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阿特拉津对生物的影响

发布日期:2020/4/2 11:11:47

背景及概述[1][4]

阿特拉津为无色结晶,熔点173~175℃。溶于水、甲醇、氯仿。在中性、微酸性及微碱性介质中稳定,但碱和无机酸在高温下可将其水解为无除草活性的羟基衍生物,无腐蚀性。其由2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪先后和乙胺、异丙胺反应制得。用途:为选择性芽前及芽后除草剂,可用于玉米、高粱、甘蔗等多种作物。

由于良好的水溶性、土壤流动性以及较长的半衰期,阿特拉津常常导致地表饮用水源污染并超出美国环保局(EPA)设定的最大污染限制(3/109ppb)。欧盟于2003年全面禁用阿特拉津,但在美国中西部及我国部分地区阿特拉津仍见使用。研究表明,阿特拉津可对神经系统、内分泌系统、免疫系统、生殖系统等多个系统产生生物学作用,并参与肥胖症与癌症的发生。

对生物的影响[1]

1阿特拉津对水生生物有影响

(1)阿特拉津对水生脊椎动物的磷脂脂肪酸特征有影响。尽管2007年阿特拉津已被葡萄牙禁用,但在地表和地下水中仍然可以检测到它的存在。因为幼年七鳃鳗需要迁移到新鲜的海洋环境以开始其生命周期的寄生阶段,所以特别容易受到诸如阿特拉津等其他三嗪类有机污染物的侵害。研究员在研究中发现,将七鳃鳗暴露于浓度为100μg/L的阿特拉津中,观察到鳃细胞磷脂脂肪酸特征对阿特拉津暴露敏感,有利的方面在于观察其鳃氯细胞的细胞改变和基底外侧膜的脂肪酸谱可以作为在环境中阿特拉津存在的预警信号。

(2)阿特拉津的存在破坏了水生动物嗅觉介导的行为,其介导的化学感觉缺失可能破坏交配并影响种群大小。前人研究员将雄性锈螯虾暴露在阿特拉津水中96小时后,其相比于正常的雄性锈螯虾对照组在测试雌性锈螯虾气味来源上要花费更多的时间,甚至分辨不出来。

2阿特拉津对昆虫有影响

阿特拉津对雌性果蝇行为和多巴胺的神经传递有影响。前人研究员在一个开放的野外系统中,将果蝇新受精卵暴露在阿特拉津的饲料中直到成虫出现,对新出现的雄性和雌性果蝇酪氨酸羟化酶(TH)活性和多巴胺系统基因表达进行了研究,发现雄性果蝇在阿特拉津暴露环境中所有分析参数均无显著影响。然而,雌性果蝇在野外测试中,静止时间增加、探索性活动减少,得出结论:阿特拉津对雌性果蝇的影响是由于多巴胺系统受到干扰。

3阿特拉津对人类有影响

(1)阿特拉津可诱发诸如前列腺癌、乳腺癌、睾丸癌与卵巢癌等多种癌症。印第安纳州大学独立研究发现:在水中阿特拉津残留水平较高区域中发现,该区域新生儿某些畸形发生率较高。2011年有研究发现阿特拉津暴露与新生儿腹裂畸形有关,患腹裂新生儿一部分肠子都透过腹壁漏出来。

(2)美国2007年医学研究证实:帕金森病与农药暴露可能存在关联,阿特拉津致帕金森病多巴胺毒性。阿特拉津除草剂显示在PC12细胞调制茶酚胺代谢,并在体内试验通过干扰多巴胺的水泡存储或细胞吸收来影响基底神经节功能。

降解方法[3]

由于阿特拉津自身的稳定性和溶解性,且对自然界多种动植物都有毒性作用,大量使用后会对生态系统和人类的健康构成潜在威胁,因此人们探索了不同的方法以求有效降解环境中残留的阿特拉津。化学氧化技术包括Fenton和类Fenton氧化、过硫酸盐氧化、臭氧氧化、电化学氧化、光化学氧化等。目前单一化学氧化技术降解阿特拉津的缺点较为明显,如何采取切实有效的方法对其进行处理,还需要更加深入的研究,应考虑将多种技术交叉联合应用于水体中阿特拉津的降解,进一步优化、提高降解效率,降低运行成本。基于光催化降解技术具有低成本、环境友好以及高效无毒等特点,设计开发造价更低的、更高催化活性和可见光利用率高的光催化材料,与其他处理技术相结合,发挥各自的优点,将是未来去除阿特拉津的一个发展趋势。

主要参考资料

[1]化合物词典

[2]马浩珂,王瑞娇,隋宇凡.阿特拉津对生物影响综述[J].科技风,2019(20):143.

[3]成宝志,郭琬,周海梅.阿特拉津的化学降解性研究进展[J].山东化工,2019,48(18):43-45+47.

[4]张佳悦,赵本正,李政泽,王媛,宋天娇,孙鹏,刘剑.除草剂阿特拉津对大鼠神经内分泌功能的影响[J].中国实验诊断学,2019,23(06):1064-1066.

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