辽河口湿地土壤中有机磷酸酯的环境行为研究

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有机磷酸酯(Organophosphate esters,OPEs)类化合物被用作阻燃剂、塑化剂和消泡剂并广泛在环境介质中,然而当前已有大量文献指出其具有基因毒性、神经毒性、发育毒性和内分泌干扰毒性以及生物蓄积性等,其可能对生态环境和人类健康造成潜在的危害。本文对辽河口土壤湿地土壤中13种主要的有机磷酸酯化合物的浓度水平、赋存状态、赋存形态和生物有效性进行了测定以及详细的分析,并对赋存状态和赋存形态与生物有效性的相互关系进行了初步的探究,以期为后续对辽河口湿地土壤中有机磷酸酯的进一步研究提供数据支撑。主要研究结果如下:辽河口湿地表层土壤样品(采集于2019年7月)中13种OPEs的总浓度水平在19.53~67.04 ng/g之间,总浓度平均值为37.21 ng/g,总浓度中值34.13 ng/g。Tn BP和TCPP是辽河口湿地土壤中的主要污染物,浓度水平分别为4.6~25.2 ng/g和1.8~26.5ng/g,平均浓度分别为10.8 ng/g和9.3 ng/g。Tn BP和TCPP分别占13种OPEs的百分比为16.34~50.37%和6.18~39.62%。辽河口湿地土壤中∑13OPEs的空间分布表现为湿地外侧浓度相对的高于湿地内部。三类OPEs中,烷基OPEs占总成分比例最高,占总组成成分的39.55~67.10%。辽河口湿地土壤中五个粒度土壤除<22μm占总土质量约10%,其余各粒度均占20%左右。不同赋存状态下∑13OPEs浓度水平在15.67~103.98 ng/g之间,然而整体上,辽河口湿地土壤中OPEs在各赋存状态下的平均浓度水平差别不大,∑13OPEs的平均浓度在34.25~37.57ng/g之间,在各赋存状态下的浓度分布相对均匀。Tn BP的浓度在5个赋存状态下都要明显高于其它OPEs单体,其次是TCPP。影响不同赋存状态OPEs总量的主要因素是土壤的粒度分布,而非各粒度土壤中∑13OPEs的浓度。通过线性相关分析发现土壤TOC含量与不同粒度土壤中∑13OPEs的浓度相关性较差,即土壤TOC含量难以影响不同粒度土壤对OPEs的富集。对于单体OPE,TOC含量仅与EHDPP呈弱的负相关。辽河口湿地土壤中结合态OPEs(∑13)在三种形态下占比最高,其次是水溶态OPEs,酸溶态OPEs占比最低。单体OPE除TEP和TCEP表现为水溶态>结合态>酸溶态外,其余单体OPE均表现为结合态>水溶态>酸溶态。Log Kow是影响土壤中OPEs赋存形态的主要因素,表现为随着log Kow升高,结合态OPEs浓度占比升高,水溶态OPEs浓度占比降低。土壤TOC含量并不会影响土壤中OPEs的赋存形态。辽河口湿地植物地上部∑13OPEs总浓度水平在26.7~87.0 ng/g之间,植物地下部的浓度水平在28.3~88.61 ng/g之间,地上部和地下部∑13OPEs浓度差别不大,并且地上部和地下部OPEs的组成特征也基本相同,TCPP占据主要地位。多数赋存在土壤中的OPEs都不易进入到芦苇中,而这与OPEs的赋存状态无关,有待于进一步探究。相较于酸溶态OPEs和结合态OPEs,水溶态OPEs与log BCF的关系是正向的,表明水溶态OPEs更容易进入芦苇中。
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