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三溴甲烷的相关研究

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  

三溴甲烷的相关研究

1.简述

目前在氯化消毒的饮水中检测到300多种DBPs,其中THMs占总有机卤化物的一半,浓度最高(0.1-31μg/L),资料表明,多数DBPs在水中均为痕量水平(低于1μg/L)。三溴甲烷是THMs中的一种。美国EPA1975年的全国饮用水消毒副产物的调查结果表明,在调查的80个城市的饮用水中有26个城市都检测出了三溴甲烷。国内近几年的一些调查中也表明自来水经氯化消毒后含有三溴甲烷,这与水源水质有关。

人体主要通过吸入、食入、经皮吸收三种途径途径摄入三溴甲烷。世界卫生组织WHO的卫生标准规定了狼心狗肺和水中三溴甲烷的限值为100μg/L。甸政府根据国内的实际情况结合世界各国水质标准,于20056月为进一步改善饮用水水质,尤其是饮用水的消毒副产物,又重新修订了饮用水水质标准,标准规定三溴甲烷含量不得超过100μg/L

2.三溴甲烷的性质及毒性

三溴甲,无色重质液体,有似氯仿味;蒸汽压2.65kpa(48℃),烙点6-7℃,沸点149.5℃,微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯。三溴甲烷的毒性与二氯甲烷相类似,但毒性强度比二氯甲烷大。它能通过呼吸道、经口对人体严重毒寄存器,也能经粘膜、眼睛甚至皮肤对人体严重毒害作用。动物亚急性和慢性毒性试验表明,大鼠吸入0.25mg/L,4小时/天,2个月后会出现肝肾功能异常。Ames试验证实其具有致突变性。

3.三溴甲烷的研究动态及本文研究的主要内容及意义

根据魏建荣等人对生活饮用水中消毒副产物的分布水平的研究结果,饮用水水源中同时存在溴离子和部分有机物时,经过氯化消毒后,出厂水水中的溴代DBPs如溴仿的含量增加。Nalil,1985年报道了溴仿可以使小鼠产生过量的肺部肿瘤;DEANGELO,COFFIN等人也对溴仿的遗传毒性进行了相关的研究,并取得了一定的成果。2000年WHO环境卫生基准的专刊中曾报道,三溴甲烷可以诱发动物大肠肿瘤的发生。三溴甲烷作业THMs主要的饮水消毒副产物,其对健康造成潜在威胁已得到证实。由于三溴甲烷的产生同原水中前驱物相关,因而并不是所有的氯化消毒过程都会产生三溴甲烷。但现阶段,我国的地表水污染情况日趋严重,大多数的饮用水的原水均受到了不同程度的污染,并且污染源复杂。在1984年黄君礼等对我国24个城市自来水厂出厂水的调查结果中,三溴甲烷的含量很低(0.6μg/L-未检出),而到了2004年,魏建荣等人在对某市15个自来水厂的出厂水及水源水的监测结果中检测到了三溴甲烷,而且出厂水的含量与水源水的水质状况有关联。国内外关于三溴甲烷毒性的研究多是从动物试验,而同理的研究尤为重要。生物大分子主要包括:DNA、各种蛋白质、酶等。

               脱氧核糖DNA是重要的遗传物质,很多外源性化合物进入机体后会同DNA相互影响、相互作用。目前国内外对与DNA相互作用的研究方面较多是在,新型药物、新合成的物质、有毒有害污染物(农药、重金属等到)、抗癌药物、诱变剂等等。本文的研究对象三溴甲烷是经Ames试验证实的致突变物。诱发突变的分子生物学基地是DNA的序列改变。因此,研究三溴甲烷同DNA的相互作用于,有助于对三溴甲烷对DNA致突变机制的解释。

      血清白蛋白是人和动物血中含量最丰富的蛋白质之一,约占血浆总蛋白的60%,也是血浆中少有的非糖蛋白之一。血清白蛋白的生理功能主要有:(1)血液缓冲剂;(2)营养作用于; (3)维持血浆胶体渗透压和液体交换;(4)运输功能。血清白蛋白是血浆蛋白质中具有广泛结合能力的蛋白质,能结合外源性和内源的化合物,也能结合大、中、小分子化合物,还能同难溶于水和溶于水的物质相结合。一般来讲,外来物质进入人体后要通过血浆的储存和运输才能到达受体部位发生全用。目前,研究较多的是金属离子及各种药物喹庆酮类药物、百草枯等与血清白蛋白的结合作用。本文主要研究三溴甲烷与血清白蛋白的结合作用,有助于从运输过程的机理上探讨三溴甲烷的毒性作用。

红细胞内含大量红蛋白(Hb)红细胞的机能主要由血红蛋白完成。血红蛋白除作为血液缓冲物质而发挥作用外,其主要功能在于携带氧气(O2)和二氧化碳(CO2)。血纸蛋白分子是由球蛋白、原卟啉和二价铁离子(Fe2+)所组成的结合的蛋白质。有4条肽链各结合一个辅基即血红素,O2即结合于Fe2+上,血红蛋白与氧疏松结合形成氧合血红蛋白,这种氧合作用氧分压高时容易进行,于氧分压低时易于解离。红细胞结合和携带O2的过程并不影响二价铁离子,也即是说不使氧化为三价铁离子:Fe3+无带O2能力,只见于异常的高铁血红蛋白。Hb结合和携带O2,并不能耗能,而红细胞保持双凹圆形和膜的完整性以及保持低铁Hb 则需耗能,其能量来自葡萄糖酵解和磷酸戊糖旁路,并以ATP形式提供膜上Na+-K+泵活动来完成。此外,血红蛋白是一种从结构组成上具有球蛋白部分和细胞色素因子部分的复合蛋白质的典型代表。目前,国内外研究者对Hb的结构与功能、药物(茶碱、胆红素、竹红菌素等)金属离子与Hb的相互作用等方面进行了大量的研究。本文研究三溴甲烷同血红蛋血的作用旨在从对血红蛋白的蛋白质和辅因子部分不同影响的角度探讨三溴甲烷的毒性作用。

金属镉不是人体的必需元素,因其对环境中水、空气和土壤的污染而在动植物体内蓄积,最终导致对人类健康的危害,并由于它在体内能长期蓄积,不易排除,故意产生慢性的和远期的病理效应,可损伤许多组织和系统。镉污染问题已受到世界各国高度重视,1993年被国际癌症研究协会列为44种人类I类致癌物之一,美国毒物管理委员会已把镉列为第6位危害人体健康的有毒物质,联合国环境规划署也把镉列入重点研究的环境污染物,世界卫生组织则将其作为优先研究的食品污染物。我国是重金属丰产国家,镉污染现象也相当严重。2005年重新修订的《生活饮用水卫生标准》中规定了饮用水中镉的限制浓度是5μg/L。

环境中的镉污染源于铅、锌、铜等矿山和冶炼厂的废水,另外电镀、电池、颜料和半导体及工业废水也是镉的污染源。生活中的来源,主要包括食物、吸烟和环境空气污染等。镉主要是通过饮食和呼吸进入体内。镉通过消化道和呼吸道进入动物和人体内,消化道的吸收率一般在10%以下,呼吸的吸收率为10%-40%。通常情况下,一个成年人经饮水摄入0-20μg/L镉/日,从大气中吸入0-1.5μg/L镉/日,经食物可获得50-100μg/L镉/日。1988年,WHO推荐的允许摄入量48-60μg镉/日。很少量镉进入人体也能造成慢性中毒,这是因为镉很难被机体降解和排泄,而且镉在体内的半衰期长达10-35年,是已知的最易在体内蓄积的环境污染毒物。镉在体内长期累积,主要分布在肝、肾、胰腺、甲状腺和骨骼中,造成机体器官一系列损伤反应,同时还可能引起细胞癌变和突变。在人和动物慢性镉中毒最常见的症状是生长迟滞、肾功能衰竭、生殖功能减退、高血压、肿瘤和畸胎等。关于金属离子镉同DNA、蛋白质的相互作用类型、作用机制等的研究国内外已有不少的报道。本文在研究三溴甲烷-生物大分子二元作用的基础上,进一步探讨金属离子-生物大分子-三溴甲烷的三元体系作用,讨论在有金属离子镉存在的复合污染下,其对三溴甲烷同生物大分子结合的影响。

国内外对三溴甲烷的研究只是从动物整体研究其对机体造成的操作,而从体外的角度研究三溴甲烷同生物大分子之间的相互作用机制的研究未见相关的报道。机体是一个多种因素并存的、复杂的体系,三溴甲烷动物整体试验的结果是多种因素共同作用的结果,无法测定三溴甲烷与生物具体的结合常数、结合位点,以及各种离子对其结合的影响作用。因此,在体外通过光谱分析法测定三溴甲烷与生物大分子之间相互作用的结合常数、结合位点以及金属离子的影响情况可从生物分子水平解释三溴甲烷的毒作用机理,这是具有一定的研究意义的。

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