土壤中炸药污染物的健康与生态毒性效应研究进展
编号:4625
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更新:2024-04-16 15:11:26
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特邀报告
摘要
军工企业生产、军队训练演习、战争和武器装备销毁等会造成大面积土地遭受炸药、重金属等军事特征污染物污染。常规炸药化合物中,TNT、黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)对哺乳动物和人类有广泛的毒性,其中TNT和RDX毒性很高且有致癌性;一般认为对藻类TNT毒性最强,RDX的毒性小于TNT,而HMX在其溶解度范围内对细菌和藻类无毒。TNT还原产生的ADNT、HADNT等,水溶性更强,更易被植物吸收进入植物细胞后,与谷氨酸(Glu)结合形成4-HADNT-Glu络合物,在植物根细胞的细胞壁中固化。进入根系的TNT,在硝基还原酶等还原酶的作用下,被依次还原为硝基苯胺类,还原产物在细胞外与多糖结合生成多糖-TNT共轭物,形成结合态残留,失去了生物活性和毒性;或者在细胞质内与谷胱甘肽结合形成GSH-TNT结合物,并在谷胱甘肽转移酶的作用下隔离在液泡中,不再对线粒体呼吸作用造成氧化损伤。2015年NeilBruce等发现TNT在线粒体单脱氢抗坏血酸还原酶6(MDHAR6)的作用下产生硝基自由基,后者与氧气分子作用产生超氧阴离子自由基导致细胞氧化损伤,而MDHAR6突变的拟南芥则可以在高浓度TNT污染土壤上正常生长,这使得开发TNT超耐受的炸药污染土壤修复植物成为可能。近年来组学技术被广泛应用于炸药化合物的微生物生态毒性评价。16S微生物多样性直接反映生境代谢进程、物质循环以及渗透调节,有助于解析炸药污染场地群落演替、互利共生以及捕食寄生进程;代谢组学对于研究微生态体系对炸药胁迫的功能响应以及代谢途径具有重要意义;宏基因组测序可用于解析炸药胁迫下环境微生物的群落结构、物种组成、系统进化、基因功能和代谢网络。在土壤环境中,生物有效性是决定炸药及其降解产物毒性效应的重要影响因素,与土壤有机质、黏土矿物形成结合态残留是TNT及其降解产物的重要解毒机制;而军事场地普遍存在的重金属污染,其与炸药污染物的协同毒性效应等,仍是此类场地安全管控与可持续利用的关键。
关键词
炸药,结合态残留,TNT,生物有效性,宏基因组,微生态毒理
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