典型含硫类二噁英在长江南京段分布规律与生态风险研究

"含硫类二噁英"是一类结构与二噁英极其相似的化合物，对生态系统存在潜在危害。但目前对其分布及生态风险的研究较少。本项目选择长江南京段作为典型研究区域，在测定背景断面、污染控断面和一些重点排污口的水体和沉积物中存在的典型"含硫类二噁英"的异构体及浓度的基础上，研究沉积物的特性与目标化合物的含量的关系，采用"异构体比值法"和"智能识别法"等方法，解析污染来源；采用微宇宙实验模拟技术，选择长江流域存在的优势鱼种和斑马鱼作为测试对象，测定环境中可检测到的典型"含硫类二噁英"化合物对鱼类的毒性效应，并采用三维定量结构-活性相关（3D-QSAR）方法，建立这些化合物的毒性效应参数的QSAR模型，从分子结构的微观层面上探讨影响毒性效应的主要因素和致毒机制。本项目的研究，为进一步深入研究"含硫类二噁英"对生态和环境的影响奠定基础，为河流生态环境保护和人类健康安全提供科学依据。

含硫类二噁英 (Sulfur-containing Dioxins) 主要包括多氯代噻蒽(PCTA)、多氯代二苯并噻吩(PCDT)、多氯代二苯硫醚(PCDPS)这三类化合物，这些化合物在化工制药中有应用，在垃圾处理过程也有产生，并具有明显的生态毒性。本项目中，基于合成的化合物样品，通过采样分析，我们研究了PCTAs、PCDTs和PCDPSs在长江南京段表层沉积物及表层水中的分布情况，并分析可能的污染来源。研究结果表明，城市生活污染贡献较少，化工园区是这些化合物的重要来源。此外，通过实验手段获得PCDPSs的疏水性(logKow)、色谱保留性质(logk’)和土壤吸附特性(logKoc)性质数据，并采用量子化学计算、3D-QSAR、氯原子取代位置等三种方法，建立了稳健的、预测能力强的QSAR模型，定量描述了分子结构与这些性质之间的关系。测定了PCDPSs对鲫鱼肝脏中抗氧化酶（SOD, CAT) 活性和脂质过氧化程度（MDA）的影响，通过急性以及亚急性毒性实验测定了PCDPSs对小鼠的半数致死浓度(LD50)和对肝脏的损伤。这些研究结果表明：PCDPS的毒性与氯原子取代数目和取代位置有很大的关系。本研究提供了含硫类二噁英在长江南京段的分布数据，结合生物毒性测试，可为这类化合物的生态风险评价提供基础支撑。本项目共在SCI和EI收录期刊发表论文29篇，获高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学奖)二等奖1项。