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全氟调聚醇(FTOHs)是广泛应用的化工产品,在生产和使用过程中大量释放进入环境,并易于降解转化为毒性更高的持久性全氟羧酸类化合物。例如,8:2FTOH是全氟辛酸(PFOA)的重要前驱物质。目前有关FTOHs及其降解产物的研究主要集中于水环境等领域,但其在土壤-作物中的分析方法及降解转化和积累规律尚鲜见报道。为此,本项目以典型FTOHs(6:2FTOH、8:2FTOH、10:2FTOH)为目标化合物,建立了其自身及中间产物在土壤和作物中的高效分析方法,并在此基础上进一步探讨了8:2FTOH在土壤-全氟辛酸(PFOA)高/低积累生菜品种中的积累和降解转化规律。取得如下主要研究结果:(1)基于曲面优化设计建立了超声萃取、气相色谱质谱(GC-MS)同时测定不同作物(生菜、胡萝卜、青瓜、芹菜、土豆)和不同理化性质土壤中3种典型FTOHs(6:2FTOH、8:2FTOH、10:2FTOH)的高效分析方法,实现了在无需浓缩条件下对目标FTOHs的单次高效萃取和分析定量。萃取作物中FTOHs的最优前处理条件为:4 m L甲醇超声萃取30min,再采用石墨化炭黑50 mg净化;萃取土壤中FTOHs的最优前处理条件为:5 m L甲醇超声萃取40 min,再采用20 mg石墨化炭黑净化。最优处理条件下,作物中目标FTOHs基质检出限为0.025 ng/g～0.897 ng/g,不同浓度(2、10、20 ng/g)加标回收率为86%～118%,标准偏差均小于20.0%;土壤中目标FTOHs基质检出限为0.083 ng/g～0.825 ng/g,不同浓度(2、10、20 ng/g)加标回收率为81%～118%,标准偏差均小于20.0%。应用此方法分析了珠三角典型氟化工厂周边农田土壤-作物系统中目标FTOHs的含量水平,发现其在土壤中的检出率为50.0%～75.0%,检出浓度为1.6～44.3 ng/g,在作物中的检出率为55%～70%,检出浓度为1.5～37.9 ng/g。(2)基于曲面优化设计建立了超声萃取、高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时测定不同作物(生菜、胡萝卜、青瓜、芹菜、土豆)和不同理化性质土壤中8:2全氟调聚醇FTOH及其降解产物的高效分析方法,实现了对典型FTOH及其降解产物的同时色谱-质谱分析定量。对于作物基质,最优前处理条件为:3 m L甲醇萃取30 min,再采用50mg石墨化炭黑净化;土壤基质最优前处理条件为:4 m L甲醇萃取35 min,再采用20 mg石墨化炭黑净化。最优处理条件下,作物中目标化合物基质检出限为0.004 ng/g～0.222 ng/g,不同浓度(2、10、20 ng/g)加标回收率为77%～121%,标准偏差均小于20.0%;土壤中目标化合物基质检出限为0.003 ng/g～0.441 ng/g,不同浓度(2、10、20 ng/g)加标回收率为82%～119%,标准偏差均小于20.0%。应用该方法分析珠三角典型氟化工厂周边农田土壤-作物系统中8:2FTOH及其降解产物的含量水平,其中8:2FTOH的检出率和检出浓度分别为90%、0.68～17.84 ng/g,其降解产物(8:2FTUCA、8:2FTCA、7:3FTCA、PFHx A、PFOA)的检出率分别为100%、100%、95%、45%、100%,检出浓度分别为0.48～2.59 ng/g、0.84～7.66 ng/g、0.45～5.94 ng/g、0.14～4.88 ng/g、0.14～2.82 ng/g。(3)通过盆栽实验,并设置土壤灭菌和未灭菌处理,以未添加8:2FTOH处理作为对照,探讨了不同浓度8:2FTOH暴露条件下,PFOA高、低积累生菜品种对8:2FTOH的吸收积累、根际降解及体内代谢。结果表明,种植生菜处理显著促进土壤8:2氟调聚醇的降解。土壤中8:2氟调聚醇的主要降解产物为PFOA(10～106 ng/g),其次为PFHx A(0.2～1.5 ng/g),FTCA(0.5～0.6 ng/g)和8:2FTCA(0.1～0.7 ng/g)检出量较低;总体而言,高积累生菜品种土壤中8:2氟调聚醇含量低于低积累生菜品种,而其主要降解产物PFOA和PFHx A的含量则高于后者,说明高积累品种对8:2氟调聚醇的根际降解作用强于低积累品种。灭菌处理极大减弱了高、低积累生菜品种对土壤8:2氟调聚醇的降解和转化。高、低积累生菜品种对8:2氟调聚醇及其降解产物(PFOA、PHFx A、8:2FTCA等)均有显著的积累作用,以PFOA(109～401 ng/g,dw)和PFHx A为主(25～359 ng/g,dw);其中高积累生菜品种对这两种化合物的积累量高于低积累生菜品种。乙醇脱氢酶(ADH)、乙醛脱氢酶(ALDH)、谷胱甘肽(GST)和细胞色素(CYP450)均参与了生菜对8:2FTOH的降解,且这些酶均在未灭菌处理中活性更高。可见,微生物不但在生菜根际土壤8:2氟调聚醇的降解转化过程中扮演重要角色,还显著影响生菜不同品种对其母体及降解产物(即PFOA和PFHx A)的吸收积累。