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生物毒性检测能够直观地反映污染物和环境样品的毒性特征,且逐渐发展成为借助常规水质标准浓度限值评价水质安全的重要补充。近年来,由于人类活动的加剧,越来越多的有机污染物被直接或间接地排入水体中,导致水环境受到严重污染。由于污染物和污废水具有多重生物毒性效应,采用单一生物毒性检测法很难全面反映其毒性效应,从而有必要采用以多种生物作为受试体,利用多重生物毒性效应检测技术全面评价污染物的生物毒性效应。有机紫外吸收剂具有较强的亲脂性,很容易在底泥和生物体内富集,且传统污水处理工艺很难将其去除,因此,有机紫外吸收剂在水环境中不断地被检测到。然而,目前有关有机紫外吸收剂的多重生物毒性效应的研究尚不充分。同时,城市生活污水处理排放是水环境污染的重要来源,污水处理过程中生物毒性的变化以及处理水的水质安全性也受到广泛关注,这也需要研究结合多重生物毒性效应检测技术和水质安全性评价方法。针对上述问题,本论文以有机紫外吸收剂的多重生物效应和污水处理水排放的生物毒性控制为目的,通过体外生物毒性效应检测法包括遗传毒性试验和重组酵母菌雌激素活性试验及体内生物毒性效应检测法包括发光菌急性毒性试验和斑马鱼试验构建多重生物毒性效应检测技术,研究了基于生物毒性效应的水环境安全性评价技术。针对有机紫外吸收剂的生物效应评价,本论文选取二苯甲酮类（二苯甲酮（BP）、2-羟基二苯甲酮（2HB）、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（BP3）和2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯酮（BP4））)、对甲氧基肉桂酸辛酯（EHMC）、对氨基苯甲酸（PABA）、2-氰基-3,3二苯基-2-丙烯酸-2-乙己酯（OC）作为代表性有机紫外吸收剂,开展多重生物毒性效应检测,研究了体外毒性和体内毒性的综合评价方法,揭示了不同有机紫外吸收剂的生物毒性特征。进一步将多重生物毒性效应检测技术用于典型城市生活污水处理工艺的处理水排放环境安全性评价,判明了不同处理工艺过程中生物毒性的削减变化规律。论文的主要工作和成果如下:（1）通过发光菌急性毒性试验、遗传毒性试验、酵母菌雌激素活性试验和斑马鱼试验构建的多重生物毒性效应检测技术分析了7种有机紫外吸收剂的毒性效应,揭示了有机紫外吸收剂的官能团性质对发光菌急性毒性、遗传毒性和酵母菌雌激素活性的影响。结果表明,二苯甲酮类苯环上带负电的官能团导致发光菌急性毒性和遗传毒性增加,而吸电子基团导致毒性降低;苯环上的甲氧基（-OCH3）、磺酸基（-HSO3）等基团在雌激素活性产生过程中由于空间层面或离子层面的干扰,呈现较弱的雌激素活性;PABA和OC未呈现酵母菌雌激素活性,其原因可能是官能团氨基（-NH2）和氰基（-CN）降低了化合物与雌激素受体间的亲和力。针对二苯甲酮类有机紫外吸收剂,研究了辛醇分配系数（logKow）与毒性强弱的关系,发现发光菌急性毒性和遗传毒性效应随logKow值增强,且具有线性相关性,为二苯甲酮类紫外吸收剂生物毒性的预测提供了理论基础。（2）基于急性毒性、遗传毒性和酵母菌雌激素毒性的研究结果,针对体外检测并未体现出显著毒性的BP3和OC两种有机紫外吸收剂,以斑马鱼幼鱼作为测试生物,对有机紫外吸收剂的效应进行研究。通过斑马鱼幼鱼的6 d暴露,以及针对目标基因的定量聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）分析,发现两种有机紫外吸收剂均具有多重内分泌干扰效应,其中BP3具有显著的抗雌激素效应、抗雄激素效应和雌激素效应,OC则在斑马鱼幼鱼体内具有显著的雄激素活性和雌激素活性。斑马鱼测试能够弥补其它体外检测的不足,从另一个侧面反映有机紫外吸收剂对水生动物的潜在危害。（3）鉴于OC具有较高的亲脂性,容易在生物体内富集,进一步研究了OC在斑马鱼体内富集之后产生的毒性效应。通过化学分析,在OC的实际暴露浓度为28.61、505.62、1248.70μg·L-1的条件下,发现其在成年斑马鱼体内的富集浓度可分别达到2321.01、31234.7和70593.4 ng·g-1。通过雌鱼生殖腺进行切片和显微镜观察,发现高浓度的OC富集水平导致成年雌性斑马鱼生殖腺指数（GSI）上升,卵巢组织内卵黄原蛋白细胞的比例增加,初级卵母细胞比例减少。定量PCR检测结果进一步表明了OC富集后通过诱导目的基因的表达而表现出显著的雌激素效应、抗雄激素效应和抗雌激素效应,且该效应与斑马鱼的性别和组织器官密切相关。由此可以判断,OC在斑马鱼体内富集到一定浓度后,将对其生长发育产生不良影响。（4）将多重生物毒性效应检测技术用于考察污水处理过程中生物毒性的变化特征,比较了一级沉淀处理、二级生物处理（氧化沟、A2/O等）、MBR深度处理对发光菌急性毒性、遗传毒性和雌激素活性的降低作用。结果表明,各种生物毒性在一级沉淀处理中无明显变化,通过二级生物处理可降低65%85%,通过MBR深度处理则可进一步降低。雌激素活性检测结果表明,即使通过MBR深度处理,污水厂出水仍具有一定的雌激素活性。针对目的基因的PCR检测结果表明,浓缩2.5倍的处理水对斑马鱼具有雌激素活性和抗雌激素活性。由此判明,虽然二级生物处理能显著降低生物毒性,但污水厂处理水仍对受纳水体具有一定的潜在生态危害。（5）基于多重生物毒性效应检测结果,运用毒性分级法进行典型污水处理工艺的水质安全性评价结果表明,城市生活污水属于微毒级别,但经氧化沟、A2/O工艺处理后,处理水属于无毒级别;运用潜在生态毒性效应指数法（potential ecotoxic effects probe,PEEP）进行评价,则城市生活污水属于剧毒级别,经氧化沟、A2/O工艺处理后,处理水质仍具有高毒;运用水质安全分级法进行评价,城市生活污水为C级,经氧化沟、A2/O工艺处理后,处理水质安全级别为B级,同时判明发光菌急性毒性是水质安全级别的主导因素。因此,采用成组生物毒性检测,并通过多种方法综合评价污水厂处理水的水质安全性,对于保障受纳水体的环境生态安全是必要的。