典型有机磷酸酯阻燃剂在太湖水体和底泥中存在水平和分布特征

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有机磷酸酯阻燃剂(OPFRs)由于其出色的阻燃作用而被广泛应用,成为国际环境科学研究领域的又一新兴的污染物。经研究表明,OPFRs具有致癌性、基因毒性、神经毒性和抑制人体荷尔蒙水平。OPFRs主要以添加方式而非化学键合方式添加到材料中,这增强了其进入周围环境的几率。我国关于OPFRs的存在水平还鲜有报导,太湖作为我国的第二大淡水湖,其流域是阻燃剂生产与使用的聚集地,而其水域作为最终的受纳水体,因此研究太湖中OPFRs的存在水平极具代表意义。本论文建立了水体和底泥中OPFRs的分析方法,调查研究了太湖水体和底泥中OPFRs的存在水平和分布特征。主要研究工作和结果如下:(1)建立了固相萃取(SPE)与气相色谱质谱(GC-MS)联用测定自然水体中9种OPFRs的分析方法。通过对GC-MS条件与SPE萃取条件优化,采用Poly-SeryPSD固相萃取小柱对水样进行富集浓缩,用4mL乙酸乙酯洗脱,以选择离子扫描方式对目标物进行定性和定量分析,并采用内标法定量。该分析方法线性范围宽,线性相关性好,检测限和定量限分别为0.006~0.850 ng/L、0.015~2.000 ng/L。除磷酸三(2-乙基)己基酯(TEHP)外,其它OPFRs的加标回收率为70.3%~114.3%。TEHP低浓度加标回收率为64.0%~69.3%。相对标准偏差均小于15%,满足定量分析的要求。(2)建立了加速溶剂萃取(ASE)一凝胶渗透色谱(GPC)一固相萃取(SPE)与气相色谱质谱(GC-MS)联用测定底泥中9种OPFRs的分析方法。通过对ASE萃取条件的优化,确定最终萃取条件为:在1500 psi压力,90℃温度条件下,以乙酸乙酯为萃取溶剂,静态萃取5 min。确定GPC最终收集时间为:7.5-20.0min。收集液过HLB小柱进一步净化,用3 mL甲醇和3 mL超纯水活化平衡小柱,上样后用3 mL乙酸乙酯洗脱,收集洗脱液进GC-MS用内标法定量分析。OPFRs的绝对回收率为37.0%-94.1%,相对回收率为87.0%-114.3%,相对标准偏差小于15%,检测限和定量限分别为0.003~0.340 ng/mg和0.012~0.800 ng/mg,可用于实际样品底泥中OPFRs的定量分析。(3)调查和研究了太湖水体中OPFRs的存在水平和时空分布特征。分别选取1、4、7月份代表枯水期、平水期和丰水期,将整个太湖分为北部、西部、东部、南部和湖心区。太湖水体中OPFRs的总浓度值为375-3079 ng/L,TCPP、 TCEP、TPPO和TEP是太湖水体最主要的OPFRs,其浓度分别为81-1967 ng/L、 53-1478 ng/L、74-872 ng/L和20-1125 ng/L。北部湖区和西部湖区OPFRs浓度最高,这可能是因为这两湖区接受上游入湖河流来水,入湖河流承接着上游入河污水,因此推测入湖河道是该地区OPFRs的主要来源。南部湖区OPFRs浓度最低,这可能是因为南部周边城市工业量少,入湖河流水量较大且水质好,出湖河流多。因此推断面源污染是其主要来源。TEP浓度随时间变化情况为:4月>7月>1月;TPPO的浓度时间变化情况为:1月>4月>7月。推断生物降解、挥发和光降解是其在环境中消除的主要途径。总浓度随时间变化情况为:4月与1月相当,显著高于7月,因此水量是影响OPFRs在太湖浓度变化的主要因子。(4)调查和研究了太湖底泥中OPFRs的存在水平和分布特征,结果表明太湖底泥中OPFRs总浓度水平为42-680 μg/kg,浓度中值为188μg/kg。TnBP为最主要的OPFRs,其浓度范围为2.9-347 μg/kg,中值为83 μg/kg。太湖底泥中OPFRs没有明显的空间分布特征。太湖底泥中OPFRs浓度随时间的变化情况为4月与1月相当,显著高于7月,与其在水体中浓度的时间变化趋势基本一致,推测OPFRs在底泥中不能长期富集,易降解。
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