底泥中得克隆类阻燃剂的生物可利用性及其机制

Due to the bans or restriction on brominated flame retardants all over the world, Dechloranes has been considered as one of the recommended substitutes. Since the strong trends of Dechloranes binding to the sediments, the bioavialability of Dechloranes in sediment is important for understanding the bioaccumulation and ecological risks of these chemicals. But currently, the corresponding studies are extremely limited. Previous researches have reported that Dechloranes generally exist in the environment of zhejiang province. In the project, the residues and pollution sources of Dechloranes in sediments of main rivers in zhejiang province will be studied. Then, some typical sections with different pollution characteristics will be chosen to study the possible ecological and biological factors which may effect the bioavailability of sediment-bound Dechloranes in aquatic organisms. Moreover, bioaccumulation and biotransformation of sediment-bound Dechloranes in benthic organisms will be studied using three laboratory model organisms (Lumbriculus variegatus, Cipangopaludina cahayensi, and Cyprinus carpio). Finally, the bioavialability and its mechanisms of Dechloranes in sediments will be comprehensive analysis both considering the field and laboratory results.

随着含溴阻燃剂的进一步限用或禁用，氯代阻燃剂得克隆类成为推荐的替代品之一。底泥中得克隆类的生物可利用性研究，对于预测该类化合物的生物富集、食物链传递及健康风险均至关重要，但目前相关研究极为匮乏。浙江地区的得克隆类污染非常普遍且来源多样。本课题通过对浙江地区主要水体底泥中得克隆类的测定，提供该地区底泥中得克隆类污染水平及来源特征的数据，并以污染源特异性为基准选取代表性水域，研究沉积物性质，生物的食源、栖息习性及所处营养级，污染物的暴露水平等多种生态和生物因素对底泥中得克隆类物质的生物有效性的影响；课题以多个处于不同营养层的实验室模式生物（杂夹带丝蚓、田螺、幼鲤）为研究对象，结合仿生萃取和生物蓄积实验，综合体内外研究，并借助同位素示踪等手段，研究底栖水生生物对得克隆染毒底泥的积累及代谢过程；课题进一步结合野外数据及实验室结果，综合评价底泥中得克隆类物质的生物可利用性及其机制。

本项目通过对台州土壤、底泥及生物样品的研究，选定代表性河段，研究得克隆及其相关物(DPs)在野外底栖动物中的积累效应，并结合Tenax仿生法及模式生物（中华圆田螺、斑马鱼胚胎及幼体）蓄积实验结果，探讨拟研究区域底泥DPs的生物有效性及其机制。主要研究结果如下：.DP在台州土壤、底泥和福寿螺中的浓度分别为30~700 pg/g干重（dw）、110~55,000 pg/g dw和33~280 pg/g dw，Dec 602的浓度分别为1~28 pg/g dw、nd~380 pg/g dw 和nd~40 pg/g dw，而Dec 603、Dec 604、DPMA 及DP降解产物（a-Cl11DP、a-Cl10DP）只在底泥中检出，其检出率分别为16.1%、64.5%、74.2%、35.5%和22.6%。与世界其他地方相比，台州环境中得克隆类的污染处中等水平。DPs在环境样品中的分布情况突显了当地电子垃圾拆解和堆放对DP污染的贡献，但Dec 604的释放可能与面源污染，如mirex的使用有关。课题组选择污染典型的永宁河为研究对象，重点进行DPs生物可积累性的评价。计算所得BSAFs值除Mirex和DPMA之外，其他均小于1，说明研究水域底泥中DPs的生物有效性低，其积累能力与高溴代 PBDEs相当，且与化合物Kow相关。Tenax法研究结果显示，加标底泥中DP的快解析速率（Krap）与高卤代PCBs和PBDEs相似，且与化合物Kow相关，其研究结果与实地调查结果一致。得克隆类的释放速率缓慢，通过一级动力学拟合相关公式计算得出，DPs从底泥中完全解吸需1.6-38.3年。此外，加标底泥中DP在斑马鱼胚胎/幼鱼中的积累浓度远高于空白，相应BSAFs值分别为0.012-0.018和1.15-1.93，说明染毒水平对BSAFs值的影响明显。而中华圆田螺体富集动力学实验表明，加标底泥中的DP可积累至中华圆田螺体内，随后由于排泄等作用快速排出体外。DP可对中华圆田螺造成氧化损伤。综上所述，底泥中DPs残留浓度高、释放能力低，且能在生物体内快速排泄等是该类化合物在研究水域生物可利用性低的重要原因。.本课题利用实验室和野外研究相结合比较完整的解析了台州地区得克隆类生物可利用性低以及环境样品研究结果差异显著的可能原因，达到了研究目的。