区域特征与摄食模式对沉积物中化学物质的生物累积性与生态效应的影响

The sediment plays an important role in the fate and transport of chemicals, as well as their trophic transfer process in water. Bioaccumulation assessment of site-specific sediment-associated chemicals is limited and uncertain, attributed to the composite environmental conditions and biological diversity. Therefore, the object of this project is to modify our in-situ biomimetic sampling technology based on passive samplers; to compare and develop the assessment method for bioaccumulation of sediment-associated chemicals in organisms of varied feeding modes and trophic levels, in terms of chemical bioavailability measured by passive sampling; to develop site-specific bioaccumulation assessment methods of sediment-associated chemicals, combining both field-measure and lab-extrapolation approaches; and to understand the influence mechanism of bioaccumulation and trophic transfer, by physical-chemical and biotransformation properties of chemicals, environmental conditions, as well as biotic factors including feeding modes and trophic positions; and to investigate the modeling approach to extrapolate ecological effects considering bioaccumulation.

沉积物同时作为汇集源和释放源，对化学物质在水体中的迁移归趋以及在食物链中传递起到关键性的作用。特定区域因其地理条件、物种多样性差异等因素，野外监测沉积物中化学物质的生物累积性具有很大不确定性。因此，本项目通过进一步完善被动式采样器原位生物模拟采样技术，发展基于生物可利用性评价不同摄食模式(不同营养级)水生生物对沉积物中化学物质的生物累积性的外推方法，建立野外监测评价特定区域沉积物中化学物质生物累积性的可靠方法，包括现场实测与实验室模拟外推手段；了解化学物质的极性、生物代谢转化等基本性质，特定区域的地理环境条件，以及生物自身摄食模式、营养等级等生物因素对生物累积与食物链传递的影响机制；探索基于生物累积作用评价高营养级物种种群水平生态效应的外推方法。为流域沉积物生态风险评价奠定方法学和科学数据基础。

沉积物同时作为汇集源和释放源，对化学物质在水体中的迁移归趋以及在食物链中传递起到关键性的作用。特定区域因其地理条件、物种多样性差异等因素，野外监测沉积物中化学物质的生物累积性具有很大不确定性。因此，本项目通过进一步完善复合半透膜被动式采样器生物模拟采样技术，发展基于生物模拟采样技术的有机物生物累积性快速评价方法；研究不同极性的可解离或可降解有机物的生物累积性评价的主要影响因素；实验室模拟和野外现场实验研究了不同摄食模式（不同营养级）水生生物的生物累积性的特异性，以及生物转化对生物累积的重要作用；探究不同来源的天然有机质及其老化过程对生物可利用性的影响特性与机制。结果表明：综合添加triolein-TECAM和HLB-HECAM的两种半透膜被动采样工具，能较好地针对水环境中的不同极性有机物进行生物模拟采样和生物累积评价；对于水体中可解离的取代酚类化合物，生物富集受到疏水性和pKa两方面影响，疏水性占更主要方面，分子态浓度随着pH-pKa变化；对于生物体内代谢转化物质，邻苯二甲酸酯类的生物富集受生物代谢作用影响显著，烷基取代有机磷酸酯的代谢和分布过程共同主导了其在稀有鮈鲫体内的组织积累；不同食性鱼类对PAEs物质的吸收速率常数和消除速率常数较为接近，但对代谢速率常数的差异非常大，掠食性鱼类明显高于杂食性鱼类，导致同种化合物在前者体内的BCF显著低于后者；不同食性生物对OPEs的生物-沉积物累积性与其食性、极性以及组织脂肪含量均无显著相关性；不同沉积物来源的NOMs其地质成熟度和吸附质的性质以及老化时间均影响可逆解吸过程进而影响生物可利用性。上述结果以期为流域沉积物生态风险评价奠定方法学和科学数据基础。