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.     

Tenax萃取技术用于养殖底泥中有机氯农药的生物有效性研究

本研究以经济底栖生物菲律宾蛤仔和河蚬为受试生物,分别对不同浓度梯度的海洋和淡水底泥中9种代表性有机氯农药(OCPs)进行累积实验;同时采用Tenax连续萃取法研究2类底泥中OCPs的脱附动力学,提供简单、快速评价养殖底泥中OCPs生物有效性的方法,并将Tenax萃取结果与2种底栖生物的累积结果进行比较。结果表明,菲律宾蛤仔和河蚬对OCPs的生物-底泥富集因子(BSAF)分别为0.31~1.89和0.12~2.12,且底泥中有机碳标化的OCPs浓度与生物体内脂肪标化的OCPs浓度之间的相关性较差。Tenax脱附动力学的结果表明,2类底泥中OCPs的快速脱附比例(F_(rap))均在50%左右,其快速、慢速和极慢速脱附速率常数数量级分别为10~(~(-1))、10~(-2)和10~(-4)。Tenax快速脱附组分与2种底栖生物累积结果之间具有良好的相关性(r~2=0.75,P0.0001),表明Tenax萃取技术可以预测OCPs在底栖生物体内的累积量,并且该方法克服了大型底栖生物累积实验结果重复性较差等缺点。另外通过与基于热力学平衡的方法对比发现,Tenax萃取技术更适用于滤食性或可消化底泥的底栖生物对底泥污染物的富集;同时Tenax 6 h和24 h单点萃取技术可以作为简单快速评价底泥疏水性有机污染物(HOCs)生物有效性的替代方法,进一步为养殖领域的底泥污染状况以及相关水产品的质量安全和食用风险提供生物有效性评价依据。     

基于Tenax脱附动力学的沉积物中菊酯类农药生物有效性研究

菊酯类农药已被广泛应用于农业、林业和渔业生产中,因其高疏水和亲脂性使其更易残留在沉积物中,因此研究其生物有效性对沉积物的环境质量和风险评价具有重要意义。采用强吸附性树脂(Tenax)连续萃取法研究洋山港潮间带表层沉积物中4种代表性菊酯类农药(高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、氯菊酯和甲氰菊酯)的脱附动力学,评价菊酯类农药在沉积物中的生物有效性,并将Tenax萃取结果与海洋经济底栖生物菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的累积试验进行比较。结果表明,在有机碳(OC)含量较低的洋山港潮间带表层沉积物中,菊酯类农药的快速解吸组分比例(Frap)高达50%以上,快速、慢速和极慢速解吸速率常数数量级分别为10-1、10-2和10-5~10-3。与Frap相比,Tenax单点萃取结果可用于评价沉积物中菊酯类农药的生物有效性,并且在应用上更加快速、经济有效。与菲律宾蛤仔体内菊酯类浓度(Cb)之间相关性研究表明,Tenax 24 h萃取结果(Cs,24 h)更适用于生物体内污染物累积的预测(lg Cb=4.03 lg Cs,24 h-17.02,R2=0.88,P<0.05)。该研究结果不仅可以简单、快速地评价沉积物中菊酯类污染物的生物有效性,为海洋沉积物的环境质量和风险评价提供可靠依据;还可以有效地预测经济双壳类底栖动物体内菊酯类污染物的生物累积,为养殖领域沉积物环境风险评价及相关水产品的食品风险评价提供更为简单快捷的方法。     

纳米材料及其技术在水处理中的应用及环境效应

纳米材料及其技术的发展一方面为解决水污染问题提供了机遇,另一方面也给生态环境带来了负面的影响。综述了纳米材料及其技术在污染物吸附、膜分离、光催化、消毒和微生物控制等水处理中的应用,分析了纳米材料的优势、机理、处理效果和不足等,概述了纳米材料在环境中的释放与迁移、分布与转化、毒性作用机制与毒性效应以及目前研究中存在的问题,总结并展望了纳米材料在水处理领域的应用前景和环境安全性问题。     

固相微萃取在评价沉积物中菊酯类农药生物有效性及生物累积中的仿生研究

菊酯类农药已广泛用于农用、卫生、渔业等领域,因高疏水性累积于沉积物中的此类污染物的生物有效性评价对环境风险研究具有重要意义。采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)高聚物作为固相微萃取材料,基于热力学平衡微损耗性方法测定了沉积物孔隙水中高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、氯菊酯和甲氰菊酯的自由溶解态浓度(Cfree);同时将PDMS上菊酯类农药的浓度与菲律宾蛤仔体内生物累积浓度的相关性进行了比较研究。结果表明,该方法可以准确测定菊酯类农药在沉积物孔隙水中的Cfree(23.3~255 ng·L-1)并用于评价此类物质(菊酯类农药)的生物有效性;菲律宾蛤仔对四种菊酯类农药的富集系数(BCF)为27.8~301,相对较小;菊酯类农药在PDMS上的浓度和菲律宾蛤仔体内的浓度满足lg Cb,lip=11.64lg CPDMS-51.29(R2=0.980)的定量关系,相关性极显著(P=0.009)。但生物—沉积物富集系数(BSAF)和PDMS-沉积物富集系数(PSAF)的分析比较发现,基于PDMS和生物体内菊酯浓度极显著相关的仿生应用还有待污染物在菲律宾蛤仔体内生物转化数据的进一步补充和校正。