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随着工业化程度的提高,新生化学物质层出不穷。据全球调查统计显示,世界范围内末梢水中已出现765种合成有机化学物,其中117种是属于致癌的或有关致癌的物质。随着分析技术的提高和污染状况的加剧,末梢水中的有机物检出量还会增加。鉴于这些有机物对人类健康的危害性,对末梢水中有机物进行分析,并开展毒理学研究是保护水环境和人类健康的重大举措。目前,大多数研究者仅用单一型号的树脂富集水体有机物进行分析,由于有机物种类的多样性和复杂性,用单一树脂研究水体全有机物则具有一定的局限性。由于环境污染的加剧,水体富营养化现象日趋严重,藻类异常繁殖引起的水体藻毒素污染已成为一个全球性的环境问题。然而,常规饮水处理技术并不能完全消除水体中的藻毒素,而且水体前体有机物还能够在氯化消毒过程中与氯反应形成大量的氯化消毒副产物,从而出现了水体中氯化消毒副产物等有机污染物与藻毒素共存的现象。同时,由于许多化合物缺乏毒性数据,更无法预测有机污染水中复杂的有毒化合物的相互或协同作用对水生生物产生的毒害而影响水环境的生态平衡,进而对人类的健康产生潜在的危害。因此,忽视水体污染的综合毒性,无疑会带来极大的隐患。而目前,国内外有关末梢水中藻类毒素和有毒有机物协同作用的实验研究较少。因此本课题对富集树脂以及藻毒素和有机物协同作用的研究则显得意义重大。本课题旨在通过富集汉江水源末梢水中有机物,比较XAD系列不同极性树脂的吸附效能,并通过GC-MS仪检测其富集的有机物种类,为今后有机物富集树脂的选择提供理论依据,也为后期有机物和藻毒素的联合毒性实验奠定基础。同时通过藻毒素和末梢水中非极性有机物对HepG2细胞DNA损伤的联合毒性研究,评价末梢水中藻毒素和非极性有机物协同效应对人类健康的潜在危害,以拓展有机物毒性研究的新方向。第一部分汉江水源末梢水中有机物检测一、XAD系列大孔吸附树脂对末梢水中有机物的吸附性能研究采用静态及动态吸附法,用紫外分光光度计,测定末梢水中有机物在254nm波长下的紫外吸光度,以考察XAD系列不同极性树脂(非极性、极性、混合)的吸附性能。结果发现:静态吸附实验中,树脂烘干与否对吸附效率几无影响(P>0.05),静态吸附上清夜的不同处理方式间也无显著性差异(P>0.05)。XAD-2、等体积XAD-2/8混合树脂以及XAD-8树脂的静态吸附率分别为75.77%、58.76%和32.61%;而动态吸附实验中,三者的最高吸附则分别为86.56%、76.15%、47.92%,均高于静态吸附效率;同时,过柱流速越低,树脂对有机物的吸附效率越高;且随着过水体积的增大,树脂的吸附效能降低,并逐渐趋于平稳状态。研究表明:当末梢水中非极性有机物居多时,XAD-2树脂的吸附效率优于另外两种类型树脂。但当富集水样体积较大时(超过15L),混合树脂的吸附效能最佳。此外,树脂的比表面积和孔径大小等性质对吸附性能有影响。流速、进水有机物浓度以及过水体积均与树脂的吸附效能有关。结合后面有机物检测结果可知:在三种树脂中,XAD-2树脂吸附的有机物量最多而检出种类最少;XAD-8树脂吸附的有机物量最少而种类则较XAD-2多,但较混合树脂少;混合树脂吸附的有机物含量居中而种类最多。二、汉江水源末梢水有机物GC-MS鉴定和分析分别采用XAD-2、XAD-8及二者的等比例混合树脂富集,多种有机溶剂洗脱,浓缩液经GC-MC检测,对汉江水源末梢水中有机物进行鉴定和分析。结果显示:XAD-2树脂富集样品检出约77种有机物,XAD-8样品约107种,混合树脂样品约155种,混合树脂检出的有机物基本涵盖了极性和非极性树脂有机物种类之和。检出的有机物种类主要为邻苯二甲酸酯(酞酸酯)类、苯二羧酸类和脂肪酸类为主,醇、酯、烯烃、烷烃、杂环类等化合物在水样中也均有发现,说明了水样所含有机物的复杂性。本实验为末梢水中痕量有机物的研究建立了XAD系列树脂富集、多种有机溶剂洗脱、真空旋转蒸发仪浓缩和高灵敏度、高分辨率GC-MS联用仪检测的方法,也为饮水有机物富集树脂的选择和有机物毒理学研究提供了理论依据。结合前一部分XAD系列树脂性能研究可知:在对水样不加任何处理(调PH等)的情况下,XAD-2树脂对水中非极性有机物吸附量最多,而混合树脂吸附的有机物种类最全。第二部分藻毒素与汉江水源末梢水非极性有机物的联合毒性研究经MTT法确定最终染毒浓度,通过单细胞凝胶电泳技术检测藻毒素和非极性有机物联合染毒对HepG2细胞的DNA损伤作用。结果发现:在一定剂量水平下(藻毒素浓度大于0.1μg/ml),藻毒素和非极性有机物的联合作用对HepG2细胞DNA具有毒性作用,0.5μg/mL的藻毒素和0.1 L/mL的非极性有机物联合作用与非极性有机物单独作用相比,差异有显著性(P<0.01);高剂量时该效应尤为显著,1.0μg/mL的藻毒素和0.1 L/mL的非极性有机物联合作用与非极性有机物单独作用相比,差异有显著性(P<0.0001),呈现明显的剂量-效应依赖关系。通过析因分析得出:藻毒素和非极性有机物联合作用对诱导细胞DNA损伤具有协同效应。