典型双酚类化合物在土壤和蚯蚓中的污染分布及毒效应研究

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双酚类化合物(bisphenol compounds,BPs)是一类新型的环境内分泌干扰物,被广泛应用于橡胶、塑料等产业和各种精细化工产品中。近年来,全球BPs的生产和应用正在快速增长,导致大量的BPs被释放到环境中,对生态安全和人类健康构成直接或者潜在的长期风险。在过去的十年中,有关空气、水、灰尘、土壤和沉积物等环境介质中BPs污染特征的研究已有大量报道。然而,关于BPs在土壤-动物体系的环境行为与归趋的研究尚少。本论文建立并优化了16种BPs在土壤介质中的微/痕量分析方法,调查了深圳市32个橡胶塑料工厂周边不同距离表层土壤中BPs的浓度及污染特征,并评估了其生态环境风险。同时,研究了BPS在蚯蚓体内的生物积累及对蚯蚓的毒性。本论文主要研究成果如下:(1)通过对前处理方法进行对比研究,优化了土壤中16种BPs的前处理方法。具体方法如下:土壤样品经甲醇/丙酮(1:1,v/v)作为提取溶剂超声萃取10 min,重复提取二次,Cleanert PEP柱分离和净化,16种BPs的回收率在66.7±12.5%至115.5±7.9%之间。方法学研究显示16种BPs在0.5-500 ng/g范围内线性良好(R2>0.99),16种BPs的检出限为0.005-1 ng/g,定量限为0.02-2.5 ng/g,回收率为66.1±18.9%至132.1±14.1%(n=6),日间精密度为9.3-36.7%。该方法适用于土壤样品中16种BPs的定量分析。(2)表层土壤中被广泛检测出了BPA、BPS和BPF,检出率均为100%,其含量平均值分别为1076 ng/g、386 ng/g和36.2 ng/g。其中,BPA和BPF的含量之和占到了∑16BPs含量的68%,是表层土壤中两种主要的双酚类污染物。BPA、BPF和BPS浓度之间呈现出极强的正相关关系,说明这三种化合物具有相似的污染源。八个工厂周边土壤中的BPs可能带来潜在的生态环境风险。(3)土壤中BPS初始浓度为1 mg/kg和0.1 mg/kg时,暴露至第21天,BPS的降解率分别达到95.6±4.2%和87.9±2.2%。蚯蚓暴露于BPS下,其体内BPS的浓度呈先升高后下降的趋势,且在暴露第2天时达到最高。BPS在蚯蚓体内的分布存在差异性,BPS在蚯蚓体内的积累主要源自消化系统的摄取,且更容易富集在含有较高脂类化合物的组分(4)BPS暴露浓度为10 mg/kg和1 mg/kg时能诱导蚯蚓体内细胞产生更多的活性氧,破坏蚯蚓体内抗氧化酶系统的稳定,导致蚯蚓正常功能的损伤。低浓度BPS的暴露并未引起蚯蚓体内SOD和CAT活力的变化。
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