单体稳定同位素技术(CSIA)是近二十年来发展起来的一项新技术，在环境领域被广泛用于有机污染物的源解析及微生物降解和修复过程的示踪。多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)是两类广受关注的污染物，它们在生物体内发生代谢转化使得正确评价PCBs、PBDEs各同系物的生物可利用性、生物富集与生物放大能力受到干扰。因此，本研究以PCBs、PBDEs为目标化合物，以水生食物链为研究对象，结合实验室模拟和野外监测工作，通过对产品、环境样品、及水生食物链样品中PCBs与PBDEs的单体稳定碳同位素组成分析和污染物浓度定量分析，了解目标化合物在生物转化与生物放大过程中的稳定碳同位素组成变化，探讨应用CSIA技术表征目标化合物的生物转化及生物放大过程的可能性。　　CSIA分析要求目标化合物不存在任何共溢干扰物质。建立可靠的目标化合物纯化方法对于准确测定单体稳定碳同位素组成十分重要。因此，本研究首先建立了从沉积物和鱼类样品中分离PBDEs的纯化方法:沉积物样品在添加有氧化铝和弗罗里硅土的纸筒中进行索氏抽提后，用复合硅胶柱除去抽提液中部分极性组分，再用氧化铝硅胶复合柱进一步纯化，最后通过弗洛里硅土柱分离PBDEs;鱼类样品索氏抽提后用浓硫酸除脂肪，然后过复合硅胶柱净化，最后过氧化铝硅胶柱纯化。纯化后的样品用气相色谱质谱联用仪在全扫模式下检验样品的纯度。通过比较标样中PBDEs在经过处理前、后的单体稳定碳同位素比值(δ13C)来检验PBDEs在前处理过程中的碳同位素组成的稳定性。结果表明，PBDEs标样在处理前、后的δ13C值差异小于0.5‰，即前处理过程中不存在显著的同位素分馏。其次我们对三种PBDEs工业品进行了单体稳定碳同位素分析，结果表明，现有方法能实现五溴联苯醚工业品中PBDEs单体稳定碳同位素测定，但无法有效的对八溴和十溴联苯醚工业品进行单体稳定碳同位素分析。其症结在于如何实现高溴代PBDEs单体的快速、完全氧化。五溴联苯醚工业品的单体稳定碳同位素分析结果表明，PBDEs单体的δ13C值随着溴原子取代个数的增加而出现重碳(13C)亏损递增的趋势。　　PBDEs工业品暴露喂养鲤鱼的实验结果揭示，PBDEs单体在肠道中的吸收效率随单体中溴原子取代数目的增加而降低，但当溴原子取代数目大于8以后，这种降低的趋势不再明显。在肠道的吸收过程中也存在PBDEs的脱溴代谢过程。研究发现鲤科鱼脱溴代谢PBDEs的能力较强，比较反应物与脱溴产物的分子结构发现，有双相邻的间位或者对位溴原子的PBDEs单体最容易发生脱溴反应。另外，在鲤鱼血清中检出十多种PBDEs羟基化代谢产物，其中以四、五溴取代单体为主，表明羟基化代谢过程也是鲤鱼的一个重要代谢途径，但羟基化产物含量低于母体PBDEs总量的1％，表明羟基化过程不是主要代谢途径。五溴联苯醚工业品室内暴露喂养食物链（食物→四间鱼→地图鱼，食物→四间鱼→红尾鲶）的实验结果表明，PBDEs的脱溴代谢过程存在明显的物种差异性。四间鱼与地图鱼表现出与鲤鱼相同的脱溴代谢途径，而红尾鲶体内并无明显脱溴代谢过程的发生。另外，不同类型鱼体中羟基化产物不同，表明羟基化过程也存在明显的物种差异性。　　应用CSIA技术分析鲤鱼样品中PBDEs单体稳定碳同位素组成结果表明:鲤鱼样品中BDE47的δ13C值与工业品中BDE47的δ13C值存在明显的差别，其13C出现了1.4‰的亏损。这部分亏损主要是由于BDE47继承了发生脱溴反应的BDE99的稳定碳同位素组成的结果。单体稳定碳同位素组成二端模型计算BDE99脱溴生成BDE47的百分含量结果与定量分析工业品及鱼体内BDE99和BDE47的百分组成的变化结果是一致的。说明应用单体稳定碳同位素组成可以量化鱼体内发生的脱溴变化过程。在食物→四间鱼→地图鱼的食物链中，由于四间鱼和地图鱼体内相继发生脱溴代谢过程，主要的脱溴产物如BDE28和BDE47的相对含量随营养级逐级增加，13C亏损也逐级增加。但在食物→四间鱼→红尾鲶的食物链中，由于仅四间鱼存在明显脱溴降解过程，主要脱溴代谢产物如BDE28和BDE47相对丰度的增加及13C亏损均止步于四间鱼。结果进一步表明CSIA可应用于PBDEs在食物链传递过程中的代谢过程示踪，同时，单体稳定碳同位素数据进一步支持了PBDEs脱溴代谢过程的物种差异性。而BDE100的δ13C值在所有检测的样品中并没有明显的变化，这与BDE100不易发生脱溴代谢的预期结论是一致的，表明BDE100的同位素组成可以作为PBDEs来源的示踪。　　对野外（清远受电子垃圾污染池塘）采集的沉积物和鱼类样品进行PCBs和PBDEs定量分析和CSIA分析发现:在定量分析检出的100多种PCBs单体中，有30多种单体成功实现了δ13C值的分析。沉积物、鲮鱼和乌鳢之间PCBs的δ13C值存在显著的相关性，表明沉积物和鱼类中PCBs具有共同的源。鱼体中大部分PCBs单体出现重碳同位素富集现象，这种富集现象是由于PCBs代谢过程中碳同位素分馏效应所致;但也有少量PCBs单体出现重碳同位素亏损现象，表明可能存在其他高氯代单体的脱氯代谢过程。从沉积物到鲮鱼再到乌鳢的过程中，PCBs的13C亏损或富集均随着营养级的增加而强化，表明PCBs在两种鱼体内的代谢途径类似。也有少量PCBs单体的稳定碳同位素组成无明显变化，这些单体可以作为PCBs的来源示踪。对于PBDEs而言，只有BDE47、BDE49、BDE99和BDE100可以进行准确的稳定碳同位素组成分析。与沉积物比较，鱼体中BDE47的13C出现亏损，BDE100的δ13C值不变，该现象与室内的暴露喂养实验结果一致。与实验室发现不同的是在鲮鱼→乌鳢的食物链中，BDE47的13C亏损没有发生随营养级的升高而逐级强化的现象，而在乌鳢体内BDE49的13C反而出现相对富集现象。这表明两种鱼体内PBDEs代谢途径不同，也有可能是乌鳢食源广泛的原因造成。综上所述，稳定碳同位素分析结果表明PBDEs的代谢过程存在显著的物种差异性，这与PCBs的情况不同。　　本研究结果表明CSIA技术能用于PCBs和PBDEs类型污染物在食物链传递过程中的代谢示踪研究，但在进行实际食物链传递过程的PBDEs生物转化的示踪研究中需要充分注意PBDEs代谢的物种差异性影响。