湖泊水体中磷系阻燃剂的生物泵输出机制研究

Phosphate flame retardants (PFRs) are widely used as additives in diverse materials. To date, studies on PFR pollution in the environment are limited. In particular, studies on the behaviors and ultimate fate of PFRs in water environment are currently not available. In this proposal, a urban lake in the Pearl River Delta area will be selected as research filed. Samples including wet and dry deposition, atmosphere, water, phytoplankton and zooplankton of the lake will be collected throughout a whole year. The concentrations of PFRs in all these samples will be analyzed to 1) study the input fluxes of PFRs to the lake, PFR pollution in the lake and potential affecting factors; 2) study the contribution of biological pump on transporting PFRs in the lake water and try to figure out the mechanism of biological pump and potential controlling factors. The study results will be helpful to understanding the transport and fate of PFRs in water environments.

磷系阻燃剂（phosphate flame retardants, PFRs）是一类正在被广泛应用的添加型阻燃剂。目前关于环境中PFRs污染的研究报道相对较少，且PFRs在水体环境中的行为和归趋方面的研究仍十分缺乏。本项目拟以珠三角地区城市湖泊为研究场所，采集湖泊全年不同季节的大气干湿沉降、大气、水体、浮游植物和浮游动物样品，分析样品中PFRs的含量。在此数据基础上，1）研究湖泊水体中PFRs的输入通量、污染现状及其影响因素；2）研究生物泵输出对水体中PFRs迁移的贡献，并揭示水体中PFRs生物泵输出的机制及其控制因素。研究成果将为理解PFRs在水环境中的迁移和归趋提供重要的数据支撑和理论依据。

有机磷系阻燃剂（organophosphate flame retardants, OPFRs）是一类正在被广泛应用的添加型阻燃剂。城市是OPFRs城市湖泊是OPFRs重要的汇，对城市湖泊中OPFRs的转化和归趋方面的研究具有非常重要的意义。本项目以广州某城市湖泊为研究场所，采集湖泊全年不同季节的大气干湿沉降、大气、水体、浮游植物和浮游动物样品，分析样品中PFRs的含量。研究结果表明，1）TCPP是城市湖泊低层大气中含量最丰富的单体（70%），大气温度与大气中OPFRs的含量之间存在显著相关性；2）TCPP也是水相中的最主要OPFR单体（68%），其次是TCEP（17.6%），水相OPFRs的含量处于中等污染水平；3）干湿沉降是城市湖泊重要的输入通量，其中以TCPP的沉降通量最大，占总沉降通量的67%，干湿沉降通量与降雨量之间存在显著关系，说明降雨是大气中OPFRs进入水体的重要方式；4）最主要的OPFR化合物TCPP在城市湖泊的水-气交换趋势随着季节发生变化，从大气向水体沉降的趋势主要发生在夏季，而从水体向大气挥发主要发生在降雨量少的冬季，TnBP和EHDP呈从湖水向大气挥发或接近水-气平衡的状态；TCEP和TPhP呈从水体向大气挥发的趋势，而TDCP主要呈从大气向水体沉降的趋势；5）城市湖泊浮游植物和浮游动物中均有检出OPFRs单体，虽然其组成与水相样品之间存在一定差异但也是以TCPP和TCEP为主要单体。浮游植物中OPFRs的含量与叶绿素a之间存在显著性相关性，说明湖泊中浮游植物的生物量越大，生物泵输出的作用越大。化合物的logKow值是影响水体中OPFRs的生物浓缩系数的重要因素，本研究发现OPFRs的logKow越大，其生物浓缩系数（BCF）越大。研究结果为理解OPFRs在水环境中的迁移和归趋提供了重要的数据支撑和理论依据。