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        沉積物中有機污染物的生物可利用性的化學(xué)測量方法

        2011-04-12 23:20:10
        環(huán)境化學(xué) 2011年11期
        關(guān)鍵詞:沉積物毒性樹脂

        沉積物中有機污染物的生物可利用性的化學(xué)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(fù)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(yīng).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(yù)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(xué)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(xué)測量技術(shù)的應(yīng)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(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機地球化學(xué)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(xué)會學(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(xué)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(yīng)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(yù)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(xué),討論了它們在沉積物風險評估中的應(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.這兩種化學(xué)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(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(yīng)更為有利.

        最后,該綜述對這兩種化學(xué)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(xué)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(xué)分析技術(shù)測定指標與生物毒性效應(yīng)的關(guān)系等,都是將來能更好地將簡單快速的化學(xué)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.

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