基于水生动物的苯系物水环境基准值研究

摘要

从水环境标准体系来看，我国是一个“只有环境质量标准，而没有污染环境修复标准”的国家。通常采用环境质量标准来判断污染环境修复工作是否达到要求，特别是指导对应急环境问题的处理又太不现实，容易出现“欠保护”与“过保护”的问题。
　　 苯系物(BTEX)，包括苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzene)和二甲苯(xylene)，属于单环芳烃类物质，主要存在于原油和石油产品(如天然气)中，也作为工业原料广泛应用于农药、塑料和纤维合成等行业中。近年来，由于此类物质的广泛使用，我国水环境中苯系物的污染问题日益严重，其含量逐年升高，对水生生态系统和人体健康产生了重大危害。
　　 本论文选择水环境中典型有毒污染物BTEX作为研究对象，就我国污染水体修复基准的研究作初步尝试。论文选择大型溞、颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种水生生物作为受试生物，对其进行了急性和慢性毒性试验。通过急性毒性试验研究发现水环境中苯系物对水生生物都有很大的毒性作用，呈明显的剂量－效应关系。实验得到甲苯对大型溞、颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种生物的半数抑制(致死)浓度分别为：136.9、170.4、77.5和33.6mg·L－1；乙苯对大型溞、颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种生物的半数抑制(致死)浓度分别为：42.9、38.8、31.0和21.2 mg·L－1；二甲苯对大型溞、颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种生物的半数抑制(致死)浓度分别为：50.3、69.9、34.8和26.7 mg·L－1。
　　 同时，实验对颤蚓、斑马鱼和鲫鱼三种生物进行了21天半静态慢性实验，通过检测生物体内乙酰胆碱酯酶和抗氧化酶(SOD、CAT和GST)等，以酶活作为指标，指示水生生物长时间低浓度水平条件下受到苯系物污染胁迫的水平。试验得到甲苯对颤蚓、斑马鱼和鲫鱼三种生物的慢性中毒阈值分别为：17.04、7.75和6.73mg·L－1；乙苯对颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种生物的慢性中毒阈值分别为：7.76、3.12和4.24 mg·L－1；二甲苯对颤蚓、斑马鱼和鲫鱼四种生物的慢性中毒阈值分别为：14.32、3.48和5.74 mg·L－1。
　　 最终确定甲苯、乙苯和二甲苯的水环境质量基准最大浓度值分别为33.60、21.2和26.7 mg·L－1，污染修复基准推荐值为23.6、14.8和18.7 mg·L－1，环境质量基准连续值分别为6.7、3.1和3.5mg·L－1。参考水体中苯系物的相关标准值，认为用酶活变化作为指标确定长时间低剂量污染物质环境质量基准值的方法是可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 水环境基准及标准研究

1.1.1 关于基准和标准的内涵

1.1.2 美困水质基准及标准研究方法

1.1.3 我国研究进展

1.1.4 小结

第二节 我国水污染现状

第三节 苯系物的环境污染及生态毒理效应

1.3.1 BTEX的理化性质及环境污染

1.3.2 BTEX的生态毒理效应及对人体健康影响

1.3.3 苯系物在环境中的迁移转化

第四节 课题研究目的、内容及技术路线

1.4.1 课题研究目的及意义

1.4.2 课题研究内容

1.4.3 课题研究技术路线

1.4.4 课题研究创新点

第二章 试验测定方法及数据处理

第一节 试验材料

2.1.1 主要试验仪器

2.1.2 主要试验药品

第二节 酶活性测定方法

2.2.1 乙酰胆碱脂酶活AChE活性测定

2.2.2 SOD活性测定

2.2.3 过氧化氧酶(CAT)活性测定

2.2.4 谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性测定

2.2.5 脂质过氧化(MDA)活性测定

2.2.6 蛋白质测定

第三节 试验数据处理

第三章 苯系物对大型潘毒性效应与环境基准研究

第一节 前言

第二节 试验材料

3.2.1 受试生物

3.2.2 试验仪器与药品

3.2.3 急性毒性试验方法

第三节 结果与讨论

3.3.1 甲苯对大型溞的急性毒性效应

3.3.2 乙苯对大型溞的急性毒性效应

3.3.3 二甲苯对大型溞的急性毒性效应

3.3.4 毒性大小机理研究

第四节 基于大型溞的环境基准值研究

第四章 苯系物对斑马鱼毒性效应与环境基准研究

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

4.2.1 受试生物

4.2.2 试验药品与仪器

4.2.3 急性毒性试验

4.2.4 斑马鱼21天亚慢性试验

第三节 结果与讨论

4.3.1 BTEX对斑马鱼急性试验

4.3.2 BTEX对斑马鱼乙酰胆碱脂酶ACHE影响

4.3.3 BTEX对斑马鱼抗氧化酶影响

4.3.4三种物质对斑马鱼毒性效应分析

第四节 基于斑马鱼的苯系物环境基准值研究

4.4.1 对斑马鱼急性毒性效应

4.4.2 对斑马鱼头部乙酰胆碱脂酶活性影响

4.4.3 对斑马鱼体内抗氧化酶活性的影响

4.4.4 基准值确定

第五章 苯系物对鲫鱼毒性效应与环境基准研究

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

5.2.1 受试生物

5.2.2 试验药品与仪器

5.2.3急性毒性试验方法

5.2.4 21天亚慢性试验

第三节 结果与讨论

5.3.1 BTEX对鲫龟急性试验

5.3.2 BTEX对鲫鱼乙酰胆碱脂酶AChE影响

5.3.3 甲苯对鲫鱼抗氧化酶影响

5.3.4 甲苯、乙苯和二甲苯对鲫鱼脂质过氧化的影响

第四节 结果讨论

5.4.1 苯系物对鲫鱼的急性毒性效应

5.4.2 苯系物对鲫鱼脑组织乙酰胆碱脂酶的影响

5.4.3 苯系物对鲫鱼抗氧化酶系统的影响

5.4.4 苯系物对鲫鱼脂质过氧化作用

第五节 基于鲫鱼的环境基准值研究

第六章 苯系物对颤蚓毒性效应与环境基准研究

第一节 前言

第二节 试验材料与方法

6.2.1 受试生物

6.2.2 试验仪器与药品

6.2.3 急性毒性试验方法

6.2.4 21 天亚慢性试验方法

第三节 结果与讨论

6.3.1 苯系物对颤蚓急性试验

6.3.2 甲苯对颤蚓抗氧化酶影响

第四节 基于颤蚓的环境基准值研究

6.4.1 苯系物对颤蚓急性毒性影响

6.4.2 苯系物对颤蚓体内抗氧化酶的影响

6.4.3 环境基准值研究

第七章 苯系物环境基准推荐值

第一节 苯系物环境质量急性基准值及污染修复基准推荐值

第二节 苯系物的环境质量慢性基准值

第三节 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果