新型有机污染物在近海岸生物地球化学行为及其对映体选择性研究

新型有机污染物环境行为及生态风险是近年环境科学领域研究热点。本项目以六溴环十二烷及典型beta-受体阻断剂为研究对象，研究具有手性的新型污染物在近海岸生物地球化学特征及其对映体选择性。为此，调查目标污染物在典型近海岸多介质（空气、水、沉积物、典型水生食物链等）中污染水平与特征及对映体比例，并以此比例为示踪物分析目标物的相间迁移规律及源汇机制；利用室内微宇宙及组织匀浆液与模型生物大分子的离体实验，研究目标物在典型水生生物中的生物富集、食物链传递及生物代谢中的对映体选择性及相互转化动力学特征、关键过程与微观机制；研究沉积物及其组成对目标污染物的吸附与解吸、微型生物（微生物与藻类）对目标物生物降解的异构体差异及特征。以期全面揭示两类不同性质的新型污染物的生物地球化学行为及其对映体选择性特征，回答未知科学问题，为正确认识相关污染物的环境行为及生态风险、对其进行科学管理提供基础。

针对两类典型的新型有机污染物-六溴环十二烷（HBCD）和β-受体阻断剂在近海岸环境的环境生物地球化学行为以及对映体选择性展开了系统性研究。HBCD是一种溴代阻燃剂，为憎水性化合物；β-受体阻断剂主要用于心血管疾病的治疗，为可电离亲水性化合物。另外，他们都具有对映异构体，使之环境行为更加复杂。建立并优化了HBCD和β-受体阻断剂对映异构体的液相-质谱分析方法、前处理及异构体单体制备方法。针对HBCD，调查研究了在近海岸城市—天津的污染地区土壤，地表水环境沉积物以及典型区域动植物样品中HBCD的污染特征及对映体选择性。HBCD具有高度脂溶性，很容易向沉积物及生物相富集。在沉积物中，发现了亚洲第一高值，并确定了其污染源为一聚苯乙烯生产商。在多数沉积物中特别是那些新鲜污染的沉积物，-HBCD占主导；而在生物相中-HBCD占主导。主要是发生了生物参与的异构体转化，而且三种异构体的生物摄取、净化与代谢能力不同，-HBCD具有沿着水生食物链放大的趋势。植物可富集HBCD，植物叶从大气中获得HBCD。利用室内实验，研究了HBCD异构体在典型水生生物—藻类和鱼类的富集及净化过程，同时研究了食物链和微宇宙中HBCD的异构体转化和对映体选择性，并扩展研究了其在植物体系中的富集。结果表明，不同种类生物代谢和转化HBCD的能力不同，HBCD具有沿着食物链生物放大的趋势，生物扰动可提高沉积物中HBCD的生物有效性，在生物富集中发生了异构体转化及对映体选择性。对于β-受体阻断剂，调查研究了典型区域（医院，污水处理厂，排污河）中β-受体阻断剂的分布特征，β-受体阻断剂广泛存在，但半衰期较小的环境浓度较低。在室内研究了典型β-受体阻断剂在粘土、纳米材料上的吸附行为以及盐度、pH值和DOM的影响，β-受体阻断剂的吸附具有阳离子交换及亲脂性分配双重特征。研究了在土壤中的淋滤行为，β-受体阻断剂可淋滤到地下水，而且在土柱中发生降解。研究了典型β-受体阻断剂在鱼体中的富集行为及纳米材料对其的影响，纳米材料可提高β-受体阻断剂的生物富集程度。为了进一步在分子水平解释生物富集及对映体选择性机理，研究了两类目标化合物在模型生物大分子（脂质体及模型蛋白）上的富集特征，与其藻类富集特征进行了比较分析。发表期刊论文17篇，SCI摘引论文11篇，在国内外学术会议宣读本项目成果7人次。培养博士生4人，硕士生3人。