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蚯蚓对土壤中 TBECH 和 TBCO 异构体及对映体选择性累积、代谢研究

文献类型:学位论文

作者CasirLion
答辩日期2021-12
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师温蓓
关键词Tbech,Tbco,异构体与对映体,生物累积与代谢,蚯蚓 tbech, Tbco, Diastereomer And Enantiomer, Bioaccumulation And Metabolism, Earthworm
学位名称理学硕士
学位专业环境科学
其他题名Diastereomer- and enantiomer-specific accumulation and metabolism of TBECH and TBCO in earthworms (Eisenia fetida)
英文摘要

      随着脂环族溴代阻燃剂(CBFR)六溴环十二烷(HBCD)的禁止生产和限制 使用,与其具有相似结构的溴代阻燃剂 1,2-二溴-4-(1,2-二溴乙基)环己烷 (TBECH)和 1,2,5,6-四溴环辛烷(TBCO)成为潜在的替代品,其生态和环境效 应开始受到关注。TBECH 和 TBCO 目前已在多种环境介质和生物体内检出,并 显示出生物蓄积性、生物毒性以及可能的环境持久性与长距离迁移性。TBECH 和 TBCO 含有多种非对映异构体(以下简称为异构体)和对映体,研究表明,异 构体和对映体在环境介质中的分布,在生物中的累积、代谢及毒性效应方面均存 在显著差异,同时,异构体之间可能存在相互转化。只有进行单独异构体物暴露 研究,才能全面深入地理解 TBECH 和 TBCO 的生物富集、代谢和毒性效应。本 论文主要包括以下研究内容和结果:

       1)使用高效液相色谱仪(HPLC)和 C 18 色谱柱,通过优化分离条件,成功 地从相应商品中分离制备了较高纯度的(> 98 %)TBECH 和 TBCO 异构体单体, 包括 α-TBECH、β-TBECH、α-TBCO 和 β-TBCO,为进行异构体生物暴露研究奠 定了基础。建立了气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定土壤和蚯蚓中 TBECH 和 TBCO 异构体及对映体的方法。使用 15 m 的气相色谱柱 DB-5HT,可以同时测 定四种 TBECH 异构体和两种 TBCO 异构体;使用手性色谱柱 BGB-176MS 可以 分离检测 α-TBECH 和 β-TBCO 对映体,手性色谱柱 CHIRALDEX B-TA 可以分 离检测 β-TBECH 对映体。土壤和蚯蚓样品的前处理采用索氏提取结合复合硅胶 柱净化法,在索氏提取后加入浓硫酸去除蚯蚓样品中的脂肪。土壤中 TBECH 和 TBCO 异构体的加标回收率为 78-85 %,蚯蚓样品中异构体的加标回收率为 83- 97 %。以上所建立的方法有助于陆生生态系统中 TBECH 和 TBCO 异构体及对映 体的污染水平和归趋的研究。

      2)研究了异构体单体污染土壤中赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对 TBECH 和 TBCO 异构体及对映体的富集和排出。TBECH 和 TBCO 异构体的富集排出遵循 单室一级反应动力学。β-TBECH(2.74 goc glip−1)和 β-TBCO(2.15 goc glip−1)的 生物土壤累积因子(BSAFs)分别是 α-TBECH(2.18 goc glip−1)和 α-TBCO(1.33 goc glip−1)的 1.62 倍和 1.26 倍,表明蚯蚓对 TBECH 和 TBCO 的富集存在异构体 选择性。在蚯蚓中未发现 α-TBECH、β-TBECH、α-TBCO 和 β-TBCO 的生物异 构化现象。在污染物富集和排出期间,α-TBECH 和 β-TBECH 的对映体分数(EFs) 分别为 0.562-0.763 和 0.516-0.647,而商品中的 EFs 分别为 0.501(α-TBECH)和 0.497(β-TBECH),蚯蚓体内污染物的 EFs 显著高于相应商品的 EFs(p < 0.05), 表明蚯蚓会优先富集土壤中的 E1-α-TBECH 和 E1-β-TBECH 对映体(E1 代表 GC MS 测定时第一个流出组分);排出阶段蚯蚓体内污染物的 EFs 显著高于富集阶 段污染物的 EFs,且随着时间的增加,EFs 逐渐升高,表明对映体选择性排出是 影响对映体选择性累积的重要性因素之一。

      3)研究了 TBECH 和 TBCO 异构体在土壤-蚯蚓体系中的质量平衡,讨论了 不同异构体在土壤-蚯蚓体系中的降解速率,鉴定出了蚯蚓样品中可能的脱溴代 谢产物。各异构体在土壤-蚯蚓体系中的质量损失分别为 62.9 %(α-TBECH)、 41.4 %(β-TBECH)、60.8 %(α-TBCO)和 33.0 %(β-TBCO),推测各异构体 在土壤-蚯蚓系统的降解速率大小为α-TBECH > β-TBECH,α-TBCO > β-TBCO。 在暴露于 TBECH 的蚯蚓中检测到五种可能的脱溴代谢产物,分别为两种脱一溴 的三溴乙基环己烷,三种脱二溴的二溴乙烯基环己烷或二溴乙基环己烷;在暴露 于 TBCO 的蚯蚓中检测到一种可能的脱溴代谢产物三溴环辛烯。本研究首次在 生物体内发现了 TBECH 和 TBCO 的脱溴代谢产物。

页码104
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47119]  
专题生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
CasirLion. 蚯蚓对土壤中 TBECH 和 TBCO 异构体及对映体选择性累积、代谢研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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