( s ) ：1 9 9 l ( 2 0 ) 辛醇一水分配系数( k o w ) ：7 4 沉积物一水分配系数( k o c ) ：3 6 生物转化和降解系数( k b ) ：3 e 一9 生物富集系数( b c f ) ：2 1 0 嗅阈值：0 0 3 m g 几 亨利常数( h c ) ：o 9 2 4 p a m 3 m 0 1 气固分布系数( k s e d ) ：3 6 有机质水分布系数( k o m ) 均值：5 0 1 三毒性作用呻1 硝基苯可经呼吸道和皮肤进入机体，引起头晕、乏力、食欲不振等症状，并随中毒 程度增加而加重。酒精可增强硝基苯的毒性。用硝基苯5 0 m g k g 给兔子灌胃，9 1 4 个月 可发现脑水肿。硝基苯能引起中枢神经系统功能严重紊乱，主要症状有头痛、耳鸣、恶 心、呕吐、虚脱、四肢抽搐、尿少、黄疸及抑郁等。硝基苯能破坏红细胞，并能使血红 蛋白转化为高铁血红蛋白及硝基苯血红蛋白。高铁血红蛋白是一种相对稳定的化合物， 在组织中不能电离，不能供给组织氧气，可造成组织器官缺氧，红细胞数和血红素量减 少，海因氏小体和网织红细胞增多症。严重急性中毒者，可引起内窒息而死亡。还可使 红细胞蛋白变性，产生溶血症状。硝基苯对肝脏、肾和心肌也可产生损害。 硝基苯有致畸作用。据报道，对妊娠大鼠以1 2 5 m g k g 的剂量进行皮下注射时，在 形态变化和胎盘发育方面，可发现胚胎在腹内发育时有明显破坏。对早期怀孕大鼠暴露 硝基苯时，部分小鼠有脑积水、软骨病、骨盆和后肢发育不全等现象。当硝基苯作用于 后期怀孕大鼠时，可出现胎儿脱离现象，但胎儿的大小和质量上没有明显现象。 国家卫生标准中规定，硝基苯在车间的最高允许浓度为5 0 m g m 缸引。国家规定工业 废水最高容许排放标准为5 m g 几，；地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 中在“集中式 生活饮用水地表水源地特定项目标准限值规定硝基苯最高允许浓度为0 0 1 7 m g l u0 1 。 而1 j | h o 在其研究报告环境健康基准2 3 0 中引用国际癌症研究机构观点，认为硝基苯 属于2 b 类致癌物，即表示在动物中有致癌作用，在人类中证据不充分或没有证据。国 内外尚未有鱼体中硝基苯的食用安全标准n 。 2 东北师范大学硕士学位论文 1 2 以硝基芳烃化合物为代表的有机污染物水环境化学行为 1 2 1 典型污染物在水生生态系统中的生物富集与释放研究 有机污染物在生物相中的生物积累作用是其在多介质问迁移转化的重要组成部分， 是对其进行风险评价的基础u 2 。 有机锡化合物作为高效海洋生物杀生剂，三丁基锡在驱逐或杀死管虫、藤壶、贻贝 等船体黏附生物的同时，也对牡蛎等非目标生物构成威胁，且可在鱼贝中蓄积，间接对 人体健康产生危害。戴树桂等n 鲫在实验室条件下，建立了扁藻一轮虫一糠虾三级河口食 物链，研究了食物链对有机锡生物积累的贡献。生物积累实验中给喂染毒的食物，生物 积累达稳态时生物体内的丁基锡含量比单从水中富集时的量大的多。生物体内高出的丁 基锡就是食物对生物积累的贡献。对于轮虫，从水中摄取的丁基锡是生物积累的主要来 源，占生物积累的近8 0 ，而从食物中摄取的部分是次要的。对于糠虾，从水中和食物 中摄取两条途径的贡献相同。总之在染毒食物存在的情况下，生物积累远大于单从水中 的生物积累。而是否会沿食物链传递出现放大作用，不仅仅决定于所研究的化合物的性 质，还决定于组成食物链生物的习性关系。 利用微宇宙系统来研究化学物质的迁移、转化从而了解这些化学物质在环境中的变 化与归宿，是生态系统水平上研究毒物对生态系统和生态系统对毒物适应能力的有用工 具。聂湘平等n 们通过对人工模拟水族系统中多氯联苯的环境行为研究，包括多氯联苯在 水体、沉积物、生物体不同分配相及生物体不同组织、器官中的分布及其迁移、分配、 富集等变化过程，为更好地认识多氯联苯在环境中残留、迁移、归趋及其在生物体内代 谢转化等过程提供科学依据。其中包括三个不同生物类群：皇冠草、河蚬、鲢鱼。其中 河蚬生物富集系数最高，鲢鱼次之，皇冠草最低。 王宏，沈英娃等n 目曾采用水体中三个营养级别的水生生物( 绿藻、水蚤和鱼) 测试 卤代酚类，硝基苯类、烷基苯类典型有毒有害化学品对水生生物的急性毒性，并对上述 物质对水生生物的安全性进行初步评价，但是并没有拓展来研究有毒有害化学品在不同 营养级上的富集与释放。 1 2 2 硝基芳族化合物在水环境中的变化及生态毒理学效应 硝基芳烃化合物是重要的化工原料与中间体，生产量大、应用广泛，在染料、聚氨 酯泡沫塑料、杀虫剂、除莠剂、炸药等生产领域中均占有极为重要的地位。此类化合物 属于低疏水性污染物，其中硝基苯、2 ，4 一二硝基甲苯和2 ，6 一二硝基甲苯等因具有较强 的急性毒性、致突变性和可疑致癌性，被列为美国e p a 和我国环境优先监测污染物口引。 在我国松花江中游、海河、淮河流域水体和鱼体中硝基芳烃的检出率及浓度均较高，是 江河水体中存在的主要有机污染物类别n 利。 一硝基芳烃在水中的迁移、转化、与归宿 化学品在水环境中发生的迁移转化过程，主要决定因素是它们的化学结构与物理、 化学性质。硝基芳烃化合物溶解度均较高，在1 0 2 1 0 3 p p m 之间，l g k o w ( 辛醇水分配 3 东北师范大学硕士学位论文 系数) 值较低，在1 8 7 2 6 0 之间，水环境中比较不易被吸附和生物富集。其亨利常 数h 在1 0 1 0 吨，具有中等与较低水中的挥发能力。由于硝基芳烃具有不饱和杂原子官 能团，对于波长大于2 9 0 n l i l 的近紫外光、紫及蓝色光有中到强的吸收，一些研究工作 n 8 1 9 咖均表明光解为硝基芳族化合物水环境中行为的控制因素，生物降解也是不应忽视 因素。 无论在纯水还是江水中，硝基芳族化合物光解速率常数值顺序相同，为卜硝基萘 2 ，6 一二硝基甲苯 2 ，4 一二硝基甲苯 硝基氯苯 硝基苯。 袁星等瞳以松花江吉林江段哨口断面的江水为微生物源，对硝基苯及衍生物在江水 中的生物降解过程进行了模拟研究，得到相应的降解规律。硝基苯单一组分时，浓度及 微生物驯化条件、环境温度和附加碳源等对生物降解速率有很大影响。多组分混合体系 中，化合物结构、微生物源及驯化时间是影响有机物生物降解的主要因素。其生物降解 规律为：硝基苯( 5 7 5 u g l ) 2 ，6 一二硝基甲苯( 4 9 7 u g l ) 对硝基氯苯( 4 5 8 u g l ) 对硝基甲苯( 1 1 7 u g l ) 间硝基苯甲醚( 9 6 7 u g 几) 。在平水期江中5 种化合物的 消除半减期依次为6 一二硝基甲苯( 1 0 8 5 天) 4 一硝基氯苯( 3 3 o 天) 硝基苯( 3 3 6 4 天) 脊肉，4 8 h 时达到峰值浓度，分别为2 1 1 、1 4 0 m g k g ；9 6 h 内平均浓度分别为1 8 2 、1 3 4 m g k g ； 富集系数峰值分别为3 8 7 、2 5 7 ，9 6 h 平均富集系数分别为3 1 3 、2 2 9 。富集6 0 h 后， 鱼体内硝基苯浓度趋于稳定。 二低浓度组富集实验结果表明，鱼体内硝基苯浓度分布规律与高浓度富集实验规 律基本一致，也为：内脏 脊肉，2 4 h 时鱼体内达到峰值浓度，分别为内脏o 1 0 6m g k g 、 脊肉0 0 8 2 m g k g ；富集系数峰值分别为7 6 1 、5 8 2 。1 4 8 h 内内脏、脊肉的平均浓度分 别为0 0 5 9 、o 0 4 8 m g k g ，平均富集系数分别为4 4 0 、3 6 0 。 3 2 鱼体肝脏对硝基苯的代谢转化 图3 3 所示硝基苯在厌氧环境中的还原反应历程h2 | ，其稳定的还原产物是苯胺。硝 基芳烃通过一系列电子转移反应生成偶电子中间体亚硝基化合物和羟胺化合物，最后生 成了芳胺。 2 e 一 一 n h 2 图3 3 硝基苯还原反应历程 鱼体内对硝基苯的代谢主要通过鱼的肝脏h3 。，通过完成以下的两种实验方法鱼 的体外和体内实验，对所研究的样品，使用液相色谱仪进行分析，除了检出我们加入的 硝基苯外，在保留值t 。4 4 m i n 左右存在一个色谱峰，该色谱峰与苯胺保留值一致，初步 可以判断该物质就是硝基苯代谢转化的产物苯胺。 3 2 1 体外实验 表3 3 列出鱼体肝脏体外实验研究结果，随时间增加样品中硝基苯含量和苯胺含量 的实测平均值( n = 2 ) 。图3 4 为硝基苯和苯胺2 2 4 小时内的含量变化曲线。 表3 3 体外实验硝基苯和苯胺的含量 时间( h )硝基苯含量( m g k g )苯胺含量( m g k g ) 2 1 1 6 1 、 3 0 3 61 0 0 52 2 5 1 09 0 51 1 6 5 2 46 0 95 6 2 1 5 东北师范大学硕士学位论文 图3 4 体外实验硝基苯和苯胺含量变化曲线 、峭r啪州懈嗍螂脚”喁坤槲嘲蝌掣嘲秣黼瞄嘲嘲鞠蝴p ” c 啼拍c 擗鼍0 辩懈 e h ；l r e 岸雄博爿o ，一2秘黔：枣铋8 鬈1 c 0 0够7 ，窜写2 痞勰：j 9 ：芋j 8 ，c l r 埘 下t 钟爱拦p 镶玎 c h 陈，印? 怒 r e f 托 斜瞪瓤 黔静 il2 4 j1 7 鼬3 8；鬣? s 2粤；l 奢l 了t o it l 口6。r ；连4 ，32 1 1 2l i 3 亨 毒4 l2 & 6l 畦 0 ，2 3 6 6 3 9 铀9v 5纰2 7 7孙酾?0 毒_ | y t 咏1 蕺 氯 7 e ? 2 0 9 ，0 8 勺f l 萎 0 2 8 7 7 j 9 鲋2 1 事6 钳 2 ，鞫1 “_ o 目 + o 善 嚷曩。 。 静 1 ：r ，o ? 矗l ，】8 3 7 2 4 孽6 0 0 ；71 0 0 ：l 一一_h。_-_。-_-_”-_-_-，_-_-_-_m-_-_-“h*_“。_i_“hh_描 图3 5 样品1 0 h 的液相色谱检出图 3 2 2 体内实验 表3 4 列出鱼体肝脏体内实验研究结果，随时间增加样品中硝基苯含量和苯胺含量 的实测平均值( n = 2 ) 。图3 6 为硝基苯和苯胺2 7 4 小时内的含量变化曲线。 表3 4 体内实验硝基苯和苯胺的含量 时间( h )硝基苯含量( ( m g k g )苯胺含量( m g k g ) 22 8 50 5 9 71 2 90 7 9 1 0 54 7 12 0 6 2 66 4 11 2 7 3 1 8 5 0 1 0 3 3 4 51 1 3 3o 5 8 5 0 55 7 l0 2 9 5 84 1 90 6 8 7 44 9 1o 3 7 1 6 嚣静拿一 东北师范大学硕士学位论文 图3 6 体内实验硝基苯和苯胺含量变化曲线 l ， 本事c a l c “l l ( 蛾黼粥托i c i 随矩) 了l 蠲：硝 s 磊 j i 嚣 粥t 黏 掰静_ 。( 蜂蟮孙雅 1l2 3 2l 2 7 i 7 97 6 婀07 3 ，了4 b ： 2五8 4 舶鹳2 曼矗辩9 鲥0 1 嚣镪 3 ? 7 sj 0 5 6鳃t0 密5 l 44 。8 j 鸯；3 鼋4t口i 9 1 4 争筝23 2 3 鞠2t v o 1 5 7 ： 蓐5 2 譬81 5 l 毒3w0 e 7 雪 7 ，嚣鲋秽i 2 2t ve 媾i ：8i e 翳27 骞鹳27 蠡43 ，甚0 9 ： 下艚蹦2 0 疆曝6 0l1 2 瓤3l 哿啻 。 麓箩 纂 篡o i 乙争 图3 7 样品1 0 h 的液相色谱检出图 3 2 3 实验结果与讨论 ( 1 ) 通过体外实验结果可以看出，鱼体肝脏内硝基苯含量随时间逐渐降低，伴随 着代谢产物一苯胺的生成，含量逐渐增加。 ( 2 ) 体内实验表现出硝基苯在鱼体肝脏内的积累和富集曲线呈现峰形，曲线形状 与高浓度组和低浓度组的富集曲线相似，而且在硝基苯含量降低时苯胺含量有增加的趋 势，尤其在7 1 0 小时表现更为明显。可以初步解释为此时鱼体肝脏酶的活性最强，代 谢过程最为显著。因此可以初步认定硝基苯通过鱼肝脏组织中酶的代谢，以硝基苯还原 过程为主。 ( 3 ) 体内实验和体外实验结果类似，体外实验仅反映出硝基苯浓度降低以代谢过 程为主；体内实验既反映出富集过程，也伴随着代谢过程。 ( 4 ) 仅以液相色谱分析确定代谢产物为苯胺存在不确定性，有待进一步通过液质 ( l c - m s ) 检测定性代谢产物，来证明以上实验结论的可靠性。 ( 5 ) 以液相色谱测定鱼体肝脏中硝基苯及其代谢产物，实测样品中杂质峰较多， 1 7 东北师范大学硕士学位论文 说明样品中存在干扰物质，应该在前处理方法中增加样品净化环节，以减小干扰，增加 定性的准确性。 东北师范大学硕士学位论文 第四章鱼类食用安全性的影响研究 目前国内外还没有硝基苯和苯胺在鱼类等水产品中食用安全性评价标准，因此对这 两种化合物在鱼体内的食用安全性做出评价没有直接依据，也无法从富集和代谢角度对 鱼体受水中硝基苯污染后，人类食用鱼后的危害大小做出评估。 4 1 水产品中安全含量的推算 4 1 1 食品中硝基苯安全含量评价程序 第一阶段：急性毒性试验 根据美国环境保护局( e p a ) 1 9 8 5 年h 2 3 硝基苯毒理学评价的报道：硝基苯对大鼠的 l d 5 0 ( 半数致死量) 为6 4 0 m g k g 、皮肤( 真皮) 接触为2 l o o m g k g 。吸入性l c 5 0 为5 5 6 p p m 。 此前s m y t h 等报道了硝基苯对大鼠的l d 5 0 为6 0 0 m g k g 。在目前评价被污染的水中水产 品食用安全性时应以口服的形式计算，综合考虑后其l d 5 0 选用6 4 0m g 妇。此数值大于 人可能摄入量的1 0 倍，根据食品安全性毒理学评价程序应进入下一阶段的毒理学 评价。按照我国国家标准急性毒性实验h 3 1 附录d 的毒性分级标准，硝基苯( 5 0 卜5 0 0 0 m g k g ) 属于低毒。其作用的靶器官可能是肝脏、肾脏、脾、肺等。 第二阶段：遗传毒性试验。 根据硝基苯的理化性质和化学结构的特点，美国环境保护局1 9 8 7 h 4 1 设计了对受试物 的遗传毒性以及是否具有潜在致癌作用筛选实验。在致突变实验中，短期的诱变实验显 示硝基苯没有致突变活性，通过饲喂2 0 0 m g k g 或5 0 0 m g k g 的硝基苯，在小鼠的肝细胞 中没有发现不规则d n a 合成的增加。说明此剂量下没有遗传毒性。 第三阶段：亚慢性毒性试验9 0 d 喂养试验、繁殖试验 1 9 8 4 年美国化学物质毒理学研究所做了喂养试验：在亚慢性毒性实验中，设置了每 天6 小时，每周5 天共9 0 天时间，0 、5 、1 6 、5 0 p p m 的浓度吸入。根据b 6 c 3 f 1 小鼠和 f 3 4 4 大鼠的血液、肾上腺、肾脏以及肝脏损害情况，确定2 5 m g m 3 ( 约等于5 p p m ) 为最 小副作用可观测水平( l o a e l ) h 2 | 。 繁殖毒性试验显示，单独口服3 0 0 m g k g 的硝基苯能够在卜4 天之内造成骨头坏死， 精母细胞、多核巨大细胞以及副睾中精细胞减少。口服剂量在5 0 m g k g 一2 0 0 m g k g 时没 有发现类似的反应h 引。 第四阶段：慢性毒性试验( 包括致癌试验) 而w h 0 在其研究报告环境健康基准2 3 0 h 3 3 中引用国际癌症研究机构观点，认为 硝基苯属于2 b 类致癌物，即表示在动物中有致癌作用，在人类中证据不充分或没有证 据。 1 9 东北师范大学硕士学位论文 4 1 2 日容许摄入量的推导 食品安全性毒理学评价程序的定义，日容许摄入量( a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e ， a d 工) 是指人类每日摄入某物质直至终生，而不产生可检测到的对健康产生危害的量， 以每千克体重可摄入的量表示，即m g ( k g 体重d ) 。其推导依据是将无作用剂量( n o e l ) 除以合理的安全系数得出的。安全系数一般定义为1 0 0 ，即假设人较实验动物对受试敏 感1 0 倍，人群内敏感性差异为1 0 倍。安全系数主要是根据经验而定的，而不是固定不 变的，用安全系数制定a d i 也不是简单的数学计算。安全系数的确定要根据受试物的性 质以及受试物在实际应用的范围、数量等诸多因素作相应的增大和减少。在全部资料综 合分析的基础上，才能够确定合适的安全系数。 按照食品安全性毒理学评价程序理解，最小副作用可观测水平( l o a e l ) 应和 最大无作用剂量( 删l ，是无作用剂量的最大值) 相差甚微。根据上述第三阶段毒理学 评价得到的硝基苯吸入2 5 m g m 3 ，而且按全部吸收计算，转换成摄入的量为4 6 m g k g d ， 按照日容许摄入量( a d i ) 的制定h 3 】，以中国人的平均体重6 0 k g h 4 1 ，安全系数为1 0 0 计，一个普通的人每天摄入硝基苯的最大量为4 6 ( m g k g d ) 1 0 0 6 0k g = 2 7 6 m g 。 但是，由于目前我们未掌握任何关于最大无作用剂量的确凿数据，只能以美国文献 中确定的最小副作用可观测水平为依据计算。因此，安全系数也采用美国所使用的安全 系数9 0 0 0 ，则推导出人每天摄入硝基苯安全量为4 6 ( m g k g d ) 9 0 0 0 6 0k g = o 0 3 0 m g ( 美国为0 0 3 5 m g ) 。 4 1 3 水产品中硝基苯食用安全含量的建议值 假设水产品中硝基苯的安全含量为o 0 3 0 m g k g ，若每天摄入含有硝基苯的水产品 1 k g ，则硝基苯的摄入量为o 0 3 0 m g ，不会超过上述推算出的“日容许摄入量 。而在通 常情况下，每人每天水产品的摄入量约为1 0 0 克，则摄入硝基苯的量为0 0 0 3 m g ，远低 于“日容许摄入量 。综合考虑各种因素，建议0 0 3 0 m g k g 作为本次实验食用安全评估 的安全含量。 4 2 鱼类对硝基苯的富集与代谢对食用安全性的影响 以上估算得出水产品内硝基苯的食用安全含量是0 0 3 0 m g k g 。依据本实验研究结 果，当水中硝基苯浓度为0 0 1 4 m g l ( 国家水质标准为0 0 1 7 m g l ) ，鱼体脊肉平均富集系 数为3 6 ，计算出鱼体脊肉硝基苯含量为0 0 5 0 m g k g ，略大于水产品对硝基苯的食用安 全含量；当水中硝基苯浓度为0 5 8 6 m g l ( 与松花江污染事故时期，松花江水中最大接近 浓度) ，鱼体脊肉平均富集系数为2 2 9 ，计算出鱼体脊肉硝基苯含量为1 3 4 m g k g ，远大 于水产品对硝基苯的食用安全含量；因此，本项研究结果说明，松花江水质污染事故的 出现，会直接影响到松花江水中的鱼类的食用安全。 本项研究可以初步证明，若鱼体富集了硝基苯后产生代谢转化，生成苯胺类化合物， 2 n 东北师范大学硕士学位论文 也会对鱼类食用安全形成新的影响因素。污染事故出现后，松花江水中的苯胺浓度很快 就降低到安全浓度以下，说明苯胺在环境水体中很快降解，其危害程度远低于硝基苯。 鱼体内产生的苯胺同样也会逐步快速降解，降解产物苯胺对鱼体食用安全的影响也远小 于硝基苯。 2 l 东北师范大学硕士学位论文 第五章结论与建议 一水中硝基苯平均浓度为0 5 8 6 m g l ，鱼体脊肉富集的平均含量为1 3 4 m g k g ，富 集系数为2 2 9 ；水中硝基苯平均浓度为0 0 1 4 m g l ，鱼体脊肉富集的平均含量为 o 0 5 0 m g k g ，富集系数为3 6 ；鱼体的富集量与水中硝基苯浓度呈正相关系，鱼体脊肉对 低浓度水中硝基苯的富集系数高于高浓度。 二体外实验结果表明，鱼体肝脏内硝基苯含量随时间逐渐降低，并伴随着代谢产 物一苯胺的生成，且其含量逐渐增加。 三体内实验表现出硝基苯在鱼体肝脏内的积累和富集曲线呈现峰形，曲线形状与 高浓度组和低浓度组的富集曲线相似，而且在硝基苯含量降低时苯胺含量有增加的趋 势，尤其在7 一l o 小时表现更为明显。可以初步解释为此时鱼体肝脏酶的活性最强，代 谢过程最为显著。因此可以认定硝基苯通过鱼肝脏组织中酶的代谢，以硝基苯还原过程 为主。 四按食品安全含量评价程序估算得到鱼体内食用安全含量是0 0 3 0 m g k g 该值可 以作为松花江硝基苯污染对鱼类食用安全性评价依据。 五松花江水质污染事故会直接影响到鱼体食用的安全性，主要影响来自于硝基苯， 苯胺的影响是次要因素。 六仅以液相色谱分析确定代谢产物为苯胺存在不确定性，有待进一步通过液质 ( l c m s ) 定性代谢产物，来证明以上实验结论的可靠性。 七以液相色谱法测定鱼体肝脏中硝基苯及其代谢产物，实测样品中杂质峰较多， 说明样品中存在干扰物质，应该在前处理方法中增加样品净化环节，以减小干扰，增加 定性的准确性；进一步准确定性代谢产物，除需要在实验环节和样品处理净化环节加强 研究外，还要对实验样品进行l c m s 检测。 东北师范大学硕士学位论文 参考文献 【1 】王晓燕，尚伟水体有毒有机污染物的危害及优先控制污染物【j 首都师范大学学报( 自然科学 版) ，2 0 0 2 ，2 3 ( 3 ) ：7 3 7 8 2 】王晓蓉编著环境化学口咽南京，南京大学出版社，1 9 9 7 ，9 2 3 候定远，唐检飞气相色谱法分析有机污染物新进展 j 环境保护，1 9 9 4 ( 1 0 ) ：3 0 3 1 4 】中国优先检测研究课题组环境优先污染物 m 】北京：中国环境科学出版社，( 1 9 8 9 ) ：5 1 2 5 1 4 5 】y a m a g i s h it m i 弘忆a l ( it ，h o r i is ，e ta 1 i d a i t i f i c a t i o no fm u s kx y l e n ea n dm u s kk e t o n ei n 蜀陀s hw a t e r f i s hc o l l e c t e d 行o mm et a m ar e v e rt 0 k y 0 j 】b u l l e n v 拍n c o n 劬t 0 ) 【i c1 9 81 ，2 6 ：6 5 6 6 6 2 【6 侗文敏，博得黔，孔完光水中有先控制污染物黑名单 j 中国环境监测，1 9 9 0 ，6 ( 4 ) ：1 7 a r t h u rcl ，r 气：w l l s z y nj j 】a n a lc i l 锄，1 9 9 0 ，6 2 ( 1 9 ) ：2 1 4 5 - 2 1 4 8 8 z h a n czyp a w l s z y nj j 】a n a lc h e i i l ，1 9 9 3 ，6 5 ( 1 4 ) ：1 8 4 3 一1 8 5 2 9 】杨卫芳，杨玉军，等水环境中痕量有毒有害物质的检测贵州化工 j 】2 0 0 5 ，3 0 ( 6 ) ：3 0 3 1 1 0 】吴晓光，邹泽城上海环境科学 j 】1 9 9 2 ，1 l ( 5 ) ：2 5 - 2 7 1 1 爱旦立，孙裕生，刘秀英，等环境检测 m 】高等教育出版社，1 9 9 5 年4 月第2 版2 3 3 - 2 3 4 1 2 】张景明，刘建琳，周雯水中痕量有机物分析的前处理方【j 中国环境监测，2 0 0 1 ( 3 ) ：3 1 3 3 【1 3 】戴树桂，孙红文，王玉秋，等三丁基锡的生物富集与分配行为【j 】环境科学学报，2 0 0 2 ，2 2 ( 6 ) ：7 2 7 7 3 1 1 4 】聂湘平，魏泰莉，蓝崇钰多氯联苯在模拟水生态系统中的分布、积累与迁移动态研究 j 】水 生生物学报，2 0 0 4 ，2 8 ( 5 ) ：4 7 8 - 4 8 3 ， 1 5 】王宏，杨霓云，沈英娃，等海河流域几种典型有机污染物环境安全性评价【 j 】环境科学研究， 2 0 0 3 ，1 6 ( 6 ) ：3 5 - 3 6 1 6 】王晓燕，尚伟水体有毒有机污染物的危害及优先控制污染物 j 】首都师范大学学报( 自然科学 版) ，2 0 0 2 ，2 3 ( 3 ) 【1 7 】王正萍，周雯编著环境有机污染物的检测分析化学工业出版社，2 0 0 2 年5 月第l 版：2 1 1 8 国家环境保护总局编水和废水检测分析方法( 第四版) 中国环境科学出版社：6 0 3 f 1 9 】陈猛袁，东星，鹏翔傲波萃取法研究进展 j 分析测试学报1 9 9 9 ( 5 ) ：8 2 8 6 【2 0 】w us ，e u 廿o p l l i c a l i o n ，w | a 衙b 0 m ep a t l l o g e n sa n dx e n o b i o t i cc o n l p o 蚰d s ： e n v 的删l e i n a lm s k s 锄d c h 砌l 髓| 尹s j 】m 撕n ep o l l u t i o nb u l l e 血，19 9 9 ，3 9 ：1 1 - 2 2 【2 1