手性污染物六溴环十二烷在红树林湿地中的选择性环境行为研究

The environmental pollution and human health of hexabromocyclododecane (HBCD) categorized as emerging persistent organic pollutants under the Stockholm Convention have attracted increasing attention from the international governments and scientists. Given inadequate studies on enantioselective environmental behavior of HBCD, the occurrence and evolution rule of chiral HBCD will be investigated in mangrove wetlands from the Pearl River Estuary (PRE) in this project. Using phospholipid fatty acid technique (microbial analysis), enantioselective accumulation mechanism of chiral HBCD in mangrove sediments of the PRE will be explored. Enantioselectivity of chiral HBCD in interfacial processes for mangrove plant root/sediment and mangrove plant/water, and transfer process and mechanism of HBCD in different organs of mangrove plant will be examined. Degradability of HBCD in natural environment will also be studied by analysis of degradation product of HBCD. Upon the completion of this project, it will be helpful for a better understanding of the source, bioavailability, enantioselective accumulation and biodegradation of HBCD in mangrove wetlands, and is expected to provide a scientific basis for the ecological risk assessment of HBCD.

六溴环十二烷(HBCD)作为一种新型持久性有机污染物，其所导致的环境污染和健康问题近年来受到了各国政府和科学家的广泛关注。针对目前HBCD对映体选择性环境行为方面研究的不足，本项目以珠江口红树林湿地为研究区域，研究手性HBCD在红树林湿地的污染现状及演变规律；结合磷脂脂肪酸技术(微生物分析)，研究HBCD对映体在红树林湿地沉积物中的选择性富集机制；研究手性HBCD在红树植物根/沉积物和根/水界面过程中的对映体选择性及在红树植物不同器官中的传输过程及机制；通过对HBCD降解产物的鉴定分析研究其在自然环境条件下的可降解性。本项目的完成，将增进对HBCD在红树林湿地中的来源、生物可利用性、选择性富集与降解等环境行为的认识，为正确评估手性污染物HBCD的生态风险提供科学依据。

六溴环十二烷(HBCD)作为一种新型持久性有机污染物，其所导致的环境污染和健康问题近年来受到了各国政府和科学家的广泛关注。本项目研究了HBCD在珠江口红树林湿地的污染现状及其时间趋势，研究了HBCD在红树林湿地沉积物的选择性环境行为，研究了HBCD在红树植物不同器官中的传输过程及机制。结果表明：广州南沙、珠海淇澳岛和深圳福田三个红树林采样地沉积物中HBCD含量存在显著不同的差异，其平均值浓度大小顺序为深圳福田(21.0 ng/g dw)>广州南沙(7.55 ng/g dw) >珠海淇澳岛(1.26 ng/g dw)。深圳红树林湿地沉积物中HBCD含量显著高于广州和珠海。三个红树林采样地HBCD的组成都以γ-HBCD为主，与工业品相比，沉积物中γ-HBCD所占比例减少，α-HBCD所占比例显著增加，表明沉积物中HBCD立体异构体之间发生了相互转化。广州和珠海红树林沉积物中HBCD的对映体分数都偏离了0.5，而深圳红树林沉积物中α-和γ-HBCD的对映体分数与工业品基本一致。三个红树林湿地沉积物中2015年HBCD的浓度均高于2012年，暗示HBCD在珠江三角洲地区的广泛使用。.深圳福田三种红树植物根、茎和叶中HBCD平均浓度分别为329、766 和298 pg/g dw。三种红树植物不同器官HBCD的分布特征有所差异，海莲和秋茄中HBCD的含量呈现出茎>根>叶的规律，而在白骨壤中则为根>叶>茎。γ-HBCD是红树植物根部样品中最主要的异构体，其所占比例为57.2-79.1%；α-HBCD是茎和叶中的主要异构体，其所占比例分别为62.3-69.8%和42.1-61.2%。红树植物的根、茎和叶均选择性富集(-)-α-、(-)-β-和(+)-γ-HBCD，这可能与植物体内相关酶的作用有关。三种红树植物HBCD的根系富集系数(RCF)都小于1，而转移系数(TF)都大于1，表明HBCD较难被红树植物根部吸收，而易被转运至植物的地上部分。三种红树植物体内均存在α-、β-和γ-HBCD从根向茎和叶的传输，而且log TF与log Kow呈显著的负相关关系，表明异构体的疏水性越弱，越容易向茎和叶转移，暗示HBCD可能是通过蒸腾流作用由根向地上部分迁移。本项目将增进HBCD在红树林生态系统中来源、选择性富集及植物吸收等环境行为的认识，为正确评估手性污染物HBCD的生态风险提供科学依据。