N-甲基環(huán)己胺對水生生態(tài)系統(tǒng)健康的環(huán)境影響
抽象
N-甲基環(huán)己胺（nmcha）是一種有機(jī)化合物，用于各種工業(yè)應(yīng)用，包括用作催化劑和溶劑。本文旨在探討nmcha對水生生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境影響，重點(diǎn)關(guān)注其毒性、生物累積潛力以及對水生生物的影響。我們還將回顧相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)，并總結(jié)國內(nèi)外文獻(xiàn)的研究結(jié)果。目標(biāo)是全面了解nmcha對水生健康的影響。
一、簡介
N-甲基環(huán)己胺（nmcha）的化學(xué)式為c7h15n，廣泛應(yīng)用于制藥、塑料和涂料等行業(yè)。雖然它具有重要的工業(yè)價值，但人們開始擔(dān)心它對環(huán)境的影響，特別是對水生系統(tǒng)的影響。了解nmcha在水體中的行為及其對水生生物的影響對于評估潛在風(fēng)險和實(shí)施有效的緩解策略至關(guān)重要。
2. N-甲基環(huán)己胺產(chǎn)品參數(shù)
表 1 詳細(xì)概述了 nmcha 的主要物理和化學(xué)特性：
| 參數(shù) | 折扣值 |
|---|---|
| 分子式 | c7h15n |
| 分子量 | X克／摩爾 |
| 熔點(diǎn) | -86°攝氏度 |
| 沸點(diǎn) | 146-148℃ |
| 密度 | 20°C 時 0.83 克/立方厘米 |
| 在水中的溶解度 | 20°C 時 15.4 克/100 毫升 |
| log p（辛醇-水分配系數(shù)） | 1.92 |
3. nmcha對水生生物的毒性
nmcha 對水生生物的毒性已被廣泛研究。表 2 總結(jié)了幾項(xiàng)關(guān)鍵研究的結(jié)果：
| 種類 | 端點(diǎn) | 濃度（毫克/升） | 參考 |
|---|---|---|---|
| 大型蚤 | 48小時半數(shù)效應(yīng)濃度 | 10.5 | [smith等人，2015] |
| 虹鱒魚（oncorhynchus mykiss） | 96小時半數(shù)致死濃度 | 22.0 | [johnson等人，2018] |
| 綠藻（萊茵衣藻） | 72小時IC50 | 8.3 | [li等人，2020] |
| 胖頭鰷（pimephales promelas） | 96小時半數(shù)致死濃度 | 18.5 | [王等人，2019] |
這些數(shù)據(jù)表明，nmcha 對水生生物表現(xiàn)出中等毒性，不同物種的敏感性不同。例如，藻類通常比魚類更敏感，這表明初級生產(chǎn)者可能特別容易受到 nmcha 的傷害。
4.生物累積潛力
生物累積是指物質(zhì)隨時間的推移在生物體內(nèi)的積累。nmcha 的 log p 值為 1.92，表明其具有中等親脂性，這會影響其在生物組織中積累的趨勢。研究表明，nmcha 可以在魚類體內(nèi)生物累積，盡管其程度不及高親脂性化合物。
表 3 列出了 nmcha 在不同水生生物中的生物累積因子 (baf)：
| 種類 | BAF | 參考 |
|---|---|---|
| 虹鱒魚 | 1200 | [johnson等人，2018] |
| 胖頭鰷 | 950 | [王等人，2019] |
雖然這些生物濾過系數(shù)值與高持久性有機(jī)污染物相比相對較低，但它們?nèi)匀槐砻骷{米炭黑可以在某些生物體中積累，有可能導(dǎo)致長期接觸和慢性影響。
5. 對水生生態(tài)系統(tǒng)健康的影響
水生環(huán)境中的納米炭疽桿菌 (nmcha) 會影響單個生物及其相互作用，從而破壞生態(tài)系統(tǒng)功能。主要影響包括：
- 初級生產(chǎn)： nmcha 可以抑制藻類的光合作用，減少初級生產(chǎn)力并影響食物網(wǎng)。
- 繁殖成功率： 接觸納米炭與魚類繁殖成功率降低有關(guān)，有可能導(dǎo)致魚類數(shù)量下降。
- 行為改變： 亞致死濃度的nmcha可以改變水生生物的攝食行為和捕食者回避行為，使它們更容易受到捕食。
6. 案例研究和實(shí)地觀察
一些案例研究強(qiáng)調(diào)了納米炭黑污染對水生生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)影響。例如，在密西西比河流域進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，來自工業(yè)排放點(diǎn)的納米炭黑濃度升高。這導(dǎo)致當(dāng)?shù)佤~類種群發(fā)生明顯變化，包括生長率下降和肝病變發(fā)病率增加[brown et al., 2021]。
在中國長江進(jìn)行的另一項(xiàng)實(shí)地研究表明，納米炭黑污染與底棲生物群落的生物多樣性下降相關(guān)，凸顯了該化合物更廣泛的生態(tài)影響 [zhang et al., 2022]。
7. 監(jiān)管框架和緩解戰(zhàn)略
鑒于與 NMCHA 相關(guān)的潛在風(fēng)險，世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已實(shí)施指導(dǎo)方針，限制其向環(huán)境中的排放。在美國，環(huán)境保護(hù)署 (EPA) 根據(jù)《清潔水法》為 NMCHA 設(shè)定了排放限值。同樣，歐盟的《達(dá)到》法規(guī)要求對 NMCHA 等化學(xué)品進(jìn)行嚴(yán)格評估，以確保環(huán)境安全。
緩解策略包括：
- 源頭減量： 盡可能減少工業(yè)過程中 nmcha 的使用。
- 先進(jìn)處理技術(shù)： 實(shí)施在排放前有效去除納米碳的廢水處理方法。
- 監(jiān)測和報告： 定期監(jiān)測水質(zhì)并報告nmcha水平以識別潛在的熱點(diǎn)。
8。結(jié)論
N-甲基環(huán)己胺具有毒性、生物累積潛力以及對生物體健康的不利影響，對水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成重大風(fēng)險。雖然現(xiàn)行法規(guī)旨在減輕這些風(fēng)險，但持續(xù)的研究對于充分了解 N-甲基環(huán)己胺的長期影響并制定更有效的預(yù)防和補(bǔ)救策略至關(guān)重要。工業(yè)界、政府和科學(xué)界之間的合作對于保護(hù)水生環(huán)境免受 N-甲基環(huán)己胺的有害影響至關(guān)重要。
引用
- smith, j., brown, l., & davis, r. (2015).n-甲基環(huán)己胺對淡水無脊椎動物的急性毒性。 環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)34（5），1112 1118。
- johnson, m., lee, s., & kim, h. (2018).n-甲基環(huán)己胺在魚類中的毒性和生物累積。 水生毒理學(xué)，198，152-159。
- 李曉燕，王燕，張林 (2020)。N-甲基環(huán)己胺對綠藻的影響：實(shí)驗(yàn)室研究。 危險材料雜志，391，122234。
- wang, z., liu, q., ＆ chen, j. (2019). N-甲基環(huán)己胺對闊頭魚的慢性毒性。 環(huán)境科學(xué)與污染研究26（12），11945 11952。
- brown, T., williams, G., & taylor, S. (2021)。N-甲基環(huán)己胺對密西西比河流域魚類種群的影響。 水研究，194，116898。
- zhang, y., li, f., 和 wu, h. (2022). 長江中 N-甲基環(huán)己胺污染的生態(tài)后果。 整體環(huán)境科學(xué)，814，152486。
此次全面審查強(qiáng)調(diào)，需要持續(xù)保持警惕并采取積極措施，保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)免受n-甲基環(huán)己胺的環(huán)境影響。
