手性农药在沉积物-水蚯蚓-斑马鱼食物链传递中的选择性环境行为研究

手性农药的选择性环境行为已引起广泛关注。近年来，本研究小组在国家自然科学基金的连续资助下，相关研究取得了重要进展。本项目以手性农药甲氰菊酯、氟虫腈、禾草灵为研究目标，建立对映异构体的分离分析方法及在水体沉积物、水体、水蚯蚓和斑马鱼中的提取、净化和检测方法，测定其中手性农药对映体的含量、相对比值及随时间的变化情况，确定对映体在沉积物和水体中的选择性残留和降解行为以及在水蚯蚓和斑马鱼体内的选择性生物富集和生物放大行为，结合GC/HPLC-MS技术，确定并合成代谢产物，进一步研究相关代谢产物的选择性行为，从而探讨3种手性农药在沉积物-水蚯蚓-斑马鱼食物链传递中的选择性富集及降解行为。沉积物是水环境有机污染物的主要蓄积库，而手性农药可通过底栖动物的摄取选择性地进入食物链，并在生物选择性富集放大作用下影响人类的健康。研究手性农药对映体在水生食物链的选择性行为能更加真实的反映相关农药的污染情况。

选定7种常用手性农药，氟虫腈、甲霜灵、水胺硫磷、氟环唑、三唑酮、禾草灵和HCHs，利用高效液相色谱建立了氟虫腈、甲霜灵、水胺硫磷和禾草灵及其代谢产物禾草酸对映体的分离方法，利用高效液相色谱-串联质谱建立了氟环唑对映体的分离方法，利用气相色谱对三唑酮及其代谢产物三唑醇的六个立体异构体进行了同时拆分，利用BGB-172色谱柱分析HCHs对映体。. 在水蚯蚓富集和代谢实验中，经溶剂萃取、SPE净化，建立了农药对映体在水蚯蚓、土壤和水样本中的残留分析检测方法。利用水体染毒和底层基质染毒两种培养方式对选定手性农药的富集、代谢行为进行了研究。结果显示，在两种方式培养水蚯蚓的富集实验过程中，氟虫腈、甲霜灵、水胺硫磷、氟环唑、三唑酮均能在水蚯蚓样本中检出，表明水蚯蚓在不同的生活环境下对该5种农药均有一定程度的富集。而在禾草灵富集试验中，水蚯蚓样本中未检测到禾草灵，但检测到了其水解产物禾草酸。在选定农药在培养基质中的分布和代谢行为研究中发现，所有农药在底层基质中均表现出明显的代谢。在添加水蚯蚓的底层基质中农药的代谢速率显著高于对照组，说明除去土壤微生物的代谢作用外，水蚯蚓表现出对底层基质污染的净化作用。而对上层水中农药的检测发现，水蚯蚓的存在有利于底层基质中的农药向上层水扩散，使底层固体基质中的污染物得以释放，可能对水系统中上层水生生物造成胁迫。. 选择HCHs进行沉积物-水蚯蚓-锦鲤食物链实验，结果显示HCHs在水蚯蚓体内有一定的富集，且富集浓度较大，富集倍数较高。锦鲤经食物链富集HCHs呈逐渐增加的趋势，生物放大系数大于1，表明存在生物放大效应。α-HCH在水蚯蚓体内富集没有出现对映体选择性富集现象，然而在锦鲤中出现显著的选择性富集现象。