（农药学专业论文）硫丹对生物dna损伤和土壤微生物群落多样性的影响.pdf

山东农业大学博上学位论文 中文摘要 持久性有机污染物( 简称p o p s ) ，被认为是2 1 世纪影响人类生存与健康的重要环 境问题。由于持久性有机污染物在全球普遍存在，具有生物累积性、难以降解、可远距 离传输、致癌致突变性和内分泌干扰等特性，它们所引起的环境与健康问题已经引起国 际环境保护组织、各国政府和民众的高度关注。硫丹为有机氯杀虫剂，具有触杀和胃毒 作用，杀虫谱广，广泛用于棉花、果树、蔬菜、茶叶等作物上，我国已大面积使用。2 0 世纪9 0 年代以后，越来越多的国家认识到了硫丹广泛使用的危害性，许多国家开始禁 用或严格限制使用。作为一种即将被列入p o p s 名单的污染物，硫丹对人体健康和生态 环境的潜在影响问题在国内外备受关注，研究其生态毒性非常重要。鉴于土壤微生物、 动物、植物在生态系统中的重要性，本研究利用分子生物学技术，采用微核实验、彗星 试验和变性梯度凝胶电泳实验，研究了硫丹对蚕豆、白三叶草、蚯蚓和土壤微生物的毒 性效应，评价了硫丹对生物d n a 的损伤作用和土壤微生物群落多样性的影响，对于了 解和认识硫丹对生态系统的影响以及为建立快速、有效、实用的生物监控和测试技术具 有重要意义。主要研究结果如下： 1 为了探明硫丹对蚕豆的遗传损伤作用，采用毒理学实验方法，研究了o 1 、1 0 、 1 0 0m g l 浓度的硫丹对蚕豆根尖细胞有丝分裂、染色体畸变和微核的影响。研究结果 表明，硫丹抑制蚕豆根尖细胞的有丝分裂。经硫丹处理后，蚕豆根尖细胞有丝分裂指数 则逐渐降低，降低的程度随硫丹的浓度和染毒时间的增加而增强。随着硫丹的浓度和染 毒时i 日j 的增加，蚕豆根尖细胞的染色体畸变率和微核率不断提高。有丝分裂指数与染色 体畸变和微核率都呈负相关，染色体畸变率与微核率呈正相关，并具有明显的剂量效 应关系。在本试验条件下硫丹达到一定剂量浓度会对蚕豆根尖细胞造成d n a 损伤，具 有明显的遗传毒性。 2 单细胞凝胶电泳实验( 彗星试验) 是一种快速、简单、直接的d n a 损伤研究手 段，能广泛应用于多种组织来快速检测环境基因毒性物质。本文通过彗星试验测定了硫 丹对蚯蚓体腔细胞和白三叶草叶片细胞d n a 的损伤作用。试验结果显示，在设定的四 个检测时间( 7 d 、1 4 d 、2 1 d 、2 8 d ) ，经不同浓度硫丹处理，蚯蚓体腔细胞和白三叶草叶 片细胞d n a 均有损伤，而且随着浓度的增加和时间的延长，彗星拖尾长度、o l i v e 尾矩 的值均有上升的趋势，这说明d n a 损伤程度与硫丹的浓度和处理时间均有效应关系。 表明硫丹对蚯蚓和白三叶草造成了基因损伤。 硫丹对生物d n a 损伤和土壤微生物群落多样性的影响 本研究首次利用广泛分布的白三叶草作为受试生物材料，进行污染物的彗星试验检 测试验。通过实验发现，和对照处理相比，经过硫丹处理后白三叶草叶片细胞能够通过 彗星试验检测d n a 损伤，而且随硫丹处理浓度的增加和暴露染毒时间的延长，细胞核 产生的伤害程度也随之增加，具有较高的灵敏性。表明白三叶草叶片能应用于植物彗星 实验，研究环境污染对植物d n a 的损伤。 3 采用三种不同方法，分别对土壤微生物总d n a 进行提取效果的比较，结果发现 运用化学试剂和酶结合的策略能够获得高质量、高产量的基因组d n a ，较其他方法具 有明显的优势和效果，并且获得的产物经纯化后更适用于随后的分子生物学实验。 4 采用扩增细菌1 6 s rd n av 3 区的通用引物，通过改变扩增反应体系中的m f + 、 d n t p 、引物的条件，并采用n e s t p c r 方法，优化了含有“g c 结构引物的p c r 扩增 方法，获得了较好的扩增产物，使得d g g e 电泳图谱条带更清晰，可分辨的条带数量也 更多。 5 利用d g g e 指纹分析技术研究了硫丹对土壤微生物群落多样性的影响。通过对不 同培养时间( 7 d 、1 4 d 、2 1 d 、2 8 d ) 、不同浓度( o 1 、1 0 、1 0 0m g k g ) 硫丹污染下土壤 微生物d n a 进行d g g e 多样性的分子指纹图谱分析，发现随着培养时间不同，各处理 之间的土壤微生物群落多样性出现了一定的差异。在硫丹作用下，土样中一些细菌种群 的生长受到抑制，随着硫丹或作用时间的提高或延长，其相关条带由深变浅，甚至消失。 而另一些细菌种群的得到富集，其条带由无到有。在整个试验过程中，随着硫丹浓度的 升高，与对照相比各泳道条带间的j a c c a r d 指数相似性相应降低，在一定浓度和作用时 间范围内，硫丹对土壤细菌种群的改变的影响存在剂量效应关系。表明硫丹对土壤微 生物群落结构有着明显的影响。 关键词： 硫丹；蚕豆； 蚯蚓； 白三叶草；土壤微生物；微核试验；彗星试验； d g g e 试验 2 山东农业人学博十学位论文 a b s t r a c t p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ( p o p s ) a r eaf a m i l yo fo r g a n i cp o l l u t a n t st h a ta r ep e r s i s t e n t ， b i o a c c u m u l a t i v ea n e a s i l yc a u s ea d v e r s ee f f e c t so nh u m a na n do r g a n i s m s p o p sh a v eb e e nt h e c o n c e r no fa l lo v e rt h ew o r d t h e yp r e s e n ti m m u n o t o x i c i t y , e n d o c r i n e t o x i c i t y , r e p r o d u c t i v e a n dd e v e l o p m e n t a lt o x i c i t y , c a r c i n o g e n e s i sa n ds oo n t h ee c o t o x i c i t ys t u d i e o np o p ss h o u l d b es t r e n g t h e n e d e n d o s u l f a ni so n eo ft h em o s tc o m m o n l yu s e do r g a n o c h l o r i n ei n s e c t i c i d e s i t i sb e i n ge x t e n s i v e l yu s e di nc r o p sf i e l dd u et oi t sb r o a ds p e c t r u mo fa c t i v i t ya n dr e l a t i v e l yl o w c o s t a sar e s u l to fi t s w i d e s p r e a du s e ，e n d o s u l f a nh a sb e e nu b i q u i t o u s l yd e t e c t e di n a t m o s p h e r e ，s o i l s ，s e d i m e n t s ，s u r f a c ew a t e r ，r a i n w a t e r sa n df o o d s t u f f s t a k i n gi n t oa c c o u n tt h e m a g n i t u d eo fu s e ，e n v i r o n m e n t a ll e v e l sa n dh u m a na n de c o l o g i c a le f f e c t so ft h i sc o m p o u n d ， m a n yc o u n t r i e sh a v er e c o g n i z e dt h eh a z a r d so fw i d ea p p l i c a t i o no ft h i sp e s t i c i d e t o d a y ， e n d o s u l f a nh a sb e e nb a n n e do rs e v e r e l yr e s t r i c t e di no v e r3 0c o u n t r i e s ，b u ti tc o n t i n u e st ob e w i d e l yu s e di ns o m ed e v e l o p i n gc o u n t r i e sl i k ec h i n aa n dt h a i l a n d s t u d i e sc o n c e r n i n ge f f e c t s o fe n d o s u l f a no ns o i lo r g a n i s m sa r en e e d e di no r d e rt oe v a l u a t ei t st o x i c i t y t h ea i mo ft h e p r e s e n ts t u d yw a st oa s s e s st h eg e n o t o x i ce f f e c t so fe n d o s u l f a ni nv i c i af a b a ，e a r t h w o r m ( e i s e n i af o e t i d a ) ，w h i t ec l o v e r ( t r i f o l i u mr e p e n sl ) a n ds o i lm i c r o o r g a n i s m f r o mm o l e c u l e l e v e l ，d n ad a m a g ea n de f f e c t so ns o i lm i c r o b i a ld i v e r s i t yi n d u c e db ye n d o s u l f a nw e r e e v a l u a t e d o u ro b j e c t i v ew a st og e tam o r ec o m p r e h e n s i v eu n d e r s t a n d i n go nt h ee f f e c t so f e n d o s u l f a na n dp r o v i d em o r ei n f o r m a t i o na b o u tt h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ko ft h i sp e s t i c i d e o nt h es o i le c o s y s t e m 1 1 1 em a i nr e s u l t sa r es h o w e da sf o l l o w s ： 1 v i c i a i c r o n u c l e u st e s ti sa p p l i e di nm o s tf i e l d s ，a sad e t e c t i n gm e a n s i no r d e rt op r o v e u pt h ei n f l u e n c eo fe n d o s u l f a nt o w a r d sv i c i af a b a ，c e l lm i t o s i s ，c h r o m o s o m a la b e r r a t i o n sa n d m i c r o n u c l e u sw e r er e s e a r c h e d t 1 1 er e s u l t ss h o w e dt h a tw h e ns e e d sw e r et r e a t e dw i t hd i f f e r e n t e n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o n s ，0 1 ，1 0a n d10 0 m e g l ，t h e c e l lm i t o s i so fs e e d sw e r e i n h i b i t e d w i t ht h ei n c r e a s i n go fe n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o na n dp o i s o n e dt i m e ，t h ei n h i b i t e d e f f e c tw e r eb o t he n h a n c e d w i t ht h ei n c r e a s i n go fe n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o na n dp o i s o n e dt i m e ， t h ef r e q u e n c yo ft h ec h r o m o s o m a la b e r r a t i o na n dm i c r o n u c l e u sr a t ei n c r e a s e d t h e r ew e r e s i g n i f i c a n ti n f l u e n c e so nt h ec h r o m o s o m a la b e r r a t i o n sa n dm i c r o n u c l e u so fs e e d st r e a t e dw i t h 3 硫丹对生物d n a 损伤和十壤微生物群落多样性的影响 e n d o s u l f a n ，w h i c he f f e c t sw e r er e l a t i v et oe n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o na n dp o i s o n e dt i m e i tw a s v e r yc l e a rt h a tt h i sp e s t i c i d ew i t hac e r t a i nc o n c e n t r a t i o nh a de f f e c t so nc y t o g e n e t i c a lt o x i c i t y o fv i c i a f a b ar o o tt i pc e l l s 2 t h ec o m e ta s s a yh a sb e e nw i d e l yu s e di nt h ef i e l d so fg e n e t i ct o x i c o l o g ya n d e n v i r o n m e n t a lb i o m o n i t o r i n g ，w h i c hw a san e wt o o lf o rg e n o t o x i c i t ys t u d y i nt h ep r e s e n t s t u d y ，e a r t h w o r m sw e r ee x p o s e dw i t he n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o n so f 0 1 ，1 0a n d10 0m g k gi n t h es o i l t h ew h i t ec l o v e rr o o t sw e r ei m m e r s e di nh y d r o p o n i cp o t sc o n t a i n i n gn u t r i e n t s o l u t i o n so fd i f f e r e n te n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o n s ，0 1 ，1 0a n d10 0m g l t i s s u e so fe a c h t r e a t m e n tw e r ec o l l e c t e do nt h e7 t i l ，14 t i l ，21 s t a n d2 8 md a y so ft r e a t m e n tp r o c e s s s i g n i f i c a n t e f f e c t sf r o mb o t hc o n c e n t r a t i o n sa n dt i m eo fe x p o s u r ew e r eo b s e r v e d u n d e ro u re x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s ，t h ei n d u c t i o no fd n ad a m a g ei ne i s e n i a f o e t i d aa n dt r e p e n ss p e c i m e n sa p p e a r e d t ob ed o s e - d e p e n d e n tt h r o u g h o u tt h ee x p o s u r ep e r i o d a n de n d o s u l f a ni n d u c e dd n ad a m a g e o ne a r t h w o r ma n dw h i t ec l o v e rn u c l e i i nt h i sr e s e a r c h ，t h ep o t e n t i a lf o rd n ad a m a g e ，a sm e a s u r e db yt h ec o m e ta s s a y ，t oa c ta sa b i o m a r k e ro fg e n e t i ct o x i c i t yi nw h i t ec l o v e rp l a n t sw a sc o n s i d e r e d as i g n i f i c a n ti n c r e a s eo f d n am i g r a t i o nw a so b s e r v e do nt h en u c l e io b t a i n e df r o mt r e p e n sl e a v e s d u r i n gt h e e x p o s u r ep e r i o d ，d n ad a m a g ei n c r e a s e da st h ee x p o s u r ec o n c e n t r a t i o n so ft h ep e s t i c i d e i n c r e a s e da n dd n a m i g r a t i o ns h o w e dad o s e - r e s p o n s er e l a t i o n s h i p t h et r e p e n sc o m e ta s s a y i sa ss e n s i t i v ea st h ec o m e ta s s a yu s i n ge a r t h w o r mc e l l sw h i c hc o u l db eu s e di ng e n o t o x i c i t y s t u d yo fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t a n t s t oo u rk n o w l e d g e ，t h i s i st h ef i r s tr e p o r td e s c r i b i n gt h eu s e o ft r e p e n sf o rg e n o t o x i c i t ya s s e s s m e n to fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t a n t su s i n gt h ec o m e ta s s a y b a s e do ne x p e r i m e n t a le v i d e n c eo b t a i n e d ，w ec a ns u g g e s tt h a td n ad a m a g eo fl e a fc e l l so f t r e p e n sm a yp o t e n t i a l l yb eu s e da sab i o i n d i c a t o rf o rd e t e c t i n gg e n o t o x i c a n t si ne c o s y s t e m 3 i no u rs t u d y ，t h r e es o i ld n ae x t r a c t i o nm e t h o d sw h i c hb a s e do nd i f f e r e n tl y t i c p r i n c i p l e sf o ri s o l a t i o no ft h et o t a lf a r m l a n dm i c r o b i a ld n a w e r ec o m p a r e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h e c h e m i e a - e n z y m a t i c m e t h o dw a sb e t t e rt h a no t h e rm e t h o d s t h e c h e m i e a - e n z y m a t i cm e t h o dc o u l do b t a i nt h eb e s td n a w i t ht h eh i 曲e s tm o l e c u l a rw e i g h ta n d p u r i t y ，w h i c hw a sm o r ep r o p i t i o u st om o l e c u l a re c o l o g y s t u d y 4 t h ep c rm e t h o d ，a st h e r ea r e “g cc l a m p ”谢t l lt h ep r i m e r , w a s o p t i m e i z e dt h r o u g ht h e c h a n g eo fm 9 2 + 、d n t p 、p r i m e r s p r i m e r ，t h et r a d i t i o n a lp c r a n dn e s t p c rs t r a t e g yw e r e 4 山东农业大学博l 二学位论文 c o m p a r e d t h er e s u l ts h o w e dt h a tw i t l lt h en e s t - p c rs t r a t e g y ，t h ea i mg e n ef i a g m e n tw a s b e s ta m p l i f i e d i tw a sm o r es u i t a b l ef o rd g g es t u d y 5 d g g em e t h o dw a sa p p l i e dt oa n a l y s et h er e l a t i v eg e n e t i cc o m p l e x i t yo fm i c r o b i a l c o m m u n i t i e si ns o i lt r e a t e d 晰t hd i f f e r e n te n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o n s ，0 1 ，1 0a n d10 0m g k g t h et a r g e tg e n ew a ss e p a r a t e db yd g g e ，a n dt h ec l u s t e ra n a l y s i sw a s c a r r i e d f r o mt h er e s u l t w ec a ns e et h a tt h e r ew e r ea b u n d a n tb a c t e r i a lc o m m u n i t i e sa tt h ed i f f e r e n tt r e a t e ds o i l t h e r e s u l ts h o w e dt h a tt h e r ew e r eac e r t a i nd i f f e r e n c e si nb a e t e r i a lc o m m u n i t i e sd i v e r s i t yi ns o i l t r e a t e dw i t hd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fe n d o s u l f a n t h er e s u l t ss h o w e dt h a tm a n yb a c t e r i a w e r ei n h i b i t e di n s o i lt r e a t e dw i t he n d o s u l f a n t h ej a c a r r di n d e x e sa m o n gt h ed i f f e r e n t s a m p l e sa n dc o n t r o lw e r er e d u c e dt h r o u g h o u tt h ee x p o s u r ep e r i o d w i t ht h ei n c r e a s i n go f e n d o s u l f a nc o n c e n t r a t i o na n dp o i s o n e dt i m e ，s o m eb a n d sh a db e e nc h a n g e d i tm e a n st h a tt h e m u t u a lb e n e f i tc o m m u n i t i e sw e r ed e v e l o p e da n do t h e r sw e r er e s t r a i n e do rd i s a p p e a r e d f r o m t h er e s u l tw ea l s oc a ng o tt h ec o n e l u s i o nt h a td n a s e q u e n c eo fs o i lm i c r o o r g a n i s mw a s a f f e c t e db ye n d o s u l f a n k e y w o r d s ：e n d o s u l f a n ；v i c i af a b a ；e a r t h w o r m ；w h i t ec l o v e r ；s o i lm i c r o o r g a n i s m ； m i c r o n u c l e u st e s t ；c o m e ta s s a y ；d g g em e t h o d 5 硫丹对生物d n a 损伤和十壤微生物群落多样性的影响 缩略词表 p o p sp e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s持久性有机污染物 p e r s i s t e n t o r g a n i c p o l l u t a n t sr e v i e w 持久性有机污染物审查委 p o p r c c o m m i t t e e员会 o r g a n i z a t i o n o fe c o n o m ya n dc o o p e r a t i o n联合国经济合作与发展组 o e c d w h o f a o a d i l c s 0 d g g e t g g e s s c p s c g e m n p b s e d t a s d o t m c t a b s d s e b t e m e d d e v e l o p m e n t w o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i n 织 世界卫生组织 f o o da n da g r i c u l t u r e0 r g a l l i z a t i 。n 。ft h e 联合国粮农组织 u n i t e d n a t i o n s a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e l e t h a lc o n c e n t r a t i o nf o r5 c i d e n a t u r i n gg r a d i e n tg e le l e c t r o p h o r e s i s t h e r m a lg r a d i e n tg e le l e c t r o p h o r e s i s s i n g l es t r a n dc o n f o r m a t i o np o l y m o r p h i s m s i n g l ec e l lg e le l e c t r o p h o r e s i s m i c r o n u c l e u s p h o s p h a t eb u f f e r e ds a l i n e e t h y l e n ed i a m i n et e t r aa c e t i ca c i d s t a n d a r dd e v i a t i o n o l i v et a i lm o m e m c e t y l t r i m e t h y la m m o n i u mb r o m i d e s o d i u md o d e c y ls u l f a t e e t h i d i u mb r o m i d e e t r a m e t h y l e t h y l e n e d i a m i n e 6 日允许摄入量 致死中浓度 变性梯度凝胶电泳 温度梯度凝胶电泳 单链构象多态性 单细胞凝胶电泳 微核 磷酸盐缓冲液 乙二胺四乙酸 标准偏差 o l i v e 尾距 十六烷基三甲基溴化铵 十二烷基磺酸钠 溴化乙碇 l ，2 - x 2 ( - - 甲氨基) 乙烷 关于学位论文原创性和使用授权的声明 本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研究所 取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献的个 人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。 本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定，同 意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东农业大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定。 山东农业大学博上学位论文 第一章前言 1 持久性有机污染物的危害 持久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ) 简称p o p s ，是一类半挥发性有毒物， 具有较低的水溶性和较高的脂溶性，可通过各种环境介质( 大气、水、生物体等) 长距离 迁移，最终影响人体健康和世界环境的天然或人工的有机污染物。其具有持久性、远距 离输送性和生物蓄积性三个特点。 持久性是指在环境中对于正常的生物降解、光解和化学分解作用有较强抵抗能力， 因此它们一旦排到环境中，可以在大气、水体、土壤和底泥等环境中存留数年甚至数十 年或更长的时间( c a r r e r ae t a l ，2 0 0 1 ；v a ne t a l ，2 0 0 1 ；t i t t l e m i e r e t a l ，2 0 0 2 ) 。例如，2 ，3 ， 7 ，8 四氯代二苯并二嗯英( 2 ，3 ，7 ，8 - t c d d ) 在土壤中的半衰期一般为1 0 年，在底泥 的半衰期为9 9 9 8 年；其同系物2 ，3 ，7 ，8 - t c d f 同样具有很强的持留性，且在底泥 中的半衰期长达6 1 年之久( g e y e re t a l ，2 0 0 0 ) 。 远距离传输性是指p o p s 具有半挥发性，它们易于从土壤、生物体和水体中挥发到 大气中并以蒸汽形式存在或吸附在大气颗粒物上，又由于它们在气相中很难发生降解反 应，所以会在大气环境中不断地挥发、沉降、再挥发，进行远距离迁移后而沉积。目前， 已在全球范围内检测出p o p s 的存在，包括极地地区( 孟阳等，2 0 0 8 ) 。w e b e r 和 g o e r k e ( 1 9 9 6 ) 研究发现北极各类鱼体内的p p - d d e 呈显著增加趋势。s k a a r e ( 2 0 0 2 ) 研究了 北极熊体内的( 多氯联苯) p c b s 含量，在2 1 - 2 2 8n g g ( 平均值为6 7n g g ) ，严重影响到 北极熊的数量和健康。卢冰等( 2 0 0 5 ) 通过测定北极海洋沉积物中p o p s 的含量，并对其 分布特征和分子地层学记录进行了研究。远距离传输性特性使p o p s 影响到全球范围， 表现出所谓的“全球蒸馏效应”。 生物蓄积性是指p o p s 是亲脂疏水性物质，它们易于进入生物体的脂肪组织，并且 积累的浓度会随着食物链的延长而升高，即生物放大作用。研究发现生物放大作用可使 最高级的捕食者体内的p o p s 浓度比环境中的浓度高很多个数量级。孟阳等( 2 0 0 8 ) 报道 通过食物链的传递与浓缩，污染物得到了不同程度的富集，其中生活在水体中的鱼类对 有机污染物有很强的富集能力达到l1 2 1 倍。正是由于p o p s 具有这些高毒性、持久性、 长距离传输性和生物积累性的特点，使其成为当今最主要关注的污染物质。 2 审议把硫丹列入关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约的提案 7 硫丹对生物d n a 损伤和土壤微生物群落多样性的影响 为了减少p o p s 对全球的影响，2 0 0 1 年1 1 4 个国家和地区共同签署了关于持久性 有机污染物的斯德哥尔摩公约( 简称p o p s 公约) ，旨在减少或消除持久性有机污染物 的排放，以保护人类健康和生态环境免受其危害。首批被斯德哥尔摩公约列入控制 名单的p o p s 有1 2 种( 类) ，其中有机氯杀虫剂类有8 种：滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾 氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚；工业化学品2 种：六氯苯和多氯联苯；工业 生产或燃烧过程无意产生的副产品2 种：二嗯英( 多氯二苯并p 二嗯英) 、呋喃( 多氯 二苯并呋喃) 。 根据斯德哥尔摩公约第8 条规定，任一缔约方均可向秘书处提交旨在将某一化 学品列入公约的提案，只要信息基本符合公约要求，秘书处将转交持久性有机污染物审 查委员会( 简称p o p r c ) ，由其依据公约的规定，分阶段对增列问题进行审议。通过 审议后，缔约方大会决定是否将该化学品列入p o p s 进行控制。 自2 0 0 5 年p o p r c 已经召开了三次会议，共审议了包括硫丹在内的1 0 种化学品。 2 0 0 8 年1 0 月又召开第四次会议，进一步审议包括硫丹在内的8 种物质列入p o p s 的问 题。根据审议的进展和结果，硫丹很快会被列入p o p s 进行控制。 3 硫丹研究概括 3 1 硫丹结构和理化性质 硫丹又称赛丹、硕丹、安杀丹、安都杀芬，化学名为1 ，2 ，3 ，4 ，7 ，7 六氯双环( 2 ，2 ，1 ) 庚 2 烯。5 ，6 双羟甲基亚硫酸酯，分子式为c 9 h 6 c 1 6 0 3 s ，分子量为4 0 6 9 ，化学结构式如下： 0 垒卸 f o 硫丹原药在常温常压下为固体，纯品是白色晶体，具有二氧化硫气味，蒸气压1 2 p a ， 熔点为1 0 6 ( 2 ：不溶于水，溶于二甲苯、氯仿、丙酮等有机溶剂；在碱性质中不稳定， 并缓慢水解为二醇和二氧化硫；对日光稳定。农业生产中用的硫丹有2 种形式：q 硫丹、 p 硫丹。 3 2 硫丹使用和残留限量 硫丹最早由德国f a r b w e r k h o e c h s t 公司1 9 5 4 年研制开发，为有机氯杀虫剂，具有触 杀和胃毒作用，杀虫谱广，广泛用于棉花、果树、蔬菜、茶叶等作物上，我国已大面积 使用，据统计，我国硫丹的使用始于1 9 9 4 年，到2 0 0 4 年1 1 年间，估计使用量为2 5 7 0 0 t 。 8 山东农业大学博f 二学位论文 w h o 估测1 9 8 4 年全世界的硫丹产量为1 0 ，0 0 0t ( a s t d r ，2 0 0 0 ) ，其在包括美国在内 的美洲、欧洲和中国在内的亚洲都使用过。 美国、同本、欧盟等国家十分重视农药残留对人类健康的影响，各国对硫丹的使用 情况都做了严格规定。2 0 0 5 年1 2 月欧盟立法禁止使用硫丹；2 0 0 6 年5 月，日本为了加 强食品中农业化学品残留的管理，开始执行“肯定列表制度”，规定水产品中硫丹的最大 残留限量( m r l s ) 为0 0 0 4m g k g ；w h o 和f a o 规定硫月- 的每天允许摄入量( a d i ) 为0 0 0 6 m g k g 。中国食品中农药最大残留限量( g b2 7 6 3 2 0 0 5 ) 规定，硫丹在农产品中的最大 残留限量为o 5 1 0m g k g ，而在水产品中的残留限量未做出具体规定。 3 3 硫月- 在环境介质中迁移转化 环境介质中的硫丹可能有两个来源：首先是农业生产中大量使用的硫丹，其次是硫 丹生产场废弃物的排放。农业生产中以雾剂形式喷洒于植物体表面的硫丹，有一部分挥 发进入大气，通过大气运动进行长距离输送。黏附在农作物上和废弃物中的硫丹在雨水 冲刷、淋溶及地表径流的作用下，被转运至土壤和水体中。在环境中，硫丹可以形成硫 丹硫酸盐和硫丹二醇，p 硫丹比仅硫丹具有更长的持久性；硫丹硫酸盐的毒性与硫丹相 当，并且在环境中的持久性更长( a n o n ，1 9 8 4 ) 。 在水中，硫丹主要降解为硫丹二醇。硫月- 在水中的半衰期大约为4 d ，但在厌氧和低 p h 的环境中半衰期会延长。硫丹在土壤中的半衰期从6 0 d ( a 硫丹) 到8 0 0 d ( p 硫丹) 不等( r o m e oa n dq u i j a n o ，2 0 0 0 ) 。 3 4 硫丹毒理效应研究 目前国内外学者对硫丹毒理效应及其作用机制做了一些研究。 硫丹对动物中枢神经系统、免疫系统、生殖系统及脑、肝、肾等器官有损害，人体 吸入、摄入或经皮肤吸收后会引起中毒，主要危害是过度接触导致的急性中毒。硫丹对 大鼠的急性经e ll d 5 0 为8 0 - 11 0 m g k g ，其中a 异构体为7 6 m g k g ，1 3 异构体为2 4 0 m g k g ， 对家兔的急性经皮l d 5 0 为3 5 9 m g k g ( 朱鲁生等，1 9 9 6 ) 。 s i n g h 等( 1 9 9 5 ) 报道雄性大鼠急性或亚慢性接触硫丹都可出现生殖毒性，表现为 血清促性腺激素水平的变化。朱心强等( 2 0 0 2 ) 研究表明大鼠长期大剂量接触硫丹能引 起精子生成减少，异常精子比例增多，并能引起肝脏和睾丸组织脂质过氧化和d n a 氧 化损伤。杨新玲等( 2 0 0 4 ) 研究表明硫丹主要损害的是小鼠脑内的多巴胺( d a ) 能系 统，对体外培养的d a 能细胞( p c i 2 细胞) 的增殖有毒性作用，其机制可能与细胞凋亡有 9 硫丹对生物d n a 损伤和七壤微生物群落多样性的影响 关。c a b a l e i r o 等( 2 0 0 8 ) 报道硫丹影响雄鼠前额叶皮层生物胺和氨基酸的含量和代谢， 导致雄鼠神经器官相关功能受到影响。 硫丹对水生生物具有较强的急性毒性。已有研究显示，硫丹对淡水鱼类和海水鱼类 9 6h 的l c s o 范围分别为o 1 7 4 4 i _ t g l 和0 0 9 - 3 4 5 1 x g l 。对水生甲壳动物的半数致死浓 度( l c 5 0 ) 有差异。大型蚤( d a p h n i am a g n a ) 幼体4 8h 的l c s o 为9 5 0 1 x g l ，桃红对虾( p e n a e u s d u o r a r u m ) 、马氏沼虾( m a c r o b r a c h i u mm a l c o l m s o n i i ) 9 6h 的l c s o 分别为o 0 0 4 1 x g l 和 0 1 6 i r t g l ( 胡国成等，2 0 0 7 ) 。c h u a h 等( 2 0 0 7 ) 研究了硫丹对水蚤( m o i n am a c r o c o p a ) 繁殖能力的影响，结果表明水体中硫丹浓度为0 0 0 0 4 m g l 时，染毒1 5 d ，水蚤产卵率减 少了7 0 ；当硫丹浓度达到o 0 0 2m l 时，水蚤产卵率竞减少了9 7 。i l a r i a 等( 2 0