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1912-24-9 / 阿特拉津對生物的影響

背景及概述[1][4]

阿特拉津為無色結晶,熔點173~175℃。溶于水、甲醇、氯仿。在中性、微酸性及微堿性介質中穩定,但堿和無機酸在高溫下可將其水解為無除草活性的羥基衍生物,無腐蝕性。其由2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪先后和乙胺、異丙胺反應制得。用途:為選擇性芽前及芽后除草劑,可用于玉米、高粱、甘蔗等多種作物。

由于良好的水溶性、土壤流動性以及較長的半衰期,阿特拉津常常導致地表飲用水源污染并超出美國環保局(EPA)設定的最大污染限制(3/109ppb)。歐盟于2003年全面禁用阿特拉津,但在美國中西部及我國部分地區阿特拉津仍見使用。研究表明,阿特拉津可對神經系統、內分泌系統、免疫系統、生殖系統等多個系統產生生物學作用,并參與肥胖癥與癌癥的發生。

阿特拉津對生物的影響

對生物的影響[1]

1阿特拉津對水生生物有影響

(1)阿特拉津對水生脊椎動物的磷脂脂肪酸特征有影響。盡管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檢測到它的存在。因為幼年七鰓鰻需要遷移到新鮮的海洋環境以開始其生命周期的寄生階段,所以特別容易受到諸如阿特拉津等其他三嗪類有機污染物的侵害。研究員在研究中發現,將七鰓鰻暴露于濃度為100μg/L的阿特拉津中,觀察到鰓細胞磷脂脂肪酸特征對阿特拉津暴露敏感,有利的方面在于觀察其鰓氯細胞的細胞改變和基底外側膜的脂肪酸譜可以作為在環境中阿特拉津存在的預警信號。

(2)阿特拉津的存在破壞了水生動物嗅覺介導的行為,其介導的化學感覺缺失可能破壞交配并影響種群大小。前人研究員將雄性銹螯蝦暴露在阿特拉津水中96小時后,其相比于正常的雄性銹螯蝦對照組在測試雌性銹螯蝦氣味來源上要花費更多的時間,甚至分辨不出來。

2阿特拉津對昆蟲有影響

阿特拉津對雌性果蠅行為和多巴胺的神經傳遞有影響。前人研究員在一個開放的野外系統中,將果蠅新受精卵暴露在阿特拉津的飼料中直到成蟲出現,對新出現的雄性和雌性果蠅酪氨酸羥化酶(TH)活性和多巴胺系統基因表達進行了研究,發現雄性果蠅在阿特拉津暴露環境中所有分析參數均無顯著影響。然而,雌性果蠅在野外測試中,靜止時間增加、探索性活動減少,得出結論:阿特拉津對雌性果蠅的影響是由于多巴胺系統受到干擾。

3阿特拉津對人類有影響

(1)阿特拉津可誘發諸如前列腺癌、乳腺癌、睪丸癌與卵巢癌等多種癌癥。印第安納州大學獨立研究發現:在水中阿特拉津殘留水平較高區域中發現,該區域新生兒某些畸形發生率較高。2011年有研究發現阿特拉津暴露與新生兒腹裂畸形有關,患腹裂新生兒一部分腸子都透過腹壁漏出來。

(2)美國2007年醫學研究證實:帕金森病與農藥暴露可能存在關聯,阿特拉津致帕金森病多巴胺毒性。阿特拉津除草劑顯示在PC12細胞調制茶酚胺代謝,并在體內試驗通過干擾多巴胺的水泡存儲或細胞吸收來影響基底神經節功能。

降解方法[3]

由于阿特拉津自身的穩定性和溶解性,且對自然界多種動植物都有毒性作用,大量使用后會對生態系統和人類的健康構成潛在威脅,因此人們探索了不同的方法以求有效降解環境中殘留的阿特拉津?;瘜W氧化技術包括Fenton和類Fenton氧化、過硫酸鹽氧化、臭氧氧化、電化學氧化、光化學氧化等。目前單一化學氧化技術降解阿特拉津的缺點較為明顯,如何采取切實有效的方法對其進行處理,還需要更加深入的研究,應考慮將多種技術交叉聯合應用于水體中阿特拉津的降解,進一步優化、提高降解效率,降低運行成本。基于光催化降解技術具有低成本、環境友好以及高效無毒等特點,設計開發造價更低的、更高催化活性和可見光利用率高的光催化材料,與其他處理技術相結合,發揮各自的優點,將是未來去除阿特拉津的一個發展趨勢。

主要參考資料

[1]化合物詞典

[2]馬浩珂,王瑞嬌,隋宇凡.阿特拉津對生物影響綜述[J].科技風,2019(20):143.

[3]成寶志,郭琬,周海梅.阿特拉津的化學降解性研究進展[J].山東化工,2019,48(18):43-45+47.

[4]張佳悅,趙本正,李政澤,王媛,宋天嬌,孫鵬,劉劍.除草劑阿特拉津對大鼠神經內分泌功能的影響[J].中國實驗診斷學,2019,23(06):1064-1066.