当前的世界环境

介绍

自20世纪60年代初以来，在鱼类和其他水生生物组织中发现了异黄素化合物的残留，从而提高了科学兄弟对生物生物的生物累积的关注。通过比较与它们存在的介质相比，可以通过比较它们积累的程度来预测环境中的这种物质发生的情况。还可以确定和比较生物体体内这些化合物的浓度程度。与其他物质与生物体的其他物质一样，PCB也与生物体中的组织脂质作出反应，并且可以在长期地破坏它们积累的组织。文献表明，组织脂质是鱼类中PCB浓度的重要决定因素。¹这些物质不仅积累，而且可以通过不同的食物链传递，如它们在鸟类组织中的积累所示。²

这种物质的生物和非生物降解和水生生物中的生物累积潜力是表明环境损伤的重要因素，除了异种症引起的毒性。^3,4不同的取食习性、生境、水生生物在食物链不同营养水平上对外源物质进行生物转化的能力以及化合物本身的分子量等因素，都可能导致多氯联苯在水生生物中的生物积累变化，在他们的组织中发现的这些物质的不同浓度表明了这一点。^5.

自然界中的污染物可能并不总是是个体化合物。相反，它是发现污染环境的不同化合物的混合物。更多的文献可用于这些混合物对生物体的毒性的毒性，而不是这种混合物的组分的各种化合物。众多PCB的Aroclor®混合物经常用于识别和量化环境或生物样品中的PCB，而只有少数数据可以获得各个Congeners对生物的影响。^6.

因此，一些工作人员提倡使用同族特异性分析，而不是使用混合物。^7-10

BCF(生物浓度因子)指示了一种化学物质可能在水生动物体内积累的程度。标准化的方案可用于评估鱼中的BCF。此外，鱼类是人类食物中蛋白质的重要来源。由于这些原因，它们是评估BCF的首选试验生物。

BCF有助于建立化​​学物质的疏水性。文献中提供了评论以及计算BCF的不同建议的审查^11.BCFs用于处理铬和铅等重金属Colisa fasciatus作为一个测试有机体。^12,13还研究了各种氯化农药的生物累积，以及它们在不同鱼类组织中的估计。^14.此外,P. Ticto.并利用该方法计算和报道了氯化农药在其组织中的生物积累动力学和生物浓度因子。^15.研究了多芳香烃(PAHs)的生物积累及其浓度动力学和BCF的估算rasbora daniconius.^［16］和Puntius ticto．^17.类似的研究已经进行的PCB同系物的组织rasbora daniconius.．^18.

各种评估环境损害的主要组织似乎采用了不同的标准来确定一种化学物质对环境的危害程度。欧盟已将任何按湿重计算BCF值超过100的化学品列为“对环境有危险”的化学品，因为它可能损害生物体或以其为食的生物体的健康，因而有可能发生生物积累。欧洲委员会，欧盟的行政理事会，建议BCF值超过100，作为一种化学品的危险分类的“触发”。另一方面，USEPA认为BCF值超过1000是生物积累潜在影响的“高度关注触发器”。^19.BCF值超过500的化学品被加拿大认为是“危险的”，而BCF值超过5000的化学品被归类为生物积累的标志。因此，这些化学物质被推荐为“基本消除”。^20.指南值为0.67 ng g^－1一些工人也给人类食用。^21.

现有文献表明，与其他国家相比，发达国家在多氯联苯生物浓度方面做了更多的工作。对多氯联苯及其命运的研究较少，但对印度的环境是可行的。在印度的许多地方，整条鱼被食用，也被包括鸟类在内的其他食肉动物食用，尽管鱼的肌肉是最受欢迎的食用部分。由于这个原因，建议人们在食用鱼之前彻底分析鱼的所有成分。因此，详细研究多氯联苯在全鱼体内的生物积累对环境的影响具有重要意义。鉴于此，本研究试图检测和测定多氯联苯在各器官中的分布及其生物浓度动力学。两个PCB副产品:126年和169 PCB印刷电路板,例如3,3 ',4,4’,5 - pentachlorobiphenyl和3,3 ',4,4’,5、5 ' - hexachlorobiphenyl分别用于这项研究已经确定的生物浓缩动力学和吉尔供应量,肝、小肠和肾脏组织的淡水鱼P. Ticto.．

B.Ioconcentration Kinetics.

对于不可生物降解的化学物质，生物浓缩过程通常可以解释为该化学物质在机体脂质和周围水体之间的被动分配。因此，这个过程可以恰当地描述为“一级双室(水和水生生物)模型”。通常，鱼类或其他水生生物对持久性化学物质的吸收和随后的消除可以用下面的式(1)来描述。


在哪里

k₁摄取速率是恒定的吗^－1

C_W.是水中的化学浓度，mg g^－1

k₂清除率或净化率是恒定的吗^－1

C_F鱼里的化学物质浓度是毫克还是克^－1．

在稳定状态下，

等式（2）可用于计算BCF值。


估计BCF.

用于估计BCF，测试生物，P. Ticto.在这种情况下，必须在一段适当的时间内暴露于水中恒定的化学浓度，使用连续的水流通过系统，直到它们达到稳定状态。在现实中，对于许多疏水化学品来说，任何短时间的暴露都不足以达到理想的稳定状态。因此，动力学方法仍然是估计这种“真实”BCF值的唯一可行方法。

材料和方法

实验生物，即实验所需的试验鱼，从附近的淡水体中获得。PCB Congeners：PCB 126和PCB 169的'DR.德国德国制造用于本研究，而二氯甲烷用作溶剂。^22.采用自行设计的恒定剂量装置将鱼暴露于多氯联苯中，并按照标准做法进行连续的生物测定研究。^23.还保持了适当的控制。实验所用稀释水经脱氯处理，其特性如表1所示。

标准方法^24.对水的理化参数进行了分析。美国赛默飞雪科学仪器公司(thermo Fisher Scientific Instruments, San Jose, CA95134, U.S.A)的热痕量超气相色谱仪(GC)，带有电子流量控制(EFC)，并配备Thermo Fisher Scientific TSQ Quantum GC triple四极质谱仪(MS)，用于估算不同暴露时期不同组织中的PCB浓度。按照文献中所述的使用色谱作为分析工具的标准程序进行。^25.

表1：稀释水的特性

组织提取

从鱼鳃、肝脏、肠道和肾脏的称重样品中提取多氯联苯，分别进行，二氯甲烷作为溶剂，如标准程序中所述。多氯联苯和其他有机化合物被共同提取。因此，需要一个适当的清理程序来去除任何其他有机化合物，以防止它们干扰对PCB含量的正确估计。这样的清理程序需要任何合适的过滤助剂，如活性炭，硅酸，硅藻土，氟硅酸，氧化铝等，适当地包装在玻璃柱中。这些助滤剂通常是有助于选择性吸附的硅酸盐。用合适的助滤剂填充的色谱柱能够保留所有的干扰化合物，包括脂类，并且只从色谱柱中分离出多氯联苯。本研究使用英国科赫实验室生产的Celite 545助滤剂进行。^26.硅藻土545是白色到白色的白色粉末，纯化和助焊剂煅烧的硅藻土，具有分子式CNA₂O._3.．

使用的玻璃柱长300毫米，宽10毫米，一端有止动旋塞。每个色谱柱用1.2 ml 0.5 M H酸化2 g Celite₂所以_4.在玻璃烧杯中持续搅拌，直到完全硅藻土润湿。通过将20mL丙酮和己烷的混合物在10:90的比例中加入润湿的硅藻土将20ml混合物加入稳定搅拌2-3小时来制备硅藻土的浆料。在丙酮中彻底洗涤的一小块玻璃棉塞子，首先压入玻璃柱的末端。然后，通过将玻璃棒的扁平端部压在其上，将硅藻土的浆料逐渐堆叠在塞子上方，直到获得适当的高度塔。将1g无水硫酸钠加入到该塔的顶部中以从组织提取物中除去任何痕量的水分。

以这种方式包装了许多柱。然后用正己烷洗涤每根柱以除去所有丙酮的痕量痕迹。在每个组织提取物的情况下使用新鲜柱。在彻底混合在二氯甲烷后获得组织提取物。它们缓慢地转移到柱中。在旋塞阀的帮助下控制来自列的流出。使用玻璃Kd管来收集从柱中获得的洗脱液。在收集完全洗脱后，用二氯甲烷溶剂将该柱用二氯甲烷溶剂洗涤，以确保成功洗脱提取物中的所有PCB。已知从组织样品中获得98-99％的PCB，使用该方法进行。洗脱液被允许达到近干燥状态。 A known quantity of Dichloromethane was used to dilute the eluate for direct injection into the GC-MS. Other workers have also used this method of determination of PCB concentration, as indicated in literature.^27.残渣浓度可以用脂质重量和湿重来表示。^28.

实验细节

研究使用容量为20 L的玻璃水族馆进行，连续30天。稀释水被部分地灌进加药装置的贮水池中。加入所需浓度的PCB后，使其在储层中的体积达到20L，得到PCB溶液。从容器中流出的流量被调整为这样一种方式，即在24小时内有20升PCB溶液流入水族馆。实验开始时，每个水族箱中都引入了20条鱼。PCB 126的浓度为17.5µl l^－1而PCB 169为25µl^－1除了上述水库。在贮存器中更换新鲜溶液，并根据文献中提到的程序进行饲料。^29.以5天的时间间隔（5,10,15,20,25和30天）在水族馆中从水族馆中活着去除鱼，用于在研究中的PCB。然后处死并解剖鱼。将在冰箱中的4℃下将要研究生物累积 - 鳃，肝，肠和肾脏的组织，并在4℃下保存在Buoin水溶液中。根据文献，组织可以在样品萃取和清理之前保存，在4％福尔马林或Buoin的固定剂中^[30]．在进行提取和清理之前，将来自固定剂的组织彻底洗涤。使用二氯甲烷称量它们在闭合容器中彻底混合。然后将如此获得的提取物处理以通过如上所述通过硅藻土柱进一步清洁。

结果与讨论

生物浓度与器官分布

研究了四种组织中PCB 126和169的浓度P. Ticto.在增加的时间间隔内，由GC-MS估计的结果见表2。

表2：组织中PCB浓度P. Ticto.

结果表明，在不同组织中，PCB 126的最大积累量为19.98 μg^－1鳃组织中的湿重量P. Ticto.，其次为14.15 μg g^－1，10.07μgg^－10.91 μg^－1湿重与其含水浓度为17.5μlL的肝脏，肠和肾组织分别相比^－1．

另一方面，发现PCB 169的最大累积为30.61μgg^－1鳃组织的湿重，其次为13.23 μg g^－1， 12.50 μg^－14.73 μg g^－1与其含水浓度为25μlL的含水浓度，分别在肠道，肾和肝组织中湿重^－1．

从以上观察可以看出，PCB 169在鳃、肠、肾组织中积累较多P. Ticto.与它们中的PCB 126的累积相比。

与肾组织相比，肝组织积累了更多的PCB 126。然而，在PCB 169中观察到相反的趋势，它在肾脏中积累的比在肝脏组织中更多。现有文献报道，可以考虑变量的数量来决定生物积累的速率。^5.上述发现与文献报道一致。结果还表明，一种化合物在不同的组织间可以以不同的速率积累，不同的化合物在不同的组织中以不同的浓度积累。文献还指出，除了化合物的亲脂性和有关组织的脂肪含量外，其他因素也可能参与组织的积累。^31.BCF，Log BCF和计算日志K之间的关系_噢为P. Ticto.已经在本研究中进行了评估。暴露于PCB溶液5天后，PCB 126在鳃和肾组织中的积累低于检测限，而在相同的暴露时间内，PCB 169在肾组织中的积累低于检测限。

PCB 126和PCB 169的最大BCF和Log BCF在鳃组织中显示出最大的毒性P. Ticto.在鱼暴露30天后。

生物浓缩动力学

BCF用于评估任何化学物质在水生生物中积累的倾向。一种化学物质在组织中的生物积累，以及它在活组织中建立的能力，被美国环保局认为是建立作为废水排放的有毒污染物标准的重要因素。污水处理厂也将此作为确定此类污水处理标准的一项重要指标。BCF对鱼和牡蛎的测试指南，由美国环保局规定^32.和ASTM（美国测试和材料协会）^33.揭示了BCF的重要性。回归方程，通过等式（3）给出的通式，通常用于计算BCF。

logbcf = logk_噢+ b, (3)

其中a和b是经验确定的常数，而K_噢是N-辛醇/水分配系数。

文献引用了连续流中暴露32天的黑头鱼、绿太阳鱼、虹鳟鱼等水生生物的生物积累程度的计算。^34.等式（4）给出了日志BCF与log k之间的关系_噢

BCF = 0.85 log K_噢- 0.70，r²= 0.897（4）

用上面的公式得到了BCF和K之间的相关性_噢在被研究的鱼类组织中在给定的时间内不断增加的积累清楚地表明多氯联苯在鱼类组织中的积累，遵循增加的趋势，并可观察到分为两个不同的阶段。第一阶段，大约从接触开始的15天，显示出缓慢的积累，而在第二阶段观察到快速积累。这表明，形成过程的动力学是复杂的。考虑到计算的复杂性，很难用数学方程来界定这样的观测。

经常发现BCF与疏水性相互关联，如k所示_噢在对数尺度上建立线性关系是可能的。^35-38

文献表明，在化合物的不同性质中，污染物的分配系数是检验水生生物对其生物浓度程度的最合理参数。^39.文献报道了不同的生物浓度趋势。^40-42鱼类组织的生物积累动力学常数和研究组织的计算BCF、对数BCF和预测对数Kow值分别如表3和表4所示。

表3:各组织的生物积累动力学常数P. Ticto.

表4：计算的BCF，Log BCF和各种组织的预测日志kow值P. Ticto.

(ND:没有发现)

回归的线性图表，显示PCB 126和PCB 169在30天内的PCB浓度和曝光时间之间的关系，在鳃，肠道，肝脏和肾组织中P.ticto分别载于图1至图4。

图1：曝光时间和PCB浓度之间的图形表示P. Ticto.那 点击此处查看数字

图2:暴露时间与大肠中PCB浓度关系图示P. Ticto.那 点击此处查看数字

图3:暴露时间与肝脏中PCB浓度关系图示P. Ticto.那 点击此处查看数字

图4:暴露时间与肾脏中PCB浓度关系的图示P. Ticto. 点击此处查看数字

PCB 126的生物积累速率最大，为19.98µgg^－1， PCB 169最大，为30.61µgg^－1鳃组织中P. Ticto.．从BCF值的增加可以看出，多氯联苯的摄取率随暴露时间的增加而增加。回归(右²对于PCB 126，可以看到值在0.789和0.967之间变化，而PCB 169在0.736和0.972之间变化，表明在进行测试生物曝光的PCB浓度和时间之间的相当高的相关性。从本研究中获得的实际结果证实了PCB化合物的疏水性质。此外，回归模型在大范围的BCF上铺展并显示与k的高相关_噢．

结论

从本研究可以看出的重要特征是，在测试两者的情况下PCB浓度的生物累计的过程相对较慢，并且积累从一个组织变化到另一个组织。这与PCB浓度的调查结果一致rasbora daniconius.^［18］．测试的生物体显示在慢性生物测定的条件下积聚PCB，并且生物浓度取决于暴露的时间和培养基中PCB的亚致死浓度。与PCB 126相比，PCB 169被认为是显着的毒性，从其浓度可以看到在试验鱼组织的30天内累积的浓度P.ticto．即使在周围环境中存在最低浓度的多氯联苯，在长期接触后也有在鱼类组织中积累的趋势，这是慢性毒性开始的一个指标。

确认

作者谨此感谢迟到的Shanta Satyanarayan博士，他的导师和指导，向他展示导致这篇文章的道路。

资金来源

对这项研究工作没有资金或财政支持。

利益冲突
作者之间没有任何利益冲突。

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