论文部分内容阅读
近年来，部分溴代阻燃剂(brominated flame retardants)和全氟化合物(perfluorinated compounds)在环境中广泛分布，对人类和自然环境造成严重危害而引起了国际上的广泛关注。有学者以赤子爱胜蚓为受试生物，研究了部分溴代阻燃剂和全氟化合物对其生长、酶活性和基因等方面的影响。目前，溴代阻燃剂和全氟化合物对土壤生态系统的毒性效应研究有待完善，为此本研究选择了4种典型溴代阻燃剂:四溴双酚A(Tetrabromobisphenol-A，TBBPA)和六溴环十二烷(Hexabromocyclododecane， HBCD)、2，2，4，4-四溴联苯醚（2，2，4，4-tetrabromodiphenyl ether，BDE-47）、十溴联苯醚(Decabromodiphenylether，BDE-209)和2种典型全氟化合物:全氟辛烷基磺酸钾(PerfluorooctaneSulfonate，PFOS)、全氟辛酸铵(Perfluorooctanoic Acid，PFOA)，运用1H-NMR核磁技术，开展其对赤子爱胜蚓的代谢影响研究。 本研究采用人工土壤法，通过研究TBBPA暴露14 d和28 d对赤子爱胜蚓的代谢影响，比较了急性暴露和亚急性暴露的代谢差异;通过研究典型溴代阻燃剂(TBBPA、HBCD、BDE-47和BDE-209)和典型全氟化合物(PFOS和PFOA)对赤子爱胜蚓的代谢影响，筛选了各物质对蚯蚓代谢影响的标志性代谢物，并比较了典型溴代阻燃剂和全氟化合物在代谢层面的毒理作用。研究结果如下: 1、急性暴露和亚急性暴露对赤子爱胜蚓的代谢影响研究 1)蚯蚓经TBBPA急性暴露和亚急性暴露，在急性和亚急性暴露期均能很好地区分不同浓度染毒组间的代谢差异，且暴露浓度越大，蚯蚓体内代谢与空白组的差异越大。在急性暴露和亚急性暴露后，亮氨酸、赖氨酸和甜菜碱等代谢物浓度随污染物浓度增加的变化趋势是一致的。亚急性暴露中的变化幅度大于急性暴露，延长暴露时间对毒性作用有一定的积累作用。 2)急性暴露体现了个体在污染物毒性效应下的应激反应过程;亚急性暴露则更多呈现出污染物毒性效应累积的最终代谢结果。 2、典型溴代阻燃剂对赤子爱胜蚓的代谢影响研究 1)TBBPA暴露浓度为100 mg·kg-1时，赤子爱胜蚓受到毒害作用，体内代谢物变化显著，代谢平衡遭到破坏，差异代谢物对毒性效应的指示作用比较敏感。TBBPA对赤子爱胜蚓的毒性效应主要表现在渗透压调节、能量供给以及免疫功能方面。 2)HBCD急性暴露浓度为400和600 mg·kg-1时，赤子爱胜蚓体内代谢物相关关系与空白组差异显著，蚯蚓体内代谢物浓度增加显著，代谢平衡遭到破坏。甜菜碱、乳酸、酪氨酸和赖氨酸可以作为标志性代谢物，指示蚯蚓对HBCD急性暴露的代谢响应。 3)BDE-47急性暴露浓度为100、200和400 mg·kg-1时，赤子爱胜蚓体内代谢物相关关系与空白组差异显著，蚯蚓体内代谢物浓度增加显著，代谢平衡遭到破坏。甜菜碱、乳酸、酪氨酸和赖氨酸可以作为标志性代谢物，指示BDE-47对赤子爱胜蚓在渗透压调节、能量供应和神经免疫方面的毒性效应。 4)BDE-209急性暴露浓度为50、100、200和400 mg·kg-1时，赤子爱胜蚓体内代谢物相关关系与空白组差异显著，蚯蚓体内代谢物浓度增加显著，代谢平衡受到一定影响。甜菜碱、亮氨酸、乳酸、赖氨酸、缬氨酸可以作为标志性代谢物，指示赤子爱胜蚓对BDE-209在渗透压调节、能量供应和神经免疫方面的代谢响应。 3、典型全氟化合物对赤子爱胜蚓的代谢影响研究 1)PFOS急性暴露浓度为100、200和400 mg· kg-1时，赤子爱胜蚓体内代谢物相关关系与空白组差异显著，蚯蚓体内代谢物浓度增加显著，代谢平衡受到一定影响，差异代谢物对毒性效应的指示作用比较敏感。甜菜碱、亮氨酸、乳酸、赖氨酸可以作为标志性代谢物，指示赤子爱胜蚓对PFOS在渗透压调节、能量供应和神经免疫方面的代谢响应。 2)PFOA急性暴露浓度为600和800 mg·kg-1时，赤子爱胜蚓体内代谢物相关关系与空白组差异显著，蚯蚓体内代谢物浓度增加显著，代谢平衡受到一定影响。甜菜碱、亮氨酸、乳酸可以作为标志性代谢物，指示赤子爱胜蚓对PFOS在渗透压调节、能量供应和神经免疫方面的代谢响应。 4、典型溴代阻燃剂和全氟化合物对赤子爱胜蚓代谢毒性效应的比较 1)低毒性的溴代阻燃剂(HBCD和BDE-209)和全氟化合物PFOA在低浓度下均能使蚯蚓通过加速蛋白质、脂肪和糖类代谢，加强无氧呼吸途径，获得更多能量清除体内过多的活性氧，保护机体正常运转。 2)高毒的溴代阻燃剂（TBBPA和BDE-47）和全氟化合物PFOS暴露均能阻碍蚯蚓的能量供应系统，影响渗透压调节，破坏神经及免疫功能。 3)全氟化合物PFOS对蚯蚓的神经及免疫毒性高于溴代阻燃剂（TBBPA和BDE-47）。