| 题名 | 基于QSAR-SSD模型的典型新污染物全氟/多氟类化合物 和有机磷酸酯毒性和生态风险评估 |
| 作者 | 滕跃发 |
| 答辩日期 | 2023-05-31 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院烟台海岸带研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院烟台海岸带研究所 |
| 导师 | 李斐 |
| 关键词 | 定量-构效关系 物种敏感度分布 新污染物 生态风险评估 |
| 学位名称 | 理学硕士 |
| 其他题名 | Toxicity and ecological risk assessment of typical emerging pollutants per- and polyfluoroalkyl substances and organophosphate esters based on QSAR-SSD models |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 英文摘要 | 近年来，全球新污染物数量急剧增加，对水生生态系统造成了严重的危害，迫切需要开展新污染物水生态风险评估工作。由于新污染物在不同水质类型中的毒性存在较大差异，开展不同水质类型中的新污染物的风险评估有利于提高特定水质风险决策的准确性。然而，新污染物的毒性数据严重不足，仅通过实验方法无法满足新污染物的风险评估要求。因此，有必要构建生态风险评估相关参数的计算毒理学预测模型，综合考虑持久性和富集性等生物指标，发展基于综合评分的新型风险评估方法，为全面评估新污染物的生态风险提供有力支撑。 （1）本论文基于机器学习和特征筛选的方法，建立了8类海洋生物和8类淡水生物的定量-构效关系（quantitative structure-activity relationship, QSAR）毒性预测模型。16种水生生物模型具有良好的预测能力和稳健性，其训练集决定系数（RTR2）均达到了0.99以上，验证集决定系数（QEXT2）和留一法交叉验证系数（QLOO2）的平均值也分别达到了0.79和0.69，且有12类物种的QEXT2达到0.75以上，有6类物种的QLOO2达到0.80以上。机理解释发现，化合物的辛醇水分配系数（octanol-water partition coefficient, KOW）和氯原子的数量（number of chlorine atoms, nCl）是海水生物与淡水生物毒性差异的主要因素，并与盐度和生物体内的离子浓度有关。化合物的芳香性和结构复杂性是区分海洋生物中初级生产者和其他营养级的主要因素，主要是由于化合物与叶绿素的竞争性结合以及与不同酶间的相互作用有关。 （2）基于QSAR模型补充的数据，研究选取了两类水生生态系统典型新污染物全氟/多氟类化合物（per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs）和有机磷酸酯（organophosphate esters, OPEs），探讨了两类污染物在海水与淡水中的毒性差异。OPEs和PFASs对海洋浮游动物的毒性高于浮游植物，OPEs和PFASs对海洋生物的毒性均高于淡水生物，且PFASs对海洋和淡水生物的毒性差异更大，其中六氟环氧丙烷四聚酸（hexafluoropropylene oxide tetramer acid, HFPO-TeA）高达3188倍。由此可见，未考虑毒性差异会导致以HFPO-TeA等为代表的PFASs类物质在海水中的风险被低估。研究还揭示了结构特征对OPEs和PFASs毒性的影响规律：芳环和氯等取代结构会增加OPEs的毒性，且烷基OPEs的毒性与其侧链长度呈正相关关系。PFASs的毒性与链长、取代基类型和醚键的数量密切相关。PFASs的毒性随链长的增加而增强，且含有磷酸基、磺酸基和两个醚键以上的PFASs毒性较高。 （3）本论文结合持久性、富集性、毒性和浓度四个指标，发展了基于综合评分的风险评估方法，评估了渤海地区13种PFASs和6种OPEs的生态风险。综合评分法结果与传统风险评估风险熵（risk quotients, RQs）法对比发现，全氟十二酸（perfluorododecanoic acid, PFDoDA）、氟（3,5-二氧六）酸（perfluoro(3,5-dioxahexanoic) acid, PFO2HxA）、磷酸三（2-氯丙基）酯（tris(2-chloropropyl)phosphate, TCPP）和磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）排名得到了极大的提升，其中PFDoDA从最后一名上升为第三名。尽管基于RQs法的评估结果表明，部分OPEs（TCPP和TPP）和PFASs（PFDoDA和PFO2HxA）的风险较低，甚至无风险，但在渤海地区的实际影响可能更大。因此，基于综合评分法的风险评估可揭示某些化合物的潜在生态风险。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/32035]  |
| 专题 | 中科院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 滕跃发. 基于QSAR-SSD模型的典型新污染物全氟/多氟类化合物 和有机磷酸酯毒性和生态风险评估[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院烟台海岸带研究所. 2023. |
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