沉積物中有機(jī)污染物的生物可利用性的化學(xué)測(cè)量方法

準(zhǔn)確測(cè)定疏水性有機(jī)污染物(HOCs)的生物可利用性對(duì)于評(píng)估沉積物生態(tài)毒性風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施沉積物污染修復(fù)極其重要.在研究生物可利用性的理論機(jī)制的同時(shí)，不少工作也從實(shí)踐上探索測(cè)定生物可利用性的快速有效方法.傳統(tǒng)的沉積物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，常常運(yùn)用沉積物中HOCs的有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)化濃度來(lái)表征該污染物在生物體內(nèi)的蓄積量及其對(duì)生物體的毒性效應(yīng).但是，除了有機(jī)碳之外，還存在多種因素可能影響HOCs的生物可利用性，因此，這種方法的運(yùn)用受到了一定限制，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大偏差.利用分析化學(xué)手段測(cè)定污染物的生物可利用性，因具有快捷簡(jiǎn)易、價(jià)格相對(duì)低廉的特點(diǎn)，已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn).為了擴(kuò)大化學(xué)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍，需要建立相對(duì)獨(dú)立于沉積物基質(zhì)的方法，從而可以廣泛用于測(cè)定不同類(lèi)型沉積物中HOCs的生物可利用性.

中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室游靜研究組近年來(lái)在沉積物中HOCs的生物可利用性與生態(tài)毒性方面開(kāi)展了一系列工作.最近，在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Monitoring上發(fā)表了一篇綜述性文章(JEnviron Monit，2011，13，792)，針對(duì)目前多種生物可利用性測(cè)定技術(shù)并存的情況，特別探討了兩種代表性的化學(xué)測(cè)定方法(固相微萃取(solid phase microextaction，SPME)與Tenax樹(shù)脂萃取)在沉積物中HOCs生物可利用性測(cè)定的應(yīng)用基礎(chǔ)及其特點(diǎn).

該綜述總結(jié)了近年來(lái)利用基質(zhì)-SPME和/或Tenax樹(shù)脂萃取預(yù)測(cè)不同類(lèi)型沉積物中不同種類(lèi)的HOCs的生物可利用性的文章，概述了兩種技術(shù)的理論基礎(chǔ)和方法學(xué)，討論了它們?cè)诔练e物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用以及這兩種方法之間的關(guān)聯(lián)，并著重比較了這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn).這兩種化學(xué)測(cè)量方法從不同角度估算沉積物中HOCs的生物可利用性，基質(zhì)-SPME方法測(cè)定了HOCs的化學(xué)活性(即沉積物孔隙水中自由溶解態(tài)化合物的濃度)，而Tenax樹(shù)脂萃取技術(shù)所測(cè)定的是HOCs的生物可及性(即沉積物中可快速解吸部分的HOCs).盡管兩種方法的測(cè)量手段和目標(biāo)不一樣，大量研究顯示它們所測(cè)定的結(jié)果都與沉積物生物積累實(shí)驗(yàn)室中的動(dòng)物體內(nèi)HOCs的蓄積量直接相關(guān)，因此可用于推斷HOCs的生物可利用性.采用基質(zhì)-SPME技術(shù)測(cè)定生物可利用性的優(yōu)勢(shì)在于該技術(shù)可方便實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)，而且通過(guò)選擇不同類(lèi)型(極性)的SPME纖維，可將該技術(shù)用于測(cè)定較寬極性范圍的污染物的生物可利用性.但是，為達(dá)到HOCs在SPME纖維與沉積物孔隙水之間的平衡，SPME的采樣時(shí)間通常較長(zhǎng).與之相反，單點(diǎn)Tenax樹(shù)脂萃取方法更為省時(shí)省力.另外，Tenax樹(shù)脂萃取方法的檢測(cè)限更低，使之對(duì)于檢測(cè)高毒性污染物的生物有可利用性和毒性效應(yīng)更為有利.

最后，該綜述對(duì)這兩種化學(xué)方法用于測(cè)量沉積物中HOCs的生物可利用性的進(jìn)一步研究提出了建議，指出需要開(kāi)展更多的研究，以便了解沉積物中“鎖定”的污染物以及底棲動(dòng)物直接食用沉積物顆粒等對(duì)沉積物中HOCs的生物可利用性是否具有顯著性貢獻(xiàn)及其貢獻(xiàn)的量化.同時(shí)，運(yùn)用確效參考化合物等方法，通過(guò)動(dòng)力學(xué)采樣技術(shù)，降低基質(zhì)-SPME技術(shù)的采樣時(shí)間，以及進(jìn)一步完善化學(xué)分析技術(shù)測(cè)定指標(biāo)與生物毒性效應(yīng)的關(guān)系等，都是將來(lái)能更好地將簡(jiǎn)單快速的化學(xué)測(cè)量手段用于沉積物中HOCs的生物可利用性與毒性測(cè)定的理論與技術(shù)保障.