沉积物中超级吸附剂及生物扰动对疏水性有机污染物的生物有效性和生物积累的影响

针对沉积物毒性鉴别评价程序（TIE）应用过程中所遇到的生物有效性问题，本项目旨在探索沉积物超级吸附剂（包括不同种类凝聚态有机质和色谱难分辨混合物(UCM)）、底栖动物所引起的生物扰动以及化合物的理化性质（极性、平面性和分子大小等）对沉积物中疏水性有机污染物（HOCs）的解吸、生物有效性和生物积累的影响机制。两种仿生萃取技术，Tenax树脂萃取和基质固相微萃取（SPME）将分别用于测定HOCs的解吸动力学和沉积物孔隙水中自由溶解HOCs部分，而寡毛纲底栖环节动物霍夫水丝蚓将作为模型动物检测HOCs的生物有效性与生物积累。通过比较化学测定指标与生物测定指标，研究生物有效性与沉积物结构性质、底栖动物密度和化合物理化性质之间的联系，建立相应的定量构效关系，并用野外实际沉积物进行验证。本项目将为今后检测生物有效性，开展沉积物TIE工作以及进行沉积物风险评价和修复提供可靠数据和理论基础。

本项目采用化学分析与毒性评价相结合，研究了珠江三角洲主要城市水体沉积物对底栖动物的毒性效应，并初步推断了其中主要的毒性贡献者。针对沉积物毒性鉴别评价过程中所遇到的生物有效性问题，本项目特别研究了沉积物的粒度大小以及沉积物中所含的潜在超级吸附剂（包括不同类型的黑炭和残留油类）对沉积物中疏水性有机污染（HOCs）解吸、生物有效性和生物积累的影响。发现底栖动物进食细颗粒沉积物对生物积累的贡献，以及不同浓度的残留油类对污染物的生物有效性的不同作用。研究中也发现污染物自身的理化性质（极性、平面性和分子大小等）影响其从沉积物中的解吸过程和生物有效性，建立了生物有效性与化合物理化性质之间的定量构效关系。此外，针对野外环境中多种生物共存的情况，本项目研究了不同密度的底栖动物的存在对污染物的生物有效性和毒性效应的影响。采用两种仿生萃取技术，Tenax树脂萃取和基质固相微萃取（SPME）分别测定HOCs的解吸动力学和沉积物孔隙水中自由溶解HOCs部分，同时用寡毛纲底栖环节动物夹杂带丝蚓和底表动物钩虾分别作为模型动物检测HOCs的生物积累和毒性效应。结果显示高密度带丝蚓引起的生物扰动可能增加沉积物中多环芳烃类污染物对水体的释放，从而增强多环芳烃的生物有效性及其对钩虾的毒性。本项目的研究指出由于多种因素影响沉积物中污染物的生物有效性，因此毒性评价中引入生物有效性的测定是必要的。通过对野外实际沉积物毒性评价进行了验证，结果显示包含生物有效性测定的毒性评价技术可有效提高评价准确性。通过本项目的实施，取得了一系列的成果，共发表（包括已接受待刊）标注本项目号的国际SCI期刊论文13篇、中文核心期刊论文1篇，申请了国家实用新型专利2项，而且项目参与研究生也多次在国际国内会议中通过口头报告和墙报形式分享研究成果。