1915 / 2019-08-30 16:20:17

卤代芳香族DBPs的比较细胞毒性及相应的QSAR模型：其与过氧化氢酶的结合作用在毒性机制中起重要作用

3、环境科学 > 专题2：环境健康与安全风险评估

卤代芳香族消毒副产物（DBPs）是近期鉴定的一类新兴的消毒副产物。它们在消毒后的饮用水、污水、游泳池水、页岩气开采废水中均能被检测到（浓度水平约ng/L−μg/L）。之前的研究基于体内生物测定报道这类DBPs具有发育毒性和生长抑制毒性。在本研究中，为了进一步了解芳香族DBPs对人体健康的不良影响，采用哺乳动物中国仓鼠卵巢细胞实验方法，比较评估了四个亚类（卤代苯酚、卤代硝基苯酚、卤代羟基苯甲醛和卤代羟基苯甲酸）的15种卤代芳香族DBPs的细胞毒性。结果表明，所选择的芳香族DBPs在体外生物测定表现出卤代硝基苯酚>卤代苯酚>卤代羟基苯甲醛>卤代羟基苯甲酸的毒性顺序。通过分子对接研究芳香族DBPs与关键抗氧化酶（即过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽S-转移酶）的相互作用，探讨了其与抗氧化系统有关的潜在毒性机制。根据实验得到的细胞毒性数据和候选描述符（包括芳香族DBPs与关键抗氧化酶之间的结合能，以及物理化学/量子化学/拓扑描述符）的筛选，建立了QSAR模型，即log (LC50) −1 = − 1.050ECAT + 0.300EHOMO − 0.238ELUMO − 0.164，表明毒性机制中芳香族DBPs与过氧化氢酶的相互作用以及芳香族DBPs的亲电/亲核反应活性的重要性。另外，本文还对华南特大城市深圳市的自来水和水厂出水中芳香族DBPs的生成情况进行了研究。结果表明，深圳市饮用水中普遍存在卤代芳香族DBPs（浓度水平约ng/L），并首次在实际饮用水中检测到三种含氮芳香族DBPs。通过结合检测浓度和实验所得的细胞毒性数据，确定了目标芳香族DBPs中的主要毒性物质；值得注意的是，具有最高浓度的DBP并不呈现出最高的总体毒性贡献占比。