多环芳烃在土壤微塑料中的吸附特性及中药材地龙中的风险评估研究

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多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是土壤中广泛分布的一类污染物,暴露接触会给人类带来慢性和急性毒性。PAHs来源于化石燃料的生产、使用、不完全燃烧和排放,这类污染物会在土壤中积累,转移到土壤中的生物,对陆地生态系统和人类构成威胁。因此探究多环芳烃对土壤环境和土壤生物带来的风险非常重要。本文以土壤中多环芳烃为研究对象,研究主要内容如下:1.针对传统方法检测土壤中16种PAHs操作复杂,步骤繁琐等问题,开发了Qu ECh ERS法结合气相色谱-串联质谱的新方法。以土壤为研究对象,优化其前处理条件,以实现土壤中不同种类多环芳烃的同时测定。实验结果表明,16种目标物在1-1 000μg/kg之间线性关系良好,相关系数r为0.992-0.999;1、10、200μg/kg三个水平的加标回收率为80.3%-104.5%,相对标准偏差为1.6%-5.7%之间(n=6);方法的检出限为0.43 ng/mL,定量限为1 ng/mL。与传统方法相比,该方法操作简单,灵敏度高,能够满足日常检测分析的需求,在实际土壤样品中的检测效果好,适合大批量样品处理。2.针对土壤中存在大量微塑料(Micro plastic,MPs)和PAHs导致的环境风险问题,考虑土壤环境中MPs会成为吸附PAHs,成为其传播媒介的可能性。考察了土壤环境中聚乙烯微塑料(PE-MPs)对萘(NAP)、菲(PHE)、芘(PYR)的吸附特性,比较了聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)微塑料对3种PAHs的吸附能力。实验结果表明,PE-MPs吸附NAP、PHE、PYR在48小时内达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学模型。吸附未饱和时,PAHs浓度增加,微塑料粒径越小,水土比增大,PE-MPs对3种PAHs吸附越多。三种微塑料吸附PAHs的能力为PS>PP>PE。3.针对土壤中PAHs会通过各种途径在土壤动物源中药材体内富集,进而危害人体健康的问题。以市售地龙为研究对象,利用体外模拟消化模型探究了地龙中16种PAHs生物可给性,并通过暴露边界比和致癌风险模型评估地龙中PAHs的食用风险。实验结果表明,16种PAHs在模拟胃、肠阶段的生物可给性为25.3%-33.1%和21.5%-27.8%;苯并(a)芘(Ba P)是非致癌风险的主要影响因素;Ba P和二苯并(a,h)蒽(DBA)是致癌风险的主要影响因素,地龙中PAHs的食用风险在可控范围内。
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