天然有机物对十溴二苯乙烷降解的影响极其机理研究

Decabromodiphenyl ethane（DBDPE）is a new type of alternative brominated flamed retardants. Photo-degradation is the key process controlling their environmental behaviors and risks, in which the natural organic matters (NOM) ubiquitous existed in the water-sediment/soil system play crucial roles. While existed studies only focused on the effect of NOM on degradation of DBDPE. Few studies dealt with the impacts of degradation of DBDPE in relation to the structures and properties of NOM. With the modern analyses techniques including NMR, FR-IR spectroscopy and electromicroscopy, together with the traditional chemical methods, this project addresses: (1) Characteristics of DBDPE degradation in various sources and properties of soils; (2) the photodegradation characteristics of DBDPE in aquatic systems with NOM, and finally to reveal the impacts of photodegradation process of DBDPE in relation to the properties and structures of NOM. The predicted results may deepen the knowledge of geochemical behaviors of NOM, and have important implications in the ameliorations of environmental hazards and risks of DBDPE as well as the remediation of water-sediment/soil system polluted by DBDPE.

十溴二苯乙烷（DBDPE）是一类新型的替代型溴系阻燃剂。环境降解是控制其环境行为与危害的关键过程。广泛存在于水-沉积物/土壤体系中的天然有机物（NOM）对降解过程起着重要调控作用，已有研究仅侧重于NOM对DBDPE光降解的影响，而对NOM结构性质与DBDPE降解的方向及其程度的联系缺乏了解。本项目运用光谱分析、核磁共振、电镜观察等现代分析技术与经典化学方法相结合，探讨（1）DBDPE在不同来源类型的土壤中的光降解特征；（2）DBDPE在溶液体系中的光降解及NOM的影响。最终解决的关键科学问题是，揭示NOM对DBDPE光降解影响的方向和程度及其与NOM结构性质的内在联系。成果可深入揭示NOM的地球化学行为，对于控制DBDPE的健康与环境风险及水-沉积物/土壤体系中DBDPE污染修复具有重要理论和实践意义。

本研究首次检测分析了三峡库区农田和消落带河段土壤样品中12种有机磷酸酯（organophosphate esters, OPEs）单体的浓度水平，探讨了其组成特征，通过相关性和主成分分析阐明了其可能的来源。研究结果显示，∑12OPEs在三峡库区农田和消落带土壤中的含量（以干重计，下同）范围分别为52.1~680 ng·g-1和156~1428 ng·g-1，均值分别为272 ng·g-1和498 ng·g-1，处于国内外研究的中等水平；OPEs在农田和消落带土壤中表现出不同的空间分布模式；在各个采样点中，OPEs在消落带土壤中的浓度显著高于农田土壤中的浓度；TCP和 EHDPP是最主要的OPEs单体，两者贡献率超过90%，这可能与工业产品中OPEs不同的单体组成有一定关系，此外TBEP在土壤微生物中降解也不能完全排除；相关性分析结果显示OPEs在农田和消落带土壤中存在显著相关性（P < 0.05），表明农田和消落带土壤中OPEs具有一部分相似的来源；主成分分析结果显示三峡库区农田土壤中OPEs主要来自建筑装潢材料以及室内源排放，而消落带土壤中OPEs可能是建筑材料以及交通源排放的复合来源。.此外本研究利用超高效液相色谱飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）分析了三峡库区8个消落带河段土壤样品中邻苯二甲酸酯（PAEs）的浓度水平，探讨了其组成特征，通过相关性分析和主成分分析阐明了其可能的来源，并且采用健康风险模型评价了PAEs在消落带土壤中的人群健康风险。研究结果显示，∑PAEs在三峡库区消落带的含量（以干重计，下同）范围为322.0~737.3 ng·g-1，平均值为 497.2 ng·g-1，处于文献报道的较低水平；DIBP是丰度最高的同系物单体，其次是DBP和DEHP，三者平均贡献率为94.5%，然而DEHP并不是主要污染物，这可能由于在淹水状态下消落带土壤向水体释放DEHP，但DEHP在土壤微生物中降解也不能完全排除；DMP、DEP、DBP和DIBP两两之间具有极显著正相关性，同时结合主成分分析，表明4种PAEs可能具有相同来源。人群暴露6种PAEs的日均摄入量均未超过美国EPA规定的参考剂量（RfD），并且6种PAEs单体的致癌风险均远低于美国EPA规定的可接受致癌风险值，但是DBP的日均摄入量占总PAEs的60%~84%，因此，在三峡库区消落带耕作过程