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合成麝香(Musks)是一类日用品中广泛使用的合成有机物,也是一类新型的环境污染物。由于其持续不断的输入环境,它们在水、土壤、大气中的浓度逐渐升高,并且在动物和人体组织中产生了蓄积作用,其效应相当于有机氯农药(OCPs)等持久性有机污染物,因而受到了广泛的关注。中国人口众多,对日化产品的使用量十分庞大,musks的产生量和环境输入量较大,了解合成麝香的污染状况及在水生生物体内的分布特征是十分必要的。
本文分析了收集于上海地区的鲫鱼(carassius auratus)、鲶鱼(orientalsheatfish)、河虾(macrobranchium nipponense)、螺蛳(cipangopaludina chinensisgray)等7类生物体,研究了生物体中Musks的分布特征和污染程度,讨论了环境背景、生物种类等对合成麝香分布的影响,对合成麝香的食物暴露情况进行了评估;结合对环境介质(水相、沉积物)的分析,计算了生物体对Musks、OCPs和多环芳烃(PAHs)的生物迁移指数,并进行了初步的比较。通过上述内容的研究,以求更全面地探讨Musks的生物迁移转化特点及其影响因素,为评估合成麝香对环境、生物和人类的潜在威胁提供更多的基础数据。
研究结果表明:上海地区生物样品中合成麝香的存在非常普遍,佳乐麝香(HHCB)、吐纳麝香(AHTN)和酮麝香(MK)全部检出,二甲苯麝香(MX)的检出率也在92%;而且浓度的变化范围也比较大,分别为:HHCB41~1787ng/g脂重,AHTN3~506ng/g脂重,MK8~5007ng/g脂重,MX为nd~686ng/g脂重。这也说明上海周边地区水体中普遍存在合成麝香的污染。4种合成麝香的分布特征为HHCB>AHTN>MK>MX,HHCB占的比重最大,为总浓度的32.9%~56.4%,是主要的合成麝香污染物,其次是AHTN为27.4%~61.7%;硝基麝香的存在远低于多环麝香,这说明目前国内市场中对合成麝香的使用情况是多环麝香大于硝基麝香该分布特征与沉积物中的污染情况相符。
生物体中合成麝香浓度受生活水域的背景污染影响很大,人口密集居住区域的河流或大量接纳城市污水的河流中生活的生物体,合成麝香浓度较大。上海地区生物中Musks的污染处于中等水平,仅为捷克和德国报道的1/3~1/2。这主要是因为上海地区人均合成麝香的使用量少于欧洲,采集生物样本的河流位于居住人口较少的上海郊区。另外,上海地区生物中Musks的分布特征与欧洲美国等地区的研究报告基本一致,说明欧洲和上海地区对合成麝香的使用情况是基本一致的。
HHCB和MX、MK的浓度,MK和MX的浓度间显著线性相关(P<0.01),而HHCB和AHTN之间无相关性(P>0.05),说明生物体中HHCB、MX和MK具有相同的来源特征。不同生物对合成麝香的富集程度有所不同,三类生物体自沉积物中富集Musks的能力依次为鱼类<虾类<贝壳类。鉴于合成麝香的脂溶特性,还分析了浓度与生物体脂肪含量的相互关系。结果显示直接采集的样本,其合成麝香浓度与肌肉的脂肪含量不存在显著相关性(P>0.05)。这和文献报道的研究结果有所不同,可能与样本量较少有关。
对市场购买的生物样和直接采集的样本进行了差异性分析,发现两者在浓度水平和分布特征等均具有显著差异性,说明前者受人为因素影响较大。利用市场购买样的测定结果,评估了成人通过水产品摄入的暴露量,HHCB、AHTN、MK和MX的日平均暴露量分别为2.107、0.177、1.545、0.493μg/d人。与皮肤暴露相比,上海地区合成麝香的饮食暴露较少,仅占皮肤暴露量的6.2%左右。在食物、呼吸、皮肤三种暴露途径中,皮肤暴露是合成麝香进入人体的主要途径。与日允许暴露量比较,3种暴露途径的总进入量较低,说明目前合成麝香污染对人体的健康并无明显效应。
生物样本采样区域的水相和沉积物中普遍存在HHCB、AHTN,但沉积物中MX和MK的浓度低于检测限,这可能和它们在沉积物中的降解有关。HHCB的浓度远大于AHTN,水体中HHCB:AHTN的比值为8.3~12.5,沉积物中的比值为3.87~10.3,略高于生物体中HHCB/AHTN的比值(0.49~6.28),与生物体中HHCB、AHTN浓度相关性不同的是,水相和沉积物中HHCB、AHTN浓度显著相关(p<0.01)。造成差异的原因有待进一步的研究。
生物体中PAHs的总浓度范围为1857.6~7940.9ng/g脂重,以中、低环物质占主导地位,主要是菲、荧蒽和屈,分别占总量的10.8%~46.6%、10.2%~19.8%和2.8%~25.2%。OCPs的浓度变化范围较大,为43.27-3244.74ng/g脂重,DDTs为其中的主要成分,占总量64.8~97.3%,其次是HCHs。4-4-DDE和a-BHC分别是DDTs和HCHs中的主要成分。三类生物体中PAHs的浓度分布大致为贝壳类>虾类>鱼类,OCPs的浓度分布是贝壳类〉鱼类〉虾类。对生物体中Musks、OCPs和PAHs的浓度进行了一些相关性分析,发现两两之间均存在不同程度的相关性,特别是Musks和OCPs之间,这初步说明生物体中Musks和OCPs可能具有共同的来源途径。通过比较鱼、虾、贝类富集Musks、OCPs和PAHs的能力,发现底栖类动物均具有相对比较强的富集作用。利用沉积物的检测值计算了部分化合物的生物-沉积物迁移指数(BSFs)。发现HHCB、AHTN、PAHs、DDTs和HCHs的LogBSFs平均为3.61、4.14、1.49、3.03、3.90,生物体对Musks的富集利用率和OCPs接近,而PAHs的转移指数最小,说明PAHs在生物体内有比较强的代谢排泄能力。
采样区域表层水中OCPs的浓度范围分别为2.02~20.14ng/L、1.43~5.78ng/L,主要成分为DDT。β-BHC、a-BHC是HCHs的优势组分;4,4-DDE在DDTs中为主。沉积物中OCPs的浓度范围为1.71~21.95ng/gdw,HCHs与DDTs的浓度相当,其中a-BHC、β-BHC、4,4-DDD为主要优势组分。环境污染程度为PAHs:青浦2>青浦3>青浦1,OCPs:青浦3>青浦2>青浦1,这种污染程度和生物体的测定结果基本一致。利用不同化合物的浓度比,对水相和沉积物中PAHs的来源进行初步解析,发现水相污染主要来自于石油和木柴、煤燃烧的混合污染型;而沉积物中PAHs的来源主要为高温燃烧源。
综上所述,上海地区生物体中合成麝香的存在十分普遍,4种主要物质在鱼、虾、螺蛳体内均有富集,富集程度与生活水域中沉积物的污染程度有关;也和生物的种类有关,但与生物体的脂肪含量关系不大。HHCB、AHTN的生物-沉积物迁移指数与DDTs和HCHs接近,明显大于容易生物降解的PAHs。合成麝香的浓度分布特征为多环麝香大于硝基麝香,HHCB是主要的污染物。