北极地区和电子垃圾拆解地典型POPs生物累积放大效应

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:S82415127
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持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)是一类具有环境持久性、高毒性、生物富集和长距离迁移特性的化合物。进入环境的POPs会沿食物链(网)发生迁移,最终在高营养级生物体内富集,从而造成潜在危害。本文以五种典型POPs(PCBs、PCDD/Fs、PBDEs、PBDD/Fs和HBCDs)为研究对象,分析它们在北极背景区和台州电子垃圾拆解地中的浓度水平、单体分布、生物浓缩(富集)及放大效应。  研究了北极新奥尔松地区环境样品中PCBs和PBDEs的浓度水平和生物富集特征。结果显示Σ25PCBs在土壤、植物和鹿粪中的浓度分别为0.57-2.52、0.30-1.16和0.56-0.98ng g-1(干重,dw)。CB-11是最主要PCBs贡献单体,占Σ25PCBs的16.0±9.8%。手性CB-95表现出明显的对映体选择性生物迁移,其它手性PCBs特征不明显。Σ13PBDEs在三类样品中的浓度依次为1.7-416、36.7-495和28.1-104 pg g-1 dw,BDE-47、-99和-183是主要贡献单体。土壤和植物之间的生物富集因子受POPs单体和植物种类的影响。Σ25PCBs和Σ13PBDEs的BAFs分别为0.28-0.71和2.41-44.3,且Log BAFs与土壤中PCBs和PBDEs的浓度对数值呈显著负相关(R2=0.73,p<0.0001;R2=0.91,p<0.0001)。  研究了台州电子垃圾拆解地水生食物网中PCBs、PCDD/Fs、PBDD/Fs和HBCDs的生物累积放大效应。其中PCBs浓度最高,其次是HBCDs,PCDD/Fs和PBDD/Fs浓度水平较低。Σ25PCBs的浓度在60.2 ng g-1 dw(蟾蜍)至2272 ng g-1 dw(黄鳝)之间,TEQ为3.02-2351 pg WHO2005-TEQ g-1 dw;指示性PCBs占Σ25PCBs的58.3-98%,四至六氯代CBs占ΣPCBs的63.7-90.2%。Σ17PCDD/Fs的浓度为31.9-325 pg g-1 dw,对应的TEQ是2.36-12.9 pg WHO2005-TEQ g-1 dw;单体分布以OCDD和OCDF为主(占Σ17PCDD/Fs的96.7%)。Σ11PBDD/Fs的浓度为5.18-69.0 pg g-1 dw,基于PCDD/Fs的毒性当量因子计算得到的TEQ是0.62-2.58 pg WHO2005-TEQ g-1 dw;1234678-HpBDD和1234678-HpBDF之和占Σ11PBDD/Fs的56.3-92.8%。三种HBCD异构体浓度之和(Σ3HBCDs)在5.02(福寿螺)至147 ng g-1 lw(鲫鱼)之间,异构体分布以α-HBCD为主。PCBs表现出明显的生物浓缩特征,生物浓缩因子(BCF)的对数值在1.0-6.6之间,以CB-205(鲫鱼)最高,CB-11(青蛙)最低。BCF与Log KOW和PCBs的氯代水平之间均存在显著的二次曲线关系(R2=0.533,p<0.001;R2=0.568,p<0.0001)。PCBs和PBDD/Fs均未表现出明显的营养级传递趋势,PCDD/Fs呈现出非显著性的营养级稀释作用,Σ3HBCDs的对数值与营养级之间存在正的线性相关性(R2=0.54,p=0.17),计算出的TMF为2.29,即HBCDs表现出营养级放大趋势。  研究了台州电子垃圾拆解地陆生食物网中PCBs、PCDD/Fs、PBDD/Fs和HBCDs的生物累积放大效应。四种POPs的浓度变化趋势与水生样品相同。珠颈斑鸠体内Σ25PCBs的浓度最高(379-441 ng g-1 dw,均值416),蜻蜒(14.2-138 ng g-1 dw,均值55.0)和蚂蚱(13-65.7 ng g-1 dw,均值34.1)处于较低水平,TEQ值在0.32-305 pgWHO2005-TEQ g-1 dw之间。单体分布以指示性PCBs为主,占Σ25PCBs的76.4-95.3%,三至六氯代CBs占ΣPCBs的85.2-98.2%。Σ17PCDD/Fs和TEQ浓度分别为22.4-827 pg g-1dw和3.57-8.76 pg WHO2005-TEQ g-1 dw,OCDF、OCDD和12378-PeCDD占Σ17PCDD/Fs的比例为14、10.8和9.3%。Σ11PBDD/Fs和TEQ的浓度分别为9.81-41.8 pg g-1 dw和0.86-1.95 pg WHO200s-TEQ g-1 dw,单体分布以1234678-HpBDD和1234678-HpBDF为主(占Σ11PBDD/Fs的47.9-81.2%)。Σ3HBCDs浓度在0.91(蜻蜓)至40.3 ng g-1 lw(老鼠)之间,低营养级生物以α-HBCD为主,高营养级以γ-HBCD为主。Σ25PCBs的生物富集因子(BAF)为2.24-380,单体中以CB-126的BAF最大,物种中以珠颈斑鸠体内的BAF最大。PCDD/Fs单体中,123478-HxCDD的BAF最大,其次为OCDF和2378-TCDD。PCBs和PBDD/Fs均未表现出明显的营养级传递趋势;PCDD/Fs呈现显著性的营养级放大趋势,TMF为14.8;α-HBCD和Σ3HBCDs的TMF为0.05和0.08,显示出营养级稀释趋势。
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