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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种被广泛使用的塑化剂和改性添加剂,极易通过缓慢扩散等方式进入环境并造成环境污染;因其具有致癌、致畸、致突变、易引起遗传变异以及对内分泌系统造成干扰甚至破坏的作用,PAEs污染暴露严重威胁土壤生态系统安全和人体健康,己引起研究者的广泛关注。本文围绕土壤中广泛分布的PAEs,在优化其GC-MS分析方法并借助定量结构-性质相关关系(QSPRs)分析色谱保留分异特征基础上,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为模式生物并利用蚯蚓封口技术方法,探讨蚯蚓不同吸收作用途径-表皮吸收/肠道吸收对PAEs生物富集总量的影响与贡献,明确肠道吸收作用机制;结合温和试剂-环糊精水溶液对老化土壤中PAEs有效态的模拟提取,探究老化作用与有机质含量对土壤中PAEs有效态变化的影响。综合蚯蚓吸收作用机制与土壤老化作用的影响,修正了传统以平衡分配为理论基础的单室模型,从而准确表征PAEs污染土壤中蚯蚓生物富集动力学过程与其生物有效性,并阐释影响机制,为典型土壤中PAEs的生态风险评价提供科学依据。主要研究结果如下: 1)优化后的GC-MS分析方法,具有操作简单、快速高效、检测限低和定量准确等优点;土壤中PAEs平均加标回收率为70.64%~119.80%,适用于土壤中PAEs的检测分析。QSPR具有较好的稳定性和外部预测性,可用于PAEs未知色谱保留行为的准确预测和定性识别,为后续蚯蚓体内PAEs可能的产物鉴定提供指导。 2)PAEs表皮吸收对其富集总量的贡献比f在暴露过程中基本保持恒定,表明蚯蚓通过肠道吸收富集PAEs的作用过程可能类似于表皮吸收作用过程,均依从被动扩散机制;肠道富集贡献比约为2.1%-35%,说明蚯蚓通过肠道吸收富集PAEs占有不可忽视的比重。短/长酯链PAEs的f较大,生物富集主要依赖于表皮吸收,肠道吸收作用弱;中酯链PAEs,因肠道活性溶液的增溶作用,肠道吸收作用略有增大。 3)不同土壤中PAEs有效态衰减速率不同。相较于红壤和黄棕壤,PAEs在黑土中的衰减系数较大,老化程度更高。黑土和黄棕壤中短酯链PAEs衰减相对较大,而随着酯链长度的增加,其衰减系数呈现先降低再上升的趋势。对于中等长度酯链的PAEs来说,其衰减系数随土壤有机质含量的增加而增加,呈显著的线性正相关关系,且在老化过程中,有机质含量对其生物有效性的影响要远高于老化时间的影响。 4)土壤中PAEs降解转化过程研究表明,PAEs在土壤中降解转并不显著。在蚯蚓体内活性酶作用下,PAEs可发生降解转化,部分以单酯形态存在。在土壤PAEs生物富集过程中,其体内母体化合物呈现先增大后降低的趋势,对应单酯的量逐渐增大。PAEs的生物降解能力随着酯链数的增加而降低,即短酯链PAEs的降解率要高于长酯链PAEs。土壤中PAEs生物有效性(BSAFs)较小,但相较而言,酯链较短的PAEs,其生物有效性要高于酯链较长的PAEs。