三氯生 在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化.pptx

1、污染生態(tài)化學,指導(dǎo)老師： 王 晨 主 講： 李金霞,生態(tài)系統(tǒng)中三氯生的遷移轉(zhuǎn)化,1 三氯生,三氯生，學名“二氯苯氧氯酚”； 化學分子式為C12H7Cl3O2，又名“三氯 新”、“三氯沙”等； 三氯生常態(tài)為白色或灰白色晶狀粉末， 稍有酚臭味；,不溶于水，易溶于堿液和有機溶劑。三氯生是一種廣譜抗菌劑，被廣泛應(yīng)用于肥皂、牙膏等日用化學品之中。,化學性質(zhì),化學名稱：2,4,4三氯2羥基二苯醚。 別 名：三氯生、 玉潔純MP（Irgacare MP）、 玉潔新DP-300（IrgasanDP300）三氯新、三氯沙,三氯生的化學結(jié)構(gòu)圖,物理性質(zhì) 熔沸點：熔點：55-57C沸點：120 C。 物理狀態(tài)：本品

2、為微具芳香的高純度白色結(jié)晶性粉末； 溶解度：微溶于水，在稀堿中溶解度適中，在很多有機溶劑中都有較高的溶解度，在水溶性溶劑或表面活性劑中溶解后可制成透明的濃縮液體產(chǎn)品；,穩(wěn)定性：具有優(yōu)異的貯存穩(wěn)定性：280-290以下不會迅速分解；200加熱14小時，僅有2%活性物質(zhì)分解，甚至在長時間紫外光照射下，僅有輕微分解。其溶液對酸、堿具穩(wěn)定性。 揮發(fā)性：具很低的揮發(fā)性，微具芳香味,三氯生的用途及其在環(huán)境中的分布： 據(jù)報道，19921999 年間，超過 700 種抗菌類消 費品進入市場，其中大部分含有三氯生。2001 年， 美國人均每天使用的三氯生約 5 mg，而美國全國每 天的使用量約 1 500 kg

3、。此外，三氯卡班( triclocar-ban) 作為三氯生的衍生物之一，應(yīng)用日益廣泛。對美國市售抗菌產(chǎn)品進行調(diào)查發(fā)現(xiàn): 76% 的洗滌劑和29% 的肥皂的“抗菌性”，主要通過添加三氯生和三氯卡班實現(xiàn) 。據(jù)報道 近年來全球三氯生的使用 量高達 600 10 000 t。,研究表明，超過 95% 的含三氯生的消費產(chǎn)品使用后隨，污水排放系統(tǒng)進入污水處理廠 在進水中 檢出三氯生濃度為 3 800 16 600 ngL1 ; 而出水中 三氯生濃度為 200 2 700 ngL1。污水處理過程 中，三氯生的去除率可達 90% ，其中污泥吸附作用對 三氯生的去除率約為 30% 。此外，殘留的三氯生部 分形

4、成結(jié)合殘留物，而部分則從經(jīng)氫氧化鈉處理后 的污泥中釋放出來。,近年來，三氯生和三氯卡班在自然環(huán)境中被頻 繁檢出。美國地質(zhì)調(diào)查局的研究顯示，美國 30 個州 的共 139 條河流中有 85 條河流中檢測出三氯生，平 均濃度為 140 ngL1 ，最高濃度為 2 300 ngL1; 瑞士的格拉特河( Glatt) 、魯爾河( Ruhr) 等河流以及 格賴芬湖( Greifensee) 、蘇黎世湖( Zurichsee) 等湖泊 中檢測到的三氯生濃度約為 10 90 ngL1; 西 班牙巴塞羅那市( Barcelona) 的近海沉積物中殘留三 氯生濃度高達 130 7 gkg1。,另外，研究發(fā)現(xiàn)，瑞

5、士境內(nèi)數(shù)個污水處理廠附近的下水道排水溝中的 三氯生濃度約為 10 98 ngL1。尤其值得一的是，對瑞士格賴芬湖沉積巖芯中三氯生含量垂直分布的研究結(jié)果顯示，過去 30 余年中，三氯生的使用量持續(xù)增加，對環(huán)境造成的壓力也日益增大。,在土壤生態(tài)系統(tǒng),土壤中的三氯生在有氧條件下可發(fā)生生物降解反應(yīng)，半衰期約為 20 58 d，而在缺氧條件下其穩(wěn)定存在的時間較長。眾所周知 氮循環(huán)是生物圈內(nèi)基本的物質(zhì)循環(huán)之一 而 Waller 等 研究發(fā)現(xiàn) 在砂質(zhì)土壤中，當三氯生含量大于 5 mgkg1 時，土壤氮 循環(huán)嚴重失調(diào)。可見，三氯生對氮循環(huán)有潛在影響， 需引起足夠重視。,此外 Svenningsen 等 通過對

6、田間土壤流失模 型的研究發(fā)現(xiàn)，三氯生可影響土壤的生物群落結(jié)構(gòu) 與功能，這表明三氯生可影響土壤滲透系統(tǒng)中其他 外來物質(zhì)的生物降解，增加抗藥性細菌侵入蓄水層 的風險。今后的研究應(yīng)側(cè)重于三氯生對土壤中微生 物的生化過程、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能的影響，尤其應(yīng) 關(guān)注硝化微生物,在水生態(tài)系統(tǒng),三氯生在水環(huán)境中普遍存在，對水生生物造成潛在危害。已有研究顯示，三氯生可抑制魚腥藻( An-abaena flos-aquae) 、羊角月牙藻( Selenastrum capricorn-utum) 和舟形藻( Navicula pelliculosa) 等海洋藻類的生長 且濃度越高 抑制作用越強 。藻類是水生生態(tài)系統(tǒng)

7、的主要初級生產(chǎn)者，三氯生對其所產(chǎn)生的抑制作 用可能會導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)失衡。,此外，三氯生對發(fā)光細菌( 費氏弧菌) 、浮游動物 ( 網(wǎng)紋水蚤) 和魚類( 斑馬魚和青鳉) 等水生生物的生 長均有抑制作用，相應(yīng)的 IC25 值( 25% 抑制濃度) 分 別為 0 07、0 17、0 0034 和 0 29 mgL1。三氯生 可對水生生物產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。研究證實，三 氯生對處于生命早期階段的日本雄性青鳉體內(nèi)肝臟 卵黃原蛋白的合成具有潛在的誘導(dǎo)作用。Foran等研究發(fā)現(xiàn)，三氯生具有弱雄性激素作用，可改變成年魚的鰭長和性別比例。近期研究又發(fā)現(xiàn)，三氯生可改變蝌蚪的甲狀腺激素受體的基因表達，并導(dǎo)致其體重下

8、降 后肢增長 游動行為減少,在哺乳動物體內(nèi),三氯生是疑似致癌性氯酚類物質(zhì)。研究表明，三氯生對大鼠的經(jīng)口LD50( 半數(shù)致死劑量) 為3 750 5 000 mgkg1，對小鼠的經(jīng)口LD50為4 350mgkg1，對狗的經(jīng)口LD50大于5 000 mgkg1。不同給藥途徑對三氯生的毒性效應(yīng)有顯著影響: 三氯生對大鼠的靜脈注射LD50為29 mgkg1腹腔注射LD50為184 1 090 mgkg1，經(jīng)皮注射LD50為14 700 mgkg1，可見，三氯生經(jīng)靜脈注射對大鼠的毒性更強。,三氯生對哺乳動物也表現(xiàn)出內(nèi)分泌干擾作用。Veldhoen 等的研究表明，三氯生可干擾小鼠體內(nèi)甲狀腺激素的平衡; M

9、iller 等研究發(fā)現(xiàn)，三氯生可干預(yù)小鼠的甲狀腺激素代謝，使小鼠體溫降低，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到非特異性抑制,在人身體中,人體主要通過皮膚和口腔類護理產(chǎn)品接觸三氯生。研究表明，使用含有三氯生的牙膏數(shù)小時后仍可在口腔唾液中檢測到三氯生。2008 年，美國研究人員公布了2 517 份志愿者的尿檢結(jié)果，其中三氯生的濃度約為2 4 3 790 ngmL1。此外，在使用含有三氯生產(chǎn)品的哺乳期母親的血漿和母乳中也檢測出三氯生: 血漿中濃度為0 4 38 0 ngg1，母乳中濃度為0 022 0 95 ngg1 ; 而未使用含有三氯生產(chǎn)品的母親的血漿中三氯生檢出濃度為0 01 19ngg1，母乳中濃度為0 018

10、 0 35 ngg1,研究表明，皮膚接觸三氯生后再暴露于陽光中，會引起光過敏性皮膚炎，進而導(dǎo)致濕疹性皮炎。 三氯生通過皮膚表層進入血液后，可與體內(nèi)的葡萄糖醛酸和硫酸鹽發(fā)生共軛反應(yīng)。Gee 等研究發(fā)現(xiàn)，三氯生可對人類乳腺癌細胞產(chǎn)生雌激素和雄激素效應(yīng)。李林朋等的研究表明，三氯生可導(dǎo)致人體正常干細胞的DNA 斷裂損傷，且具有明顯的劑量-效應(yīng)和時間-效應(yīng)關(guān)系。 因此，三氯生對生態(tài)環(huán)境和人體健康具有不容 忽視的潛在毒性效應(yīng)，開展其對生態(tài)系統(tǒng)和人健康的風險評估非常必要,三氯生的化學降解,研究表明，三氯生可發(fā)生光解反應(yīng)，如對含有三氯生的表層水進行陽光或紫外線照射時，約有12%的溶解態(tài)三氯生轉(zhuǎn)化為二惡英; 此

11、外，三氯生可與-MnO2和MnOOH 等錳氧化物迅速發(fā)生化學氧化-還原反應(yīng)。然而，以上降解方式只能使三氯生發(fā)生部分降解或衍生出有毒副產(chǎn)物，如苯氧基苯酚、氯化酚、三鹵甲烷以及二惡英等致癌物質(zhì),三氯生的生物降解,與化學降解相比，三氯生的生物降解效果更好，且降解產(chǎn)物更加環(huán)境友好。Murugesan 等利用真菌漆( laccases) /氧化還原介體體系對三氯生進行酶法轉(zhuǎn)化，三氯生的二苯基醚結(jié)構(gòu)發(fā)生醚鍵斷裂，毒性降低。Bokare 等采用的納米零價鐵和漆酶介導(dǎo)的兩步氧化還原混合系統(tǒng)，可使三氯生完全降解，然而，降解產(chǎn)物最終仍可通過自由基之間的耦合作用生成聚合物。,另有研究表明，白腐真菌錳過氧化物酶( manganeseperoxidase，MnP) 對三氯生的降解十分有效，可顯著降低三氯生對細菌和藻類生長的抑制作用Kim 等研究發(fā)現(xiàn)，鞘氨醇單胞菌PH-07( Sphingomonas sp PH-07) 可使三氯生發(fā)生醚鍵斷裂反應(yīng)，生成羥基化合物、4-氯酚和2，4-二氯酚等產(chǎn)物，且中間產(chǎn)物2，4二氯酚對PH-07 菌的毒性比三氯生低。,土壤中也存在具有三氯生降解功能的細菌和真菌，如惡臭假單胞菌( Pseudomonas putida) 和木糖氧化產(chǎn)堿菌( Alcaligenes xylosoxidans) 均對三氯生表現(xiàn)出較強的抗性，可利