典型PPCPS的毒理效应机制与主要去除技术研究
程志飞1,刘慧娟2
(1.贵州农业职业学院农艺工程系,贵州 贵阳 551400;
2.贵州医科大学环境污染与疾病监控教育部重点实验室,贵州 贵阳 561113)
摘 要:药品和个人护理品(PPCPs)作为新兴环境污染物,对生态系统稳定性及生物安全构成潜在威胁,在河流中呈现中下游浓度高于上游、支流污染重于干流的空间特征,特殊场景下污染负荷显著升高。以三氧生、染发剂、布洛芬及水杨酸为典型对象,揭示其生态毒理效应,三氧生干扰生物生长发育并呈剂量效应,染发剂致生物器官损伤与染色体畸变,布洛芬存在双重生态作用,水杨酸调控植物抗逆性同时抑制藻类生长。针对污染控制需求,梳理了活性污泥法、正渗透法、光催化氧化及纳滤膜法等主流技术的原理与特性,剖析了效能影响因素,为PPCPs污染的生态风险管控及治理技术优化提供了理论支撑与科学依据。
关键词:PPCPs;毒理效应;去除方法
0 引言
环境中的PPCPs对生物安全和生态环境均带来潜在的风险,如春季和秋季的黄河河水与沉积物中15种典型PPCPs的污染特征有所不同,大部分PPCPs在黄河中呈现出中下游明显高于上游、支流高于干流的空间分布特征。类似研究表明,长江下游的PPCPs污染程度同样也高于上游和中游。在新冠(COVID-19)疫情背景下,长江中游武汉段检出污染物浓度最高的物质为水杨酸和强力霉素,其浓度可分别达到28.24~534.24ng/L和28.72~416.60ng/L『。国内外针对PPCPs的环境行为进行了一定的研究,如何减轻环境中PPCPs的潜在危害也一直是食品安全、饮用水安全以及环境污染控制等多个领域的研究热点和难点。
1 典型PPCPs类污染物
1.1 三氯生
目前,三氣生对斑马鱼的毒理学效应研究较多。相关研究表明,三氢生对斑马鱼的影响可能包括能量淤积、卵黄囊肿、吸收障碍、游囊闭合、心包囊肿、脊椎弯曲及少数个体小眼畸形等多方面,如三氯生能够导致斑马鱼幼鱼眼部外网状层突触结构散乱,且外网状层变薄,突触连接部位高度肿胀,空泡化严重。再如,三氯生暴露所诱导的脂质代谢紊乱将导致斑马鱼的运动行为发生改变,使其总体运动距离、速率及活力均显著降低。三氯生对植物的毒性作用主要体现在生长抑制方面,如三氯生对芝麻、大豆和瓜叶菊种子的萌发有显著的抑制作用,且暴露浓度越高则抑制作用越强。三氯生对动物不同组织和器官均可产生负面影响,且存在显著的剂量-效应关系,如随着三氯生暴露浓度的增加,小鼠肝细胞的损伤加重,高浓度暴露条件可导致肝细胞排列散乱、细胞界限不清、胞浆内大量大小不等脂滴、细胞部分坏死、细胞核固缩及碎裂溶解等现象。
1.2 染发剂
作为日常生活中另一种常见的典型PPCPs,染发剂对人体是否有伤害还需要大量实验数据来进一步证实,但已有研究表明染发剂对植物和动物均可产生多方面的影响。植物永久性染发剂和氧化永久性染发剂均能够引起小鼠精子畸形率的增加。部分染发剂可导致皮肤充血、变性坏死及表皮完整性受损。体重的下降、肝脏肝细胞索紊乱、肝血窦不清、肝细胞水肿、弥漫性水样变性、坏死等现象则是染发剂影响豚鼠体重与肝脏的体现。
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