工业园区及周边水环境中典型烷基酚类内分泌干扰物的暴露评估

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shidai19860115
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烷基酚聚氧乙烯醚是一种广泛使用的非离子表面活性剂,烷基酚(Alkyphenols,APs)是其合成原料和降解产物,也是典型的环境内分泌干扰物,同时兼具毒性、生物蓄积性和难降解性,其在环境中的暴露评估和环境归趋是环境领域的研究热点。APs广泛应用于表面活性剂、橡胶和塑料的抗氧化剂等,并随生活污水及工业废水排放进入污水处理厂或直接排放进入地表水环境。值得注意的是,目前普遍采用的污水生化处理工艺对APs的去除率较低,大部分APs随二级出水排放进入周围水环境,对水生生物和人体健康造成潜在的危害。因此,建立水样中APs的分析测定方法十分重要,它是研究烷基酚类内分泌干扰物在水环境中暴露水平和生态风险的基础。本文建立了水样中8种烷基酚类内分泌干扰物的分析方法,并针对南京某化工园区污水处理厂及周边环境中相关物质进行了测定和暴露评估,主要研究内容和结果如下:  1)水样中8种典型烷基酚类内分泌干扰物的分析方法的建立和优化:建立了一种水中双酚A、四溴双酚A、4-壬基酚、对特辛基酚、4-叔丁基苯酚、4-丁基苯酚、4-己基苯酚、2,4-二叔戊基苯酚8种典型烷基酚类内分泌干扰物同时分析的方法。经过滤的水样使用Oasis HLB固相萃取(SPE)小柱富集净化,乙腈和0.02%的氨水/水作为流动相,高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)对样品进行分析检测。在电喷雾质谱负离子模式下目标化合物在11min内分离;在1-100μg/L范围内,目标化合物的峰面积与质量浓度的线性关系良好(R2≥0.998),方法定量限为2.0-20ng/L;添加水平分别为0.2、2、20μg/L时,目标化合物的平均回收率分别为64.3%-118.0%、65.9%-100.5%、70.3%-102.7%,相对标准偏差均小于7.1%。可见该方法准确可靠并且灵敏度高,可以于相关烷基酚类内分泌干扰物在水环境中的暴露水平检测。  2)土壤样品中8种典型烷基酚类内分泌干扰物的分析方法的建立和优化:使用戴安300加速溶剂萃取(ASE)系统对土壤样品中相关化学品进行提取,提取条件为压力1500psi,温度100℃,保持5分钟,60%的冲洗体积,冲洗60s。每个样品均用二氯甲烷/正己烷(80/20,V/V)循环提取3次。提取液旋转蒸发浓缩至2mL左右,用足够的水稀释至有机相比例小于5%,其余的样品处理过程与前面所述的水样处理过程相同。添加水平分别为0.2、2、20μg/L时,目标化合物的平均回收率分别为64.9%-83.3%、63.3%-86.2%、67.9%-87.3%,相对标准偏差均小于6.5%。  3)污水处理厂与环境水体中烷基酚暴露水平分析:基于上述方法,采样分析了南京某工业园区内一典型污水处理厂原水、曝气池出水、二级出水、总排口水样和受纳水体长江南京段水样中相关烷基酚类内分泌干扰物的污染状况。在污水处理厂设置的4个采样点的样品中均检测到对特辛基酚、4-壬基酚、双酚A、4-叔丁基苯酚和4-己基苯酚,其在污水处理厂总排水口水样中的质量浓度范围为11.9-3.01×103ng/L,最终去除率为36.1%-96.5%。该结果与国内外其他污水处理厂得到的检测结果基本相同。在长江南京段设置了5个采样点,水样中对特辛基酚、4-壬基酚、双酚A、4-叔丁基苯酚和4-己基苯酚均有检出,浓度范围为1.24-701ng/L。  4)针对上述长江水样中检出的五种烷基酚类内分泌干扰物,利用逸度模型结合定位参数和相关经典模型参数,建立了环境介质中目标物暴露水平和分布规律预测模型。由多介质模型计算可得,排放进入环境中的双酚A、四溴双酚A和4-叔丁基苯酚在水相和农业土壤相中所占比例较高,壬基酚和对特辛基酚基本都进入水相。双酚A、四溴双酚A、4-叔丁基苯酚、壬基酚和对特辛基酚在空气、水、底泥、土壤和植物中的浓度范围分别为8.66×10-13-2.48×10-8g/m3、1.97×10-8-8.81×10-6g/L、9.13×10-8-4.08×10-5g/kg(w)、4.68×10-11-8.06×10-4g/kg(w)和4.7×10-10-1.27×10-2g/kg(w)。  5)对双酚A、四溴双酚A和4-叔丁基苯酚、壬基酚和对特辛基酚的水生生态风险进行了评估。根据目标物在水样中的预测暴露浓度和预测无效应浓度,计算得到双酚A、4-壬基酚、对特辛基酚的部分水生生态风险商值超过了可接受值1,其中双酚A对水生生物的风险最大。烷基酚类内分泌干扰物的生态风险应引起高度关注。
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