土壤中重金属与多环芳烃对发光菌毒性及QSAR研究

摘要

基于土壤环境中污染物对发光菌生物毒性的研究，本课题试图寻找重金属复合毒性规律及多环芳烃(PAHs)毒性与其量子化学参数之间的响应关系，达到预测和控制的目的。
　　 论文首先建立了石油污染土壤环境中复合污染物对发光菌毒性的快速检测方法，其次模拟土壤背景溶液条件下5种主要重金属变比例浓度复合后对发光细菌毒性的影响，最后利用16种PAHs对发光菌生物毒性与相应PAHs的量子化学参数构建定量结构-活性相关(QSAR)模型，同时也初步揭示出PAHs气相色谱保留指数与其量子化学参数的响应关系。
　　 研究结果表明，5种单一重金属离子在以纯水为背景液条件下对明亮发光杆菌毒性顺序为Pb2+＞Zn2+≈Cd2+＞Cu2+＞Cr3+;以土壤水浸提液为背景液的5种重金属复合后所建毒性-浓度剂量模型表明，Cu2+和Zn2+交互体现为拮抗作用，Cd2+和Cr3+交互体现为协同作用，并且在重金属复合污染控制方面需进一步研究Zn2+对复合毒性降低的贡献；16种PAHs对发光菌毒性(-lgEC50)与PAHs的总能（TE）有较好的响应关系，可用于对相似化合物毒性的预测；以PAHs的气相色谱保留指数为因变量，以TE、偶极距(μ)及最高占有轨道特征值(EHOMO)为自变量可获得良好的定量结构-色谱保留相关模型。
　　 本研究所建模型具有一定预测能力，为土壤环境质量标准中生物毒性表征限值的制定提供一定参考。