被动式采样器与原位鱼体暴露用于监测水体Ah受体效应的比较研究

采用被动式采样器SPMD结合H4ⅡE鼠肝癌细胞离体EROD测试的方法来评价水体中Ah受体效应物质的污染水平.以多环芳烃(PAHs)为目标化合物,在太湖梅梁湾地区选取了5个站点,同时放置SPMD采样器和笼养鲫鱼进行32 d的现场原位暴露实验,然后对SPMD样品提取液进行化学分析和离体EROD测试,对鱼肌肉样进行化学分析和对肝胰脏样进行活体EROD测试.结果表明,随着暴露时间的延长,SPMD样品提取液诱导EROD酶的能力逐渐增强,经过32 d暴露的SPMD样品的提取液其诱导的EROD酶活相当于TCDD的毒性当量值为3.8～6.2 pg/g,而且根据化学分析结果计算的PAHs相当于TCDD的毒性当量值与离体生物测试结果之间相关性很好(R²=0.88),说明PAHs是引起该地区水体EROD效应的一个重要诱导因子;根据化学分析结果而配制的模拟样品的离体EROD测试结果表明,多环芳烃类物质对梅梁湾地区水体Ah受体效应的贡献约为40%～50%.研究还发现,SPMD提取液离体EROD测试结果与同时暴露的鱼体肝胰脏的活体EROD测定结果之间也存在较好的相关性(R²=0.62).因此认为,SPMD结合离体EROD测试的方法能够很好的用于评价水体中Ah受体效应物质的污染水平,并能够用于揭示特定化合物与相应的生物效应之间的定量关系.     

用沉积物、稀有鲫和生物模拟采样器评价水体中PAHs和OCPs的生物富集和有效性

以官厅湿地为研究对象,通过分析多环芳烃（PAHs）和有机氯农药（OCPs）在沉积物中的浓度及在30 d暴露笼养稀有鲫和三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜（TECAM）中的富集水平,来评价PAHs和OCPs在水体中不同介质中的富集规律,并探讨了用TECAM膜对水生生物进行生物有效性评价的可行性.结果表明,目标污染物的沉积物生物富集系数（BSAF）和沉积物TECAM膜富集系数（TSAF）在湿地各点之间均存在着较大差异,变异系数分别在10%～70%和20%～50%之间,且BSAF和TSAF与K_ow均没有一致的变化规律.对于所研究的目标污染物尤其是PAHs,稀有鲫的BSAF值比平衡分配模型的预测值（在1～4之间）小1个数量级左右,而TSAF值则比较接近水生生物的模型预测值.同时也发现湿地中OCPs的BSAF和TSAF相互之间存在较好的相关关系,5个实验点相关系数分别为0.80、 0.87、 0.83、 0.85和0.84（p<0.01）,而PAHs的BSAF和TSAF相关关系不显著(p>0.1).由此可见,联合应用沉积物、稀有鲫和TECAM膜能更可靠更准确地评价PAHs和OCPs这类有机污染物在水体中的污染状况,TECAM膜作为一种生物模拟采样器能很好地预测鱼对OCPs这类较难降解有机污染物的生物富集,是对水体中疏水性有机污染物进行生态风险评价的一个有力工具.     

利用SPMD采样技术监测丹江口水库中POPs

利用半透膜被动采样技术(SPMD)对丹江口水库中多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)等物质进行了采集测定。结果表明,丹江口水库中这些污染物的浓度低于其他地方表面水域的测定结果,水质情况令人满意。但是,最近15年,其水体中多环芳烃的浓度不断上升,且在水库中的一些区域检测出有六氯苯(HCB)的存在。研究表明,SPMD结合其他分析方法的技术手段为检测环境水样中持久性有机污染物提供了新的思路和发展前景。     

利用SPMD技术监测珠江三角洲大气中多环芳烃

利用半渗透膜被动采样装置(SPMD),对珠江三角洲地区大气中多环芳烃进行了分季度为期一年的监测,同时在广州(GZ01站)用大流量采样器进行主动采样分析.结果表明,SPMD主要采集大气气态多环芳烃,其富集速率Rs受温度影响显著,低温更有利于SPMD对有机物的渗透富集.大气气态PAHs浓度季节差异明显,各季度平均值分别为286.0ng/m³(4～6月),322.0ng/m³(7～9月),216.4ng/m³(10～12月)和153.3ng/m³(1～3月),温度是影响气态PAHs含量高低的主因素.该区域内,污染程度呈南北低、中间高.污染源主要来自于机动车尾气的排放.     

Tenax提取预测老化土壤中多环芳烃的生物有效性

利用聚2,6-二苯基对苯醚(poly(2,6-diphenyl-p-phenylene oxide),商品名Tenax-TA)提取来自9个老化农田土壤中的多环芳烃(PAHs),并应用Tenax-TA评价老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚓(Eisenia Fetida)的生物有效性.结果表明,多年老化土壤中污染物的主要组成为4环以上的PAHs;蚯蚓较易富集低环PAHs,对高环PAHs富集能力较差;400h Tenax连续提取实验得出快速、慢速和极慢速吸附速率常数数量级分别为:10-1~10-2、10-2~10-3、10-4~10-6;而快速、慢速和极慢速解吸比率分别为0.02~0.27、0.01~0.33和0.40~0.95.Tenax 6h单点提取PAHs的量与蚯蚓体内PAHs富集量显著相关,表明6h Tenax对多年老化土壤中PAHs的提取量可以用来作为其生物有效性的评价方法.     

固相微萃取模拟生物法用于养殖底泥多环芳烃污染监测的研究

本研究以养殖底泥中多环芳烃(PAHs)为研究对象,采用以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料测定孔隙水中PAHs自由溶解态浓度(Cfree)的固相微萃取技术,以重要海水经济底栖生物菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为参照生物,建立了PDMS中PAHs浓度与菲律宾蛤仔脂肪标化及底泥有机碳标化的PAHs浓度间的定量关系模型,进一步证明了基于固相微萃取的模拟生物法用于养殖区域中多环芳烃监测的可能性.结果表明,孔隙水中自由溶解态PAHs浓度(Cfree)显著低于孔隙水中总PAHs浓度(Cwater),且随着环数增加,两者间的差异越大,说明Cwater忽视了生物有效性,从而会高估孔隙水中PAHs的环境风险,因此,Cfree能更好地反映底泥孔隙水中PAHs的暴露水平;菲律宾蛤仔对PAHs的富集系数(BAF)及PDMS-水分配系数(KPDMS)均与辛醇-水分配系数(Kow)呈显著线性相关,且两者斜率相近,说明菲律宾蛤仔摄取PAHs的主要途径与PDMS相似,且PDMS中PAHs的浓度与生物体内PAHs的残留浓度和底泥有机碳标化的PAHs浓度间均呈现显著相关,说明当底泥孔隙水中和PDMS膜之间达到平衡时,固相微萃取模拟生物法可以用于计算底栖生物和沉积物中有机污染物,具有应用于养殖区域中多环芳烃监测的潜力,但有机污染物在生物体内转化和底泥性质对相关关系和监测应用的影响有待进一步研究.     

河蚬对太湖梅梁湾沉积物多环芳烃的生物富集

以采自清洁水体的河蚬(Corbicula flumiaea)为实验生物,利用生物富集实验测试了河蚬对太湖梅梁湾水源地沉积物巾多环芳烃的乍物富集.研究结果表明:将河蚬暴露于多环芳烃污染程度不同的太湖梅梁湾沉积物中(PAHs总含量分别为991.4-1210.9 ng·g-1(以干重汁),平均为1 101.0 ng·g-1),暴露7d后各样点中河蚬对PAHs的富集量为233.5-342.6 ng·g-1,其中2、3、4环PAHs分别占总含量的23.5%±4.9%、26.2%±4.4%和46.6%±8.5%;含量最高的4种多环芳烃依次为芘、萘、菲和荧蒽,它们所占的比例分别为29.4%±8.2%、23.5%±4.9%、14.6%±6.1%和12.5%±3.6%.河蚬对多环芳烃的生物-沉积物生物富集因子(BSAF)为0.09-0.44.低分子鼍多环芳烃的BSAF要比高分子最多环芳烃的BSAF值高,其中芘、萘、菲和荧蒽的BSAF值分别为0.09±0.04、0.24±0.04、0.44±0.23和0.19±0.09.     

用沉积物、稀有鮈鲫和生物模拟采样器评价水体中PAHs和OCPs的生物富集和有效性

以官厅湿地为研究对象,通过分析多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)在沉积物中的浓度及在30 d暴露笼养稀有鮈鲫和三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜(TECAM)中的富集水平,来评价PAHs和OCPs在水体中不同介质中的富集规律,并探讨了用TECAM膜对水生生物进行生物有效性评价的可行性.结果表明,目标污染物的沉积物生物富集系数(BSAF)和沉积物TECAM膜富集系数(TSAF)在湿地各点之间均存在着较大差异,变异系数分别在10%～70%和20%～50%之间,且BSAF和TSAF与Kow均没有一致的变化规律.对于所研究的目标污染物尤其是PAHs,稀有鮈鲫的BSAF值比平衡分配模型的预测值(在1～4之间)小1个数量级左右,而TSAF值则比较接近水生生物的模型预测值.同时也发现湿地中OCPs的BSAF和TSAF相互之间存在较好的相关关系,5个实验点相关系数分别为0.80、 0.87、 0.83、 0.85和0.84(p<0.01),而PAHs的BSAF和TSAF相关关系不显著(p>0.1).由此可见,联合应用沉积物、稀有鮈鲫和TECAM膜能更可靠更准确地评价PAHs和OCPs这类有机污染物在水体中的污染状况,TECAM膜作为一种生物模拟采样器能很好地预测鱼对OCPs这类较难降解有机污染物的生物富集,是对水体中疏水性有机污染物进行生态风险评价的一个有力工具.     

利用主动和被动采样技术和发光菌毒性测试评价水中有机污染物的毒性

提出利用能够模拟生物吸收过程的半渗透膜采样技术(SPMD)富集疏水性有机污染物,然后进行生物毒性测试．这一方法在原理上不同于传统主动富集．生物毒性测试技术体系,能够模拟生物富集和产生毒性的过程．用三油酸脂半渗透膜采样技术对洋河和北京市高碑店污水处理厂水样进行富集,并采用海洋发光菌P．phosphoreum T3和青海弧菌V．qinghainesis Q67发光菌对原水样和经过富集的水中有机污染物进行毒性测试．研究结果表明,洋河水中存在导致急性毒性的有机物,主要来自宣化工业区,以取代苯类化合物(如：硝基芳烃)为主,相比于此类物质,持久性有机污染物对急性毒性的贡献不大．对高碑店污水厂进行的实验表明,用发光菌方法直接测定污水,很难解释急性毒性变化规律．而采用SPMD技术富集水中有机污染物后进行毒性测试,结果和化学分析数据相当吻合．结合SPMD的优点,推荐用该方法作为环境有机有毒污染物毒性监测和生态风险评价的样品前处理手段．     

北江表层沉积物中多环芳烃的分布与风险评价

采用GC/MS定量检出北江干流表层沉积物中16种优控PAHs的总量范围在38.2~6 470 ng.g-1(干重)之间,平均值为1 071 ng.g-1,在珠江水系河流中属中等污染水平,干流沉积物中PAHs含量分布明显受点源排放的影响,含量最高的站位是韶冶排放口和沙口镇,∑PAHs含量分别为6 470 ng.g-1和4 470 ng.g-1,可能与当地的冶炼与矿业相关行业的PAHs输入有关.利用沉积物质量基准法(SQGs)、沉积物质量标准法和污染因子法分别对北江沉积物中多环芳烃的风险评价表明,在30个采样站位中有17个站位,即半数以上采样站位负面生物毒性效应会偶尔发生,风险主要来源于低环的多环芳烃;与背景区相比,20个采样站位的污染程度达到非常高的水平,所在区域多环芳烃污染状况应引起相关部门的关注;韶关冶炼厂排放口和沙口镇2个采样站位∑PAHs含量介于PEL和FEL之间,对水生生物毒性效应较高.未来应重点研究高风险区域底栖生物的受损状况、污染物来源与途径,以及污染控制对策.     

土壤中多环芳烃的SPMD辅助解吸行为研究

为了开发一种表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的新方法,建立了半透膜被动采样装置（SPMD）研究土壤中有机污染物解吸行为的方法,利用SPMD分析了多环芳烃菲、芘和苯并［a］芘在3种不同性质土壤中的辅助解吸行为.结果表明,SPMD是一种很好地表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的手段. SPMD辅助解吸多环芳烃的效率与土壤有机质及多环芳烃性质有关.随着土壤有机质含量的降低,土壤中菲和芘的SPMD解吸率逐渐升高,对于10 mg/kg染毒水平,当土壤有机质含量由18.68%降低到0.3%时,2种化合物的解吸率分别由56.45%和48.28%上升到接近100%;但是对于苯并［a］芘,粘土表现出明显的滞留能力,在有机质含量（0.3%）很低、粘土含量（39.05%）较高的3号土壤中,苯并［a］芘的解吸率仅有66.97%.不同多环芳烃SPMD辅助解吸率差别很大,随着土壤有机质含量的降低,以及污染物浓度的提高,菲和芘的解吸差异逐渐缩小,而苯并［a］芘与上述2种多环芳烃的差异很大,主要是由于苯并［a］芘具有高度亲脂性,并且分子较大,造成其容易滞留在粘土的微孔及有机质的致密结构中.     

氯代苯在鱼体内富集和释放行为的研究

运用快速测定ＢＣＦ的方法,研究了７种氯代苯在鲤鱼体内富集和释放的行为。实验结果表明,用脂肪含量标化的ＢＣＦＬ与辛醇分配系数Ｋｏｗ吻合较好,吸收速率常数（Ｋ１２）、释放速率常数（Ｋ２１）和生物富集系数的对数值与ｌｇＫｏｗ有较好的相关关系;对于高脂溶性氯代苯,由于其结构的庞大,影响富集过程,所以本文采用了分子表面积对拟合的线性方程进行了校正．改善了ｌｇｋ１２和ｌｇＫｏｗ之间的线性关系。     

淮河水体取代苯类污染及其生态风险

测定了13种取代苯类污染物、阿特拉津和乙草胺在淮河4个监测断面水、水体沉积物，鲤鱼（Grass Carp）中的浓度，并计算了上述有机污染物的生物富集因子（BAF）和生物沉积物浓缩因子（BSAF）。同时通过在现场放置的三油酸酯半渗透膜采样器（SPMD）研究，发现上述污染物在SPMD中的浓度和在鲤鱼脂肪或沉积物有机质中的浓度之间有显著相关性，因此，提出利用SPMD得到的三油酸酯沉积物富集因子（TSAF）来代替BSAF，用于沉积物污染生态风险评价。在怕检测的污染物中，影响水体水质的主要是2，4－二硝基苯，六氯苯，阿特拉津，采样断面中蚌埠的生态风险最大。     

利用两种采样技术监测淮河水中的有毒有机污染物

利用固相萃取（SPE）和三油酸酯－半渗透膜采样器（triolein－SPMD）采集并测定了淮河信阳、淮南２个采样点水样中有毒有机污染物浓度．对２种采样方法的比较发现,对于水中多氯联苯、多环芳烃、取代苯３类目标污染物检出种类基本相同,但这些污染物在SPMD样品中浓度的富集倍数明显增加．污染物在triolein－SPMD酯中的高浓度,便污染物的定性和定量更加容易和准确,可以根据triolein－SPMD酯／水分配平衡理论计算目标污染物在水中的平均浓度,其结果与SPE具有可比性．综合triolein－SPMD在经济和操作上的诸多优点,本研究认为triolein－SPMD技术可在我国的优先污染物的监测工作中发挥作用．     

四溴双酚A在5种巢湖鱼类体内的组织分布与生物浓缩因子研究

利用SPE-HPLC法,分析了四溴双酚A（TBBPA）在巢湖5种经济鱼类体内的组织分布及生物浓缩因子.结果表明,TBBPA在5种鱼体内的平均含量（以干重计）为4.70～11.20 ng.g-1,高低排序为白鱼〉白鲢〉鳙鱼〉鲤鱼〉长吻鮠.不同器官中,白鱼、鳙鱼、鲤鱼和长吻鮠的肾脏中TBBPA含量最高,其次为肝脏和鳃,腹部和背部组织含量较低,无显著脂肪蓄积效应.白鲢体内肝脏的TBBPA含量最高,肾脏和鳃次之.对白鱼各组织中TBBPA含量与体重间的相关关系分析表明,肝脏、肾脏和鳃中TBBPA浓度随体重的增加而增大,而背部、腹部无显著相关关系.同时测得巢湖水体中TBBPA平均浓度为0.52μg.L-1,计算得到5种鱼的生物浓缩因子为9.56～22.64,表明TBBPA在巢湖鱼体中的浓缩效应不显著.     

珠江澳门水域水柱多环芳烃初步研究

对采自澳门水域水柱不同深度水样溶解相及颗粒相(悬浮颗粒物)中的多环芳烃进行了定量分析。初步结果显示:多环芳烃质量浓度(溶解相和颗粒相)为1854 4～8733 4ng L,其中溶解相多环芳烃质量浓度为892～7944 5ng L,颗粒相为339 4～969 5ng L,16种优控多环芳烃的质量浓度为940～6654ng L;悬浮颗粒物中污染物的质量浓度自水柱表层至底部逐步减小,多环芳烃在颗粒相和溶解相中的分配系数(lgKp)也自上至下呈递减趋势,说明颗粒物主要是以沉降作用和水平迁移过程为主;水柱下层样品中多环芳烃的lgKp值异常升高,与水柱下层水体的悬浮物质量浓度较高以及盐水入侵(盐水楔)作用有关。      

金发草对土壤中菲、芘的修复机制

采用盆栽试验法,研究岩生植物金发草(Pogonatherum paniceum L.)对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制.结果显示,在试验浓度范围(20～322 mg·kg^-1)内,种植金发草能有效去除土壤中芘、菲污染. 70 d后,菲、芘去除率分别为50.97%～86.77%、 46.45%～76.7%;比对照1(加0.1% NaN₃)高63.56%、 58.6%,比对照2(无NaN₃)高46.09%、 42.92%.金发草能吸收、富集部分菲和芘,根、茎叶组织中菲、芘含量随菲、芘添加浓度的升高而增大,且根部大于茎叶部、芘大于菲,但生物浓缩系数却逐渐减小.修复过程中,非生物因子、植物代谢、富集、微生物降解对菲的去除率分别为5.1%、 0.32%、 4.22%、 17.47%,对芘的去除率分别为2.56%、 4.27%、 2.01%、 15.68%;植物-微生物间的交互作用对菲、芘的去除率分别为41.56%、 36.64%.说明植物-微生物交互作用是金发草修复土壤中菲芘污染的主要机制.