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1、内分泌干扰物endocrine disruptors chemicals,EDCs,内分泌干扰物的概念与分类,概念:环境中存在的能干扰人类或野生动物内分泌系统正常功能(激素的合成、储存、释放、运输、清除等环节)并产生异常效应的物质。,内分泌干扰物质的分类,环境内分泌干扰物的分类,分子结构简单,以苯环居多。分子较小,与激素相当,相对分子质量介于200400 之间。脂溶性可吸附性难分解、去除困难高蓄积性高毒性。,内分泌干扰物的理化特性,延迟性:生物在胚胎、幼年时所受到的影响可能到成年和晚年才显露出来;阶段性:不同生长阶段对生物个体会造成不同方式的影响与后果;复杂性:不同剂量、不同暴露方式对不同器官
2、可能造成不同影响,其毒性有时有协同或拮抗作用。,环境激素的作用特点,环境激素类物质的侵害途径,空气侵入:如垃圾焚烧(二噁英)、化学品挥发。水源侵入:如工业废水、垃圾渗滤液、医疗废水。食物侵入:如农药、防腐保鲜剂、生长激素、杀菌药物。,部分已报道的环境内分泌物质的含量及分布,我国水体的内分泌干扰物污染现状,美国环保局(1996):60 种;美国疾病防治中心(1996):48 种;Our Stolen Future(1996):50 种;WWF(1997):68种;日本环境厅关于环境内分泌干扰物的战略计划98:67 种Strategic Programs on Environmental Endo
3、crine Disrupters,SPEED,国外的内分泌干扰物清单,具有内分泌干扰效应的污染物清单,具有内分泌干扰效应的污染物清单(续1),具有内分泌干扰效应的污染物清单(续2),哺乳动物和鱼体内、外雌激素干扰物,环境雌激素类物质,部分环境雌激素类物质及其用途,典型内分泌干扰物,邻苯二甲酸酯类污染物及来源,环境激素中的邻苯二甲酸酯类物质,具有环境激素作用的PAEs化合物,我国城市污泥中PAEs化合物的含量(mg/kg),降解PAEs的细菌菌株,若干细菌菌株中的邻苯二甲酸酯降解相关基因及其功能,降解PAEs的细菌菌群,酞酸酯在环境中的生物降解途径,具有内分泌干扰效应的农药清单,农药类内分泌干扰
4、物,水环境中优先监测的农药类内分泌干扰物和环境要素(EPA),具有内分泌效应的农药,具有内分泌干扰作用的部分农药、代谢物及作用机理,具有内分泌干扰作用的部分农药、代谢物及作用机理(续),环境激素类有机氯农药,亚洲一些地区河湖底泥中农药类内分泌干扰物的水平(ng/g,干重),酚类内分泌干扰物的理化性质,一类重要的非离子表面活性剂,广泛应用于纺织加工、工业洗涤、石油开采及日常生活等。全世界每年的APEO产量约为50万吨,其中80%为壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)、20%为辛基酚聚氧乙烯醚(OPEOs)。,烷基酚聚氧乙烯醚(alkylphenol ethoxylates,APEOs),APEOs及其
5、降解产物的结构,烷基酚类化合物是全球第2大类商用非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(alkylphenol ethoxylates,APEs)的主要降解产物,20世纪40年代开始用作塑料增塑剂、农药乳化剂、纺织行业的整理剂等,现广泛应用于工业、商业、日常生活及科学研究中。,烷基酚(alkylphenols,APs),APs 和APEOs 的性质,河水中AP、APEOs和APEnC的浓度,APs 及APEOs 在地表水中的质量浓度,APs 及APEOs 在污水处理厂出水中的质量浓度,APEOs 代谢物在沉积物中的质量浓度,APEOs的好氧和厌氧生物降解过程,APEOs在有氧和无氧条件下的生物转化,
6、烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs)转化为烷基酚的生物转化过程,APnEO的生物降解,8种烷基酚类化合物的生物降解速率常数K的对数值及其结构参数,壬基酚(nonylphenol,NP),分子式C15H24O,主要用于合成壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs),NPEOs是一种性能优异的表面活性剂,广泛用于洗涤剂、除草剂、杀虫剂、塑料添加剂、乳化剂、润湿剂、涂料、化妆品、纺织助剂和油田化学品中。全世界每年生产大约50万吨烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs),其中NPEOs占80%,中国NPEOs的年产量为4万。全世界每年NPEOs产量的60%进入水体。,壬基酚(Nonylphenol,NP)在国外水体中的分布,部分
7、国家和地区地表水与沉积物中的壬基酚浓度,NP对水生物的急性毒性,壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n=120))是典型内分泌干扰物壬基酚(NP)的前驱物质,作为生产合成清洁剂、乳化剂、润湿剂、分散剂和农用除草剂的原料被长期使用,是目前全球商用第二大类非离子表面活性剂,在水体中分布广泛。,壬基酚聚氧乙烯醚,有关国家河流中NP和NPEOs的浓度水平,饮用水与海水中NP与NPEOs的浓度(mg/L),NPEOn的代谢过程,重要的精细化工原料,除用于生产一系列非离子表面活性剂外,还可生产油溶性酚醛树脂、橡胶、硫化剂、印刷油墨、涂料以及配制防锈剂等。全世界辛基酚的年产量为30万吨左右,我国由于缺乏生产原料二
8、异丁烯,辛基酚的年产量仅为5000吨。,辛基酚(octylphenol,OP),双酚A(Bisphenol A,BPA)的结构与理化参数,学名:2,2-双(4-羟基苯基)丙烷分子式:C15H16O2,双酚A 在国外水体中的分布,BPA的降解途径,五氯苯酚(Pentachlorophenol,PCP),最早用作木材防腐剂,现广泛用作除草剂、除藻剂、杀菌剂、杀虫剂等的原料。PCP中含有高毒性的氯化二苯并二噁英(PCDDs)、四氯化二苯并呋喃(TCBDFs)、四氯二苯并二噁英(TCDD)等多种污染物。,PCP在自然界中的分布,部分环境激素的化学结构,内分泌干扰物质的结构,17-雌二醇(estradi
9、ol-17,E2),estrone,二噁英,2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英,二噁英是一类氯代含氧三环芳烃类化合物,包括多氯代二苯并二噁英(PCDDs,有75个异构体)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs,有135个异构体)。,溴代二噁英类化合物PBDDs/PBDFs,不同类型污染物的主要内分泌干扰效应,环境激素代表性物质及其作用,环境内分泌干扰物主要去除机理及影响因素,内分泌干扰物生物处理,环境激素的研究方法,实验研究法整体生物实验法:幼鱼血液中卵黄素的生成测定法、小鼠子宫增重法体外生物实验法:雌激素受体(ER)竞争结合法、MCF-7细胞增殖实验、蛋白质表达/酶活性法、重组细胞实验、重组酵母基因实验、类固醇激素合成抑制实验。仪器分析法,