壬基酚在水环境中的分布及其生态毒理学研究进展

临沂大学

分类号：

单位代码：10452 毕业论文（设计）

壬基酚在水环境中的分布及其生态毒理学研究进展

姓名孙远方

学号200715830101

年级 07级

专业生物技术

系（院）生命科学学院

指导教师胡长伟

壬基酚在水环境中的分布及其生态毒理学研究

进展

摘要：

壬基酚是一种内分泌干扰物，主要来源于壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO），能通过生物富集作用进入生物体内并造成危害。当前检测水样中壬基酚的主要方法是采用GC—MS，预处理采用固相萃取。研究表明自来水厂的常规处理工艺对于壬基酚的去除有限；而活性炭、有机蒙脱土吸附等物理方法，超声声化、电化学氧化、光分解等化学方法可有效降解水中的壬基酚。调查研究表明，壬基酚作为一种环境内分泌干扰物，具有雌激素样作用，能干扰多种动物的内分泌系统，影响生殖、免疫、神经、心血管等系统的功能。本文从整体和细胞水平介绍了壬基酚对机体不同系统以及对肿瘤发生的影响，重点从与受体作用、激素代谢、生物利用率、细胞信号传导等方面对其作用机制进行讨论。

关键词：内分泌干扰物；壬基酚；水体分布；生态毒理学；研究进展

Abstract

nonylphenols is a kind of endocrine disruptors, basically originate NPEO, can enter through biological function of enrichment of organisms and cause damage. The current test samples in the main method of nonylphenols are using GC - MS, pretreatment by solid-phase extraction. Research shows that the waterworks of conventional process for removal of nonylphenols limited; And activated carbon, organic montmorillonite clay such physical adsorption method, super sound change, electrochemical oxidation and light decomposition chemical method can effectively degrade the water of nonylphenols. Research shows that nonylphenols as a kind of environmental endocrinal disrupter, which has estrogen-like effect, can interfere with multiple endocrine system, the influence of animal reproductive, immune, nerve, cardiovascular system function. This article from the overall and cellular level introduces nonylphenols on different systems of the body and the influence of tumorigenesis, focus from and receptor action, hormone metabolism, biological utilization, the cell signaling its mechanism is discussed.

keywords:endocrine disruptors, Nonylphenols; Water distribution; Ecotoxicology; Research progress

目录

1 NP的结构、性质及降解性 (1)

2 壬基酚在环境中的分布 (2)

2.1影响因素 (3)

3 生态毒理学 (3)

3.1 NIP的内分泌干扰机制 (4)

3.1.1 通过受体结合介导 (4)

3.1.2改变激素的合成及代谢 (5)

3.1.3 通过改变激素的生物利用率来调节激素水平 (5)

3.1.4作用于细胞信号传导通路 (5)

4 壬基酚的去除方法及其机理 (5)

4.1 物理方法 (5)

4.1.1 活性炭对壬基酚的去除 (6)

4.1.1.1壬基酚分子直径的确定 (6)

4.1.1.2活性炭对壬基酚吸附的机理 (6)

4.1.1.3水厂实例 (6)

4.1.2 蒙脱土及其改性有机阳离子蒙脱土对壬基酚的去除 (6)

4.1.2.1 蒙脱土对壬基酚的去除机制 (7)

4.2 化学方法 (7)

4.2.1 超声声化学氧化法对壬基酚的去除 (7)

4.2.2 电化学法对壬基酚的去除 (8)

4.2.3 光分解对壬基酚的去除 (8)

5 NP生物降解菌及其代谢途径 (9)

6 影响 NP生物降解的因素 (10)

6．1 NP的厌阜好氧降解 (10)

6．2 温度对 NP降解的影响 (10)

6．3 各种同分异构体的降解 (11)

6．4 NP在不同介质中的生物降解 (11)

7 结语 (11)

参考文献 (12)

谢辞 (14)

1 NP的结构、性质及降解性

壬基酚的分子式为CH

9C

6

HOH，是一类主要对壬基酚(P—Nonylphenol，P—NP)组成的各

种异构体的混合物，相对分子质量为220，在水中溶解度为5.43mg／L，正辛醇一水分配系数 (1gk)为4．482]，从其溶解度。可知NP是憎水性物质而且极易吸附于水体环境的沉积物中。NP结构的苯环和它的长链烷基造成了NP的难降解性，羟基和壬烷基在苯环上的位置主要是对位，其次是邻位。壬烷基上碳原子的排列除了有直链外还有各种支链，从而形成 NP的各种同分异构体，支链烷基特别是烷基末端为叔丁基的烷基链抑制了微生物对烷基的进攻，从而限制了它的生物转化。无论是商业用NP还是壬基酚聚氧乙烯醚（NP EO）经微生物降解以后形成的NP都是各种同分异构体的混合物。

壬基酚是一种重要的精细化工原料和中间体，外观在常温下为无色或淡黄色液体，略带苯酚气味，不溶于水，溶于丙酮。主要用于生产表面活性剂、也用于抗氧剂、纺织印染助剂、润滑油添加剂、农药乳化剂、树脂改性剂、树脂及橡胶稳定剂等领域。

环境中的壬基酚(Nonyl Phenol，NP)主要源于洗涤剂、纺织、造纸、医药和化妆品等行业中非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚的分解或降解过程，NP EO进入环境后在生物作用下逐步降解形成短链产物NP：EO和NP EO及最稳定的产物 NP，每年约有 500 kt的NP进入水体或土壤。大量野生动物与实验动物研究证明了NP的雌激素效应和其他的生物毒性，其对生物体产生的不良作用包括影响内分泌、影响生殖和发育、影响免疫及促癌作用等。NP被认为是有代表性的环境内分泌干扰物(Endocrine—Disrupters，EDs)，为联合国环境保护署(UNEP)制订的27种优先控制的持久性有毒污染物 (Pe．rsistent Toxic Substances，PTS)之一。由于NP的环境内分泌干扰物毒性、生物难降解性及生物积累性，极低浓度的NP就可构成对生物系统的有害影响，故研究 NP类化合物的环境归趋，从物理化学、微生物降解的生物化学和遗传学方面阐明NP类化合物的降解机制，来实现有效治理环境中受NP类污染物污染的水体。

壬基苯酚具有强烈的亲脂性，在环境中不易分解，又因其化学结构与动物及人类的雌性激素酷似，一旦进入动物及人体体内会干扰内分泌的正常生理作用。欧盟自1980 年起禁止此物质用于家庭清洁剂配方，2000 年后，工业洗涤剂亦将全面禁用。

在常温下，壬基酚（NP）为无色透明液体，水溶性差，易溶于正己烷、二氯甲烷、甲醇等有机溶剂，壬基酚的正辛醇-水分配系数logKOW为4.48，具有半挥发性，蒸汽压为0.056-0.174Pa；壬基酚具有的这种疏水性和亲脂性以及半挥发性，决定了它们在各种环境介质中的迁移、转化等环境地球化学行为。通过水气交换，水体中的NP被蒸发到大气中，以气态和颗粒态（气溶胶）的形式存在，并且气溶胶中的浓度要大于它在气相中的浓