沉積物中有機污染物的生物可利用性的化學測量方法

準確測定疏水性有機污染物(HOCs)的生物可利用性對于評估沉積物生態(tài)毒性風險，實施沉積物污染修復極其重要.在研究生物可利用性的理論機制的同時，不少工作也從實踐上探索測定生物可利用性的快速有效方法.傳統(tǒng)的沉積物生態(tài)風險評估，常常運用沉積物中HOCs的有機碳標準化濃度來表征該污染物在生物體內(nèi)的蓄積量及其對生物體的毒性效應.但是，除了有機碳之外，還存在多種因素可能影響HOCs的生物可利用性，因此，這種方法的運用受到了一定限制，預測結(jié)果與實際測量結(jié)果出現(xiàn)較大偏差.利用分析化學手段測定污染物的生物可利用性，因具有快捷簡易、價格相對低廉的特點，已經(jīng)成為一個研究熱點.為了擴大化學測量技術(shù)的應用范圍，需要建立相對獨立于沉積物基質(zhì)的方法，從而可以廣泛用于測定不同類型沉積物中HOCs的生物可利用性.

中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室游靜研究組近年來在沉積物中HOCs的生物可利用性與生態(tài)毒性方面開展了一系列工作.最近，在英國皇家化學會學術(shù)期刊Journal of Environmental Monitoring上發(fā)表了一篇綜述性文章(JEnviron Monit，2011，13，792)，針對目前多種生物可利用性測定技術(shù)并存的情況，特別探討了兩種代表性的化學測定方法(固相微萃取(solid phase microextaction，SPME)與Tenax樹脂萃取)在沉積物中HOCs生物可利用性測定的應用基礎(chǔ)及其特點.

該綜述總結(jié)了近年來利用基質(zhì)-SPME和/或Tenax樹脂萃取預測不同類型沉積物中不同種類的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，討論了它們在沉積物風險評估中的應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.這兩種化學測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方法測定了HOCs的化學活性(即沉積物孔隙水中自由溶解態(tài)化合物的濃度)，而Tenax樹脂萃取技術(shù)所測定的是HOCs的生物可及性(即沉積物中可快速解吸部分的HOCs).盡管兩種方法的測量手段和目標不一樣，大量研究顯示它們所測定的結(jié)果都與沉積物生物積累實驗室中的動物體內(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)測定生物可利用性的優(yōu)勢在于該技術(shù)可方便實現(xiàn)在線檢測，而且通過選擇不同類型(極性)的SPME纖維，可將該技術(shù)用于測定較寬極性范圍的污染物的生物可利用性.但是，為達到HOCs在SPME纖維與沉積物孔隙水之間的平衡，SPME的采樣時間通常較長.與之相反，單點Tenax樹脂萃取方法更為省時省力.另外，Tenax樹脂萃取方法的檢測限更低，使之對于檢測高毒性污染物的生物有可利用性和毒性效應更為有利.

最后，該綜述對這兩種化學方法用于測量沉積物中HOCs的生物可利用性的進一步研究提出了建議，指出需要開展更多的研究，以便了解沉積物中“鎖定”的污染物以及底棲動物直接食用沉積物顆粒等對沉積物中HOCs的生物可利用性是否具有顯著性貢獻及其貢獻的量化.同時，運用確效參考化合物等方法，通過動力學采樣技術(shù)，降低基質(zhì)-SPME技術(shù)的采樣時間，以及進一步完善化學分析技術(shù)測定指標與生物毒性效應的關(guān)系等，都是將來能更好地將簡單快速的化學測量手段用于沉積物中HOCs的生物可利用性與毒性測定的理論與技術(shù)保障.