（环境科学专业论文）白腐真菌pleurotaceae对酚类内分泌干扰物的生物降解研究.pdf

白腐真菌p l e u r o t a c e a e 对酚类内分泌干扰物的生物降解研究 b i o d e g r a d a t i o no f p h e n o l i c se n d o c r i n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l sb y w h i t e r o tf u n g i p l e u r o t a c e a e a b s t r a c t b e c a u s en o n y l p h e n o la n db i s p h e n o lah a v et e r a t o g e n i c ，c a r c i n o g e n i c ，m u t a g e n i ca n d e n d o c r i n ed i s r u p t i n g e f f e c t s ，t h e yh a v eb e e nt y p i c a le n d o c r i n ed i s r u p t o r s n o n y l p h e n o l e t h o x y l a t e si sap r e c u r s o ro fn o n y l p h e n o l ，w h i c hh a v eb e e nu s e dw i d e l ya sas u r f a c t a n ti nt h e i n d u s t r y w es i m u l a t e dn a t u r a lc o n d i t i o n s ，i no r d e rt oi n s p e c tt h eb i o d e g r a d a t i o nw a ya n d i n f l u e n c ef a c t o r so fb i s p h e n o la ，n o n y l p h e n o la n dn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e sb yw h i t er o tf u n g i p l e u r o t a c e a e ( 1 ) b i o d e g r a d a t i o no fb i s p h e n o lab yw h i t er o tf u n g ii nb a iy a n gd i a nr a ww a t e r ，a n d d i f f e r e n te f f e c t i n gf a c t o r si n c l u d i n g i n o r g a n i cs a l tm e d i u m ，r a ww a t e rw i t hi n o r g a n i cs a l t m e d i u m ，b a c t e r i ac o e x i s t e n c e ，p hw e r ei n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tr a ww a t e ro f b a i y a n gd i a ni st h eo p t i m a lc o n d i t i o nf o rb i o d e g r a d a t i o no fb i s p h e n o lab yw h i t er o tf u n g i i n r a ww a t e rb i s p h e n o law a sc o m p l e t e l yd e g r a d e di n6 d b u tt h ed e g r a d a t i o ni si n h i b i t e di nr a w w a t e rw i t hi n o r g a n i cs a l tm e d i u m w h e nb a c t e r i ac o e x i s t e d ，t h eg r o w t ho fw h i t er o tf u n g iw a s i n h i b i t e d h o w e v e r ，p h = 6w a sm o r es u i t a b l ef o rd e g r a d a t i o nt h a np h = 7 t h ei n t e r m e d i a t e s d u r i n gt h eb i o d e g r a d a t i o n o fb i s p h e n o lai n c l u d e d2 - h y d r o x y - 2 一p h e n y la c e t i ca c i d ， 2 - h y d r o x y p h e n y lp r o p i o n i ca c i da n dm a l o n i ca c i d ( 2 ) w h e nb i s p h e n o la a n dn o n y l p h e n o lo rn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e sc o m b i n e dp o l l u t i o n ， w ef o c u s e do nt h ed e g r a d a t i o no f t h e mb yw h i t er o tf u n g i ，a n ds o d i u mc h l o r i d e ，h u m i ca c i d w e r ei n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tw h e nb i s p h e n o laa n dn o n y l p h e n o lc o m b i n e d p o l l u t i o n , t h et r e n d so fb i s p h e n o la sd e g r a d a t i o nc u r v ei ss i m i l a rw i t hb i s p h e n o la a l o n e ， w h i c hf o l l o w e dt h e ”t w o s t a g e ”t h ed e g r a d a t i o nr a t eo fb i s p h e n o lai s6 8 w h i c hh i g h e r t h a nt h ed e g r a d a t i o nr a t eo fn o n y l p h e n o l ( 6 2 ) b yw h i t er o tf u n g ii n14d t h ea d d i t i o no f s o d i u mc h l o r i d es l i g h t l yp r o m o t e dt h eb i o d e g r a d a t i o nr a t eo fb i s p h e n o laa n dn o n y l p h e n 0 1 w i t ht h ec o n c e n t r a t i o no fh u m i ca c i db e c o m eh i g h e r ，t h ed e g r a d a t i o no fb i s p h e n o lao r n o n y l p h e n o li sf a s t e r w h e n b i s p h e n o la a n dn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e sc o m b i n e dp o l l u t i o n ，t h ed e g r a d a t i o nr a t e o fb i s p h e n o laf i n a lg o t7 2 i n14d ，a n dc o m p a r e dt on o n y l p h e n o la n db i s p h e n o la c o - e x i s t e n c et h ed e g r a d a t i o nr a t eo fb i s p h e n o la i sh i g h e ri nt h i sc o n d i t i o n t h ed e g r a d a t i o n r a t eo fn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e si s5 7 ，w h i c hl o w e rt h a nt h ed e g r a d a t i o nr a t eo fb i s p h e n o la t h ea d d i t i o no fs o d i u mc h l o r i d ei n h i b i t es i g n i f i c a n tt h ed e g r a d a t i o no fb i s p h e n o la ，w i t ht h e c o n c e n t r a t i o no fs o d i u mc h l o r i d ei n c r e a s e d ，t h ed e g r a d a t i o nr a t eo fb i s p h e n o las i g n i f i c a n t l y l o w e r t h e r ei sl i t t l ee f f e c to nt h ed e g r a d a t i o no fn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e s ，a n ds o m ep a r t so f l i 大连理下大学硕十学位论文 d e g r a d a t i o nc u r v ea r ec o i n c i d e n c e t h ea d d i t i o no fh u m i ca c i dh a sa c t i v e l ye f f e c t s o nt h e b i o d e g r a d a t i o no fb i s p h e n o la ，w i t ht h e c o n c e n t r a t i o no fh u m i ca c i di m p r o v i n g ，t h e d e g r a d a t i o nr a t er i s i n g c o m p a r e dt oh u m i ca c i d - f r e et h ed e g r a d a t i o nr a t e o fn o n y l p h e n o l e t h o x y l a t e sh a sb e e ni n h i b i t e d ，b u tw i t ht h ei m p r o v e m e n to fh u m i ca c i dc o n c e n t r a t i o n ， n o n y l p h e n o le t h o x y l a t e sd e g r a d a t i o nr a t ei n c r e a s e d w h e nb i s p h e n o laa n dn o n y l p h e n o lc o - e x i s t e n c e t h ei n t e r m e d i a t e so fb i s p h e n o la i n c l u d e d2 , 2 t w o ( 4 h y d r o x y p h e n y l ) b e n z e n e p r o p a n o i ca c i d - q h y d r o x y , c i n n a m i ca c i d - 4 - d i h - y d r o x y - a h y d r o x y , b e n z e n e a c e t i ca c i d 一4 一h y d r o x y ，c i n n a m i ca c i d - a - h y d r o x y , f u m a r i ca c i d a n db e n z o i ca c i d 4 h y d r o x y t h e r ei sb e n z e n e a c e t i ca c i d 2 h y d r o x ye l s ei nt h ec o n d i t i o no f b i s p h e n o la a n dn o n y l p h e n o le t h o x y l a t e sc o - e x i s t e n c e t h ei n t e r m e d i a t e so fn o n y l p h e n o li n c l u d e db e n z e n e m e t h a n o l - 4 - h y d r o x y l ，b e n z e n e e t h a - n 0 1 4 h y d r o x ya n d4 - h y d r o x y l - b e n z e n ep r o p i o n a t ea c i d 一2 - p r o p a n 0 1 a n dw e d e t e c t e db e n z o i c a c i d 3 ，4 - d i h y d r o x ya n d a c e t i ca c i d 一( 2 ，4 - d i h y - d r o x y p h e n y l ) w h i c hw e r et h ei n t e r m e d i a t e so f n o n y l p h e n o le t h o x y l a t e s k e yw o r d s ：b i s p h e n o la ；n o n y l p h e n o l ；n o n y l p h e n o le t h o x y l a t e s ；w h i t er o tf u n g i ； b i o d e g r a d a t i o n 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目： 鱼庭童蛰f 龇边垦垮幽鲤i 拉毖盈庄娩醚耷壁 一 作者签名：聋整 日期：幽年j l 月j l 日 大连理t 大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目： 盈叠塞茴 雄啦比盟j 尊幽金型土拙尬逝娩旌鲣碑盏 作者签名： 耋醴 日期塑年笠月上l 日 导师签名：盏筮丛 尘乒年1 l 月r 大连理工大学硕士学何论文 引言 工业生产飞速发展的同时，也给人类生活带来了不少的负面效应。化学污染物通过 食物、水、大气和土壤等环境介质与包括人类在内的环境生物体系全方位地接触。其中 一些化学污染物可以干扰人体内与生物体的正常行为及与生殖、发育相关的正常激素的 合成、贮存、分泌、体内运输、结合及清除等过程，因此得到国际上生态学家、内分泌 学家、毒理学家、流行病学家的极大关注，这些化学污染物被称为内分泌干扰物，已经 被视为本世纪初急需治理的“第三代污染，其对生态环境和人类的健康与生存可能带 来的潜在危害及其防治，成为当今学术界的重大研究课题。 自2 0 世纪3 0 年代二羟联苯的雌激素效应的报道【l 】以来，人们相继发现一些农药对 人类及野生动物的内分泌系统、免疫系统、神经系统和自然生态环境带来了严重不良后 果，因此环境内分泌干扰物逐渐被学术界和有关国际组织所关注。1 9 9 5 年，内分泌干扰 物研究被美国环境与自然资源委员会列为最优先项目之一。目前，世界卫生组织( w h o ) 、 国际纯化学与应用化学会( i u p a c ) 、野生动物基金会( w w f ) 、联合国协同化学品安全国 际规划署( i p c s ) 以及欧美各国、日本等也相继开展了这方面的工作【2 】。 1 9 9 7 年，我国派代表参加了在华盛顿召开的e d c s 国际会议。此次会议强调在中国 建立和验证e d c s 的甄别方法是当务之急。自此，环境雌激素所引起的危害在中国也日 益受到重视，己引起了我国学者的广泛关注，我们国家对e d c s 的研究也比较重视。2 0 0 0 年，国家自然科学基金委员分别在2 0 0 0 年和2 0 0 1 年以“环境类激素影响人类健康的机 理”和“低剂量典型环境污染物( 包括内分泌干扰物) 长时期暴露的环境效应和生物效应 危险性在研究方法学上的创新研究”为重点项目予以招标，正式在我国启动环境激素样 物质污染、毒效应与机理方面的大规模研究，但对于内分泌干扰物在自然环境中的迁移 转化途径的研究还处于起步阶段。 本课题属于国家9 7 3 项目黄淮海地区湿地水生态过程水环境效应及生态安全调控， 依据课题要求考察自然水体中微生物，特别是白腐真菌对内分泌干扰物的降解规律、影 响因素及降解途径，为了解和丰富天然水体中及复合污染条件下白腐真菌对内分泌干扰 物的自然降解规律提供参考。因双酚a 和壬基酚因具有三致效应和内分泌干扰性，并可 造成生殖系统障碍等危害 3 巧】，现已成为典型的内分泌干扰物，而壬基酚聚氧乙烯醚是壬 基酚的前驱体，其做为表面活性剂在工业生产中应用广泛，所以选择其为研究对象。 白腐真箧1 p l e u r o t a c e a e 对酚类内分泌干扰物的生物降解研究 1 内分泌干扰物环境行为研究概况 1 1内分泌干扰物的研究进展 内分泌干扰物自2 0 世纪3 0 年代二羟联苯的雌激素效应的报道【l 】以来，至今已经有 7 0 年的历史。由于大量环境激素的不断被释放，给生态环境和人类自身带来很多危害， 环境化合物的内分泌干扰效应引起了学术界和公众的极大关注，也引起了各个国家政府 和研究机构的高度重视。1 9 9 5 年，内分泌干扰物研究被美国环境与自然资源委员会列为 最优先项目之一。目前，世界卫生组织( w h o ) 、国际纯化学与应用化学会( i u p a c ) 、野 生动物基金会( w w f ) 、联合国协同化学品安全国际规划署( i p c s ) 以及欧美各国、日本等 也相继开展了这方面的工作【2 】。 1 1 1内分泌干扰物的定义 由于目前所发现的干扰动物及人体内分泌系统的有机化合物绝大多数都具有激素 特征，因此通常又将环境激素称做“干扰内分泌化合物”f e n d o c r i n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l s 或e n d o c r i n ed i s r u p t o r s ) 。美国环境保护组织内分泌干扰物筛选测试咨询委员会 ( e n d o c r i n ed i s r u p t o rs c r e e n i n ga n dt e s t i n ga d v i s o r yc o m m i t t e e ，简称e d s t a c ) 将这些能 通过干扰激素功能，引起个体或人群可逆性或不可逆性生物学效应的环境化合物称为 “环境内分泌干扰物”【2 】。有些学者将之称为“环境激素”，也有学者将之称为“环境 荷尔蒙”，日本厚生省则将环境内分泌干扰物命名为“导致内分泌障碍的化学物质”【3 】。 e d c s 物质目前还没有一个统一的定义，甚至在国际组织或杂志上的使用名称也多 种多样。如合成荷尔蒙( s y n t h e t i ch o r m o n e s ) 、环境荷尔蒙( e n v i r o n m e n t a lh o r m o n e s ) 、环 境雌激素( e n v i r o n m e m a le s t r o g e n s ) 、内分泌调节齐u ( e n d o c r i n em o d u l a t o r s ) 、外源性雌激 素( e x o g e n o u se s t r o g e n ) 、内分泌活性物质( e n d o c r i n ea c t i v ec o m p o u n d s ) 、外因性内分泌 干扰物( e x o g e n o u se n d o c r i n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l s l 、荷尔蒙干扰化学物质( h o r m o n e d i s r u p t i n gc h e m i c a l s ) 、荷尔蒙干扰物( h o r m o n ed i s r u p t o r s ) 、环境内分泌干扰化学物质或 环境内分泌干扰化学齐t j ( e n v i r o n m e n t a le n d o c r i n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l s ) 、环境内分泌干扰 物质( e n v i r o n m e n t a le n d o c r i n ed i s r u p t o r s ) 等 4 ，5 1 。 随着研究工作的相继开展，各个国家达成共识：内分泌干扰物( e n d o c r i n ed i s r u p t o r s ) ， 又称环境激素，是指一类干扰体内与生物体的正常行为及生殖、发育相关的正常激素的 合成、贮存、分泌、体内运输、结合及清除等过程的外来物质【6 】，它包括环境雌激素、 环境雄激素、环境甲状腺激素以及干扰儿茶酚胺等其他内分泌功能的环境化学物质。 一2 一 大连理工大学硕士学位论文 1 1 2 内分泌干扰物的分类与危害 根据内分泌干扰物的作用机制和结合方式，学术界将其分为以下几类【6 。1 1 7 】： ( 1 ) 模拟干扰雌激素的环境化学物 多氯联苯化合物( p c b s ) ：该类化合物约有2 0 9 种，由于其良好的绝缘性和耐火 性，被广泛地用于各行各业。p c b s 在环境中很稳定，能通过食物链富集。一般说来， p c b s 是通过其有毒降解产物对有机体产生损害的，它能透过胎盘对胎儿产生毒害作用。 烷基酚类( a p s ) - 包括壬基酚( n o n y l p h e n o l ，n p ) 、辛基酚( o c t y l p h e n o l ，o p ) 等， 被广泛地用作塑料增塑剂、农药乳化剂、纺织行业的整理剂等。不仅污染广泛，而且其 雌激素活性也很高。 邻苯二甲酸酯类( p a e s ) ：p a e s 被大量地用作塑料，尤其是聚氯乙烯塑料( p v c ) 的增塑剂和软化剂，约占增塑剂消耗量的8 0 。p a e s 也普遍用作驱虫剂、杀虫剂的载 体和化妆品、合成橡胶、润滑油等的添加剂。当前p a e s 己成为全球性的有机污染物， 造成了大气、土壤和水体的严重污染。 二苯烷烃( d i p h e n y l k a n e s ) 双酚化合物( b i s p h e n o l s ，b p s ) ：二苯烷烃包括双酚 a ( b i s p h e n o la ，b p a ) 、双酚f ( b p f ) 、双酚a f ( b p a f ) 等。普遍用于塑料行业，其中双酚 a 是生产碳酸聚脂、环氧树脂、酚醛树脂和聚丙烯酸酯等的主要原料。实验证实，双酚 化合物具有雌激素活性，能与雌激素受体结合，促进乳腺癌m c f 7 细胞增殖，诱导乳 腺癌m c f 7 细胞黄体酮受体水平升耐。7 1 。由于二苯烷烃衍生物十分广泛地散布于环境 中，人类b p s 潜在暴露日渐成为一个重要的问题。 有机氯杀虫剂和除草剂：过去的几十年中，世界各国广泛地使用残效期很长的 有机氯杀虫剂，包括狄氏剂、毒杀芬、林丹等。至今，环境中残留的有机氯化合物仍对 人类和野生动物产生危害。此外，近2 0 年来出现的拟除虫菊酯类，被农业和家庭广泛 用作杀虫剂，现已证实它能刺激乳腺癌m c f 7 细胞增殖和p 5 2 基因表达。 植物雌激素( p e s ) 矛i 真菌雌激素：多种黄酮( 如5 ，7 二羟黄酮、7 ，8 二羟黄酮) ，异 黄酮( 如5 , 7 二羟4 甲氧异黄酮、玉米烯酮等) i i 与雌激素受体结合，调节雌激素相关的 各种生理生化过程。p e s 能促进靶细胞的生长，同雌二醇竞争性地结合雌激素受体，增 加子宫鲜重，调节发情周期，p e s 还能诱导催乳素合成【8 】。此外p e s 能刺激p r l 细胞生 长【9 1 。 金属类：金属类内分泌干扰物对天然激素大多呈现拮抗作用。研究表明，铅能 降低垂体生长激素释放因子的生理作用，降低促性腺激素释放激素、促卵泡激素( f s h ) 和促间质细胞激素( l h ) 水平【1 0 】；铅还能影响雌激素对成熟前期小鼠子宫各型细胞的作 用，抑制雌激素诱导子宫内膜基质水肿】。镍使大鼠孕酮分泌下降，发情周期延长【i2 1 。 白腐真菌p 彪舢，口c 黜对酚类内分泌干扰物的生物降解研究 ( 2 ) 干扰睾酮的环境化学物 苯乙烯、二硫化碳使男性血清睾酮降低；林丹、铅以及多数邻苯二甲酸酯使大小鼠 血清睾酮降低，而且有林丹暴露史的小鼠成年后表现性行为异常 1 3 , 1 4 】。 ( 3 ) 干扰甲状腺素的环境化学物 二硫代氨基甲酸酯类( d c s ) ：d c s 是应用广泛的抗真菌化合物，主要包括烷基二 硫代氨基甲酸酯类( a d t c s ) 和乙烯二硫代氨基甲酸酯( e b d c s ) 。口服e b d c s 可使大鼠血 清四碘甲状腺氨酸( t 4 ) 、三碘甲状腺原氨酸( t 3 ) 降低，并反射性地升高促甲状腺素水平， 导致甲状腺增生和小节结状肿。此外，亚乙基硫脲、福美锌以及亚乙基双硫代氨基甲酸 锌能抑制甲状腺过氧化物酶的活性，从而阻止甲状腺素的合成【l5 i 。 多卤芳烃：多卤芳烃( 包括四氯联苯二嗯英t c d d s ) 能直接干扰甲状腺功能、甲 状腺素代谢酶以及血浆甲状腺素转运系统。p c b s 或多溴联苯能大大降低血清t 3 、t 4 水平，并降低大鼠促甲状腺素对t 3 、t 4 的调节作用。母体内的多卤芳烃可向胎儿转移， 使胎儿和新生儿阶段脑组织和血浆的甲状腺素水平降低，并伴有脑组织甲状腺素5 脱碘 酶活性升高。它们使胎儿或婴儿血浆和脑组织的甲状腺素水平降低或使分解甲状腺素的 酶活性升高，从而削弱甲状腺素对神经系统发育的重要作用，这对人类和野生动物脑的 发育有深远的影响，有关研究将有助于解释多卤芳烃的发育神经毒理学机制【l 6 1 。 其它环境化学物：噻唑吡啶是一种除草剂，可使大鼠血清t 4 降低、甲状腺增大、 甲状腺滤泡细胞肿瘤发病率升高【1 7 】。氰化物暴露使人血清t 3 、t 4 降低。 ( 4 ) 干扰其它内分泌功能的环境化学物 干扰儿茶酚胺：铅、可卡因、去甲可卡因、二硫化碳均能升高动物或人血清肾 上腺皮质激素水平。 干扰f s h 、l h ：二硫化碳、铅能升高血清f s h 和l h 水平。 干扰其它激素：铅还能影响生长激素抑制激素，植物雌激素能刺激催乳素合成 与分泌。 1 1 3 内分泌干扰物的迁移、转化与降解 内分泌干扰物在环境中的迁移转化主要取决于其本身的性质以及环境的条件。如前 所述，内分泌干扰物、包括天然雌激素及有机污染物等，可以通过吸附作用、挥发作用、 水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。 研究内分泌干扰物的迁移转化过程，有助于阐明环境激素的归趋和可能产生的危 害。环境激素在生态系统中的循环、转移主要有3 条途径：土壤途径、水体途径及空气 途径。土壤途径主要通过杀虫剂的喷洒以及含雌激素垃圾的淋溶进入土壤，再由作物及 一4 一 大连理1 二大学硕士学位论文 牧草进入家畜及人体。水体途径主要通过水生植物及动物对土壤径流、稻田农药及工业 废水中的环境激素的富集再转移给鸟类、鱼类及人。空气途径主要通过呼吸被污染了的 空气，或通过牧草及作物表面的粉尘沉降再转移给家畜及人。内分泌干扰物通常借助大 气环流及洋流由低纬度地区转移到高纬度及极地生态系统。 生物迁徙是另一种更有效的迁移途径，例如，鲑鱼可以通过回游将海洋中的内分泌 干扰物转移到阿拉斯加淡水湖泊，从而使坏境激素浓度高出其他湖泊2 倍。考虑到食物 链对鲑鱼体内激素的富集作用，这种由生物迁徙造成的环境激素的再分配与大气环流及 洋流相比具有重要的生态学意义【1 8 】。 由于内分泌干扰物不容易被生物降解，因此极易通过食物链在生态系统内进行生物 富集。环境中不易测出的微量或痕量雌激素经过3 4 个营养级的富集即可达到惊人的浓 度。多数的内分泌干扰物为脂溶性的，均不易在环境中降解，并且在人体内也没有特定 的代谢系统，因此容易在人体内蓄积，脂肪组织是内分泌干扰物蓄积的主要场所【l9 1 。内 分泌干扰物对动物及人体的影响因其代谢途径不同而不同。例如，目前己知植物激素进 入动物体内有3 种可能去向：排除体外、被身体吸收和被降解成其他化合物。植物雌激 素与人工合成雌激素的一个显著区别在于，植物雌激素很容易被肝脏内的酶分解，不会 在动物组织内积累，在体内停留时间仅为几分钟到几小时【2 0 】。 普通的水处理方法不能很有效地去除水中的环境激烈1 9 捌】。目前采取的环境激素对 策是除了停止生产或减小使用含有扰乱内分泌作用的化学物质外，还需要采用各种方法 来分解和消除内分泌干扰物。目前各国正在研究开发的方法主要有：高温熔解、光催化、 光化学分解法、超临界流体法、微生物分解法、机械化学法、电解法等。这些方法各有 优缺点，尚待完善。 1 1 4 内分泌干扰物的预处理和分析检测方法 ( 1 ) 内分泌干扰物的预处理方法 环境样品和生物样品中内分泌干扰物的分析和检测，对样品的前处理过程要求非常 高，需要从复杂基质的样品中将1 x l o 9g l 甚至更低浓度的目标化合物高效提取、纯化 和浓缩。近年来，各种高效、快速的化学和仪器分析检测技术使得内分泌干扰物的分离 和鉴定工作逐渐简化，而样品的预处理往往是分析过程的关键，决定着实验的成败。 从液体样品中提取有机物的方法，比较经典的是液液萃取和蒸汽蒸馏法。由于液一 液萃取具有处理能力大、分离效果好、回收率高、可连续操作及易于自动控制等特点， 在痕量内分泌干扰物测定领域得到越来越广泛的应用，但液液萃取需大量使用有机溶 剂，易造成环境的二次污染。蒸汽蒸馏法富集系数较高且操作相对简单，引入的杂质较 白腐真菌p l e u r o t a c e a e 对酚类内分泌干扰物的生物降解研究 少，比较适合n p 的提取，但分析时间较长【2 2 1 。 超声萃取( u l t r a s o u n de x t r a c t i o n ) 技术是近年来发展起来的一种新型分离技术。与常 规的萃取技术相比，超声波萃取技术快速、价廉、安全、高效等特点。比如在中药提取 过程中，有些中药药材具有热不稳定性，超声波提取温度低，不破坏中药材中某些具有 热不稳定的药效成份。另外超声波萃取对溶剂和目标萃取物的性质( 如极性) 关系不大， 可供选择的萃取溶剂种类多，目标萃取物范围广泛。 固相萃取( s o l i d p h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 是2 0 世纪7 0 年代初发展起来的样品前处理技 术，固相萃取方法采用高效，高选择性的固定相，与溶剂萃取法相比，能显著减少溶剂 用量，简化样品预处理过程 2 3 1 。固相萃取是净化和富集相结合的方法，特别适用于液体 样品，样品量不受限制，少到几毫升多至几十升都可适应。其一般步骤：将液态或溶解 后的固态样品带入活化过的固相萃取柱中，然后利用真空或加压等方式使样品进入固定 相。一般来说，固相萃取将保留所需组分和类似的其他组分，并尽量减少不需要的样品 组分的保留。保留的样品杂质组分可用某种溶剂淋洗掉，然后用另一种溶剂把待测组分 从固定相上沈脱下来。 ( 2 ) 内分泌干扰物的分析检测方法 内分泌干扰物种类繁多，广泛存在于生活和工作环境中，对人和动物的危害性都己 得到不同程度的证实【2 4 1 ，但是其在环境中的含量很低，通常为n l 甚至p g l 级，这就 需要采用微量及超微量环境监测分析技术。现有的检测方法主要气相色谱( g c ) 和高效液 相色谱法( h p l c l 【2 5 j 。 g c 具有较高的灵敏度，但对被分析组分的挥发性要求较高，应用范围较窄。对于 挥发性较高的b p a ，通常需要进行复杂的衍生。w a n g 2 6 】等利用g c m s m s 模式成功分 析了废水、河水中的a p e o s 和a p s 。由于g c m s 较高的灵敏度和选择性，g c m s 是 用于测定环境中a p s 、a p e o s 的主要方法之一。 h p l c 法也是一种最常用的测定环境激素的方法，其具有灵敏度高，选择性好的优 点，适用于多种环境样品的分析，尤其适用于难气化的有机物的分析。一般采用紫外检 测( i d ) 、荧光检测( f l d ) 、电化学检测( e d ) 以及二极管阵列检测( d a d ) 等技术。其中 f l d 和e d 的灵敏度较高，u v d 灵敏度相对较低。b e c k t 2 7 】等采用固相萃取，联用l c m s 法检测海水中环境激素，b p a 和n p 的检出限分别为0 0 4n g l ，0 1 2n g l 。c h u 2 8 】等利 用固相萃取，联用反相h p l c m s 法检测河泥中b p a ，检出限o 1 5n g g ，回收率 7 0 1 0 5 。此外，高效毛细管电泳法、超临界流体色谱法( s f c ) 、生物传感器测定法、 雌激素受体重组基因酵母鉴别法、卵黄素蛋白原法、乳铁蛋白m r n a 法等技术，因其 仪器设备昂贵、费用较高因而限制了使用 2 5 】。 大连理工大学硕士学位论文 1 2 双酚a ( b p a ) 、壬基酚( n p ) 和壬基酚聚氧乙烯醚( n p n e o s ) f l 勺基本概况 双酚a 、壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚这三种物质不仅存在于工业废水、废气和生活 污水中，在人类日常的事物中也可能存在。它们可以通过食品、水、空气等进入机体， 并在体内直接或间接影响正常的激素代谢。目前，在各国大部分水域己发现内分泌干扰 物质的存在，并对水域周围的食物链系统内的动物产生不良影响。我国的部分海域以及 长江、嘉陵江流域也发现了这三种物质 2 9 1 ，其中海河流域白洋淀地区此类物质的含量已 有明确报道【3 0 】。 1 2 1 性质和用途 双酚a ：b p a 的学名为2 ，2 双( 4 羟基苯基) 丙烷，白色片状粉末，可燃，有苯酚味， 熔点1 5 3 ，沸点2 2 0 ，溶解度为1 2 3 0 0m g l ，l o g k o w 为3 1 8 3 4 ，i o g k o c 为3 3 2 ， 分子量2 2 4 2 9 ，溶于乙醇、稀碱液，具有一定的水溶性，低挥发性，具有弱到中等毒性， 在水生生物体内富集能力较低。其结构式为图1 1 ： 图1 1b p a 的结构式 f i 9 1 1s t r u c t u r eo fb p a b p a 是重要的有机化工原料，苯酚和丙酮的重要衍生物，主要用于生产聚碳酸酯、 环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等高分子材料，也用于生产增塑剂、 阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂、橡胶防老化剂、农药、涂料等精细化工产品。在医药方 面，是一种杀真菌药。由b p a 制造的最终产品包括聚碳酸酯塑料制品、附着剂、保护 涂层、汽车透镜、建材、光学透镜、热纸、纸涂层以及电子器件的包覆材料等。 壬基酚：n p 可溶于水，可溶于氯化溶剂和极性有机溶剂，在稀酸，碱和盐存在的 情况下化学性质稳定，与皂类、阴离子和其它非离子表面活性剂，还有许多有机溶剂相 溶，沸点为2 0 9 3 2 0 ，溶解度为5 4 8m g l ，l o g k o w 为4 4 8 ，l o g k o c 为5 7 6 ，分子 量2 2 0 3 5 。其结构式是： 叫。 伽 图1 2n p 的结构式 f i 9 1 2s t r u c t u r eo f n p 白腐真菌p l e u r o t a c e a e 对酚类内分泌干扰物的生物降解研究 n p 是众多a p s 中的一种，由苯酚和壬烯进行烷基化反应而制得。从化学结构和化 学性质来看，n p 属于酚类抗氧化剂，广泛应用于化学工业，制备合成洗涤剂、增湿剂、 润滑油添加剂、增塑剂等。n p 有两种主要的同分异构体：对位壬基酚和邻位壬基酚。 由于邻位壬基酚受位阻的影响不易与其他物质进一步反应生成新物质，因此，对位壬基 酚是n p 中最重要的异构体。对位壬基酚是进一步加工制造表面活性剂的重要原料，可 进行多种反应，生成的衍生物具有重要的工业价值。 壬基酚聚氧乙烯醚( n o n y l p h e n o le t h o x y l a t e ，n p n e o s ) 是烷基单元是碳数为9 的壬基， 当n = 9 时，即乙氧基数目为9 时，记为n p 9 e o 。具有如下化学结构： c，h。-i：；：!卜cmch：ch：c，。h 图1 3 n p 9 e o 的结构式 f i 9 1 3s t r u c t u r eo f n p 9 e o 因n p n e o s 是非离子表面活性剂的主要成分，可用作工业洗涤剂，油田破乳剂，纺 织助剂，抗静电剂，润滑油添加剂，橡胶助剂及酚醛树脂改性剂等，还用于制造防腐剂， 着色剂及矿物浮选剂。从1 9 4 0 年使用至今，烷基酚聚氧乙烯醚( a p n e o s ) 是目前性能最 好的非离子表面活性剂之一，有良好的除垢、润湿、泡沫控制和低湿使用性能。a p n e o s 产品中有8 0 为n p n e o s ，剩余2 0 为辛基酚聚氧乙烯醚( o p n e o s ) 。据统计，a p e o s 的世界年产量约为5 0 万吨【3 1 1 ，在各类表面活性剂中排第三。其中美国的生产量最大， 约为1 5 2 0 万吨 3 2 】；英国的产量约为2 万吨年【3 2 】；中国的产量大约为5 万吨【3 3 1 ；日本 约为5 万吨年【3 4 1 。据不完全统计，在中国的年使用量大约在3 4 万吨，而在英国大约为 1 5 1 9 万吨【34 l ，在加拿大大约为7 千吨。并且每年全球的需求量还在增加，在工业生产 中有着广泛的应用，主要用于塑料及弹性塑料生产、纺织加工、农业化学品、乳化及造 纸和纸浆工艺等；在家用市场中，a p n e o s 主要用做洗衣剂及硬表面清洁剂；此外， a p n e o s 还在避孕药膏及凝胶中用作杀精子剂和避孕套的润滑剂。 1 2 2 生物学效应 内分泌干扰物通过各种途径进入机体后，其干扰内分泌系统正常结构和功能的效应 可分为2 种【35 j ：( a ) 直接作用，指通过作用于下丘脑垂体一靶腺轴的任一环节，影响激素 的合成、分泌及反馈调节，产生不良效应；伯) 间接作用，指与内分泌改变密切相关的效 应，如生殖、免疫、内分泌敏感性肿瘤等。内分泌干扰物的生物学效应包括对内分泌系 统的影响、对生殖与发育的影响、致癌作用、神经系统毒效应和对免疫系统的影响等。 大连理工大学硕十学位论文 ( 1 ) 对内分泌系统的影响：内分泌干扰物是激素类物质，它首先影响生物体的内分 泌系统，主要有以下作用：与受体结合；与血浆性激素结合蛋白结合；影响受体的表达。 ( 2 ) 对生殖机能的影响：主要表现为性周期障碍，胚胎宫内发育障碍，子代死亡及 发育不良等。 b p a 的雌激素作用与男性精子数下降和睾丸癌之间存在密切的相关性。研究发现， b p a 可使雄性c d 1 小鼠精囊重量降低1 9 ，使精子的运动能力降低3 9 。相似的情况 也发生在暴露于b p a 的小鼠，b p a 可使切除卵巢的小鼠阴道角质化【3 6 】。 研究表明，雄性大鼠对n p 所造成的生殖损害的反应敏感性可能是：睾丸 前列腺 附睾【3 7 】。 ( 3 ) 对神经系统的影响：内分泌干扰物对神经系统的影响可通过2 个途径实现【3 8 】： ( a ) 先作用于神经内分泌系统，影响激素的释放及其在靶器官的效应，再通过反馈作用影 响到神经系统；( b ) 直接作用于神经系统，引起行为、精神等的改变。内分泌干扰物可引 起人或动物出现行为、学习、记忆障碍，也可出现注意力、感觉功能和精神发育的改变。 ( 4 ) 对类固醇激素代谢的影响：h o w d e s h e n 等 3 9 】将受孕1 1 至1 7 天的小鼠暴露于b p a 中，结果出生后2 2 天的仔鼠体重显著高于对照组，研究表明以上改变可能与内源性性 激素水平的改变有关。青春期接触环境雌激素也可能引起雄性生殖道损害，青春期大鼠 与b p a 接触8 周后，血浆游离态睾酮( t ) 水平明显降低，睾丸形态学检查在曲细精管中 发现了多核巨细胞，而血浆皮质酮激素和黄体生成素