环境中的羟基与甲氧基多溴联苯醚及其在植物体内的转化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孙建腾 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 江桂斌 ; 刘稷燕 |
| 关键词 | 羟基多溴联苯醚 甲氧基多溴联苯醚 分析方法 环境水平 空间分布 植物代谢 Hydroxylated Polybrominated Diphenyl Ethers Methoxylated Polybrominated Diphenyl Ethers Analytical Method Environmental Level Spatial Distribution Plant Metabolism |
| 其他题名 | Studies on Hydroxylated and Methoxylated Polybrominated Diphenyl Ethers in the Environment and Their Transformation in Plants |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 羟基化多溴联苯醚（OH-PBDEs）和甲氧基化多溴联苯醚（MeO-PBDEs）作为PBDEs的衍生物已在多种环境介质中被检出。其在环境中的存在和来源、生物毒性和环境归趋受到比较密切的关注。本论文主要针对OH-PBDEs和MeO-PBDEs开展了一系列工作，建立了一套完善而有效的分析检测方法，并研究了不同区域和不同环境基质中OH-PBDEs和MeO-PBDEs的存在水平和环境化学行为，通过南瓜活体暴露实验研究了PBDEs在植物体内的代谢过程，以及OH-PBDEs和MeO-PBDEs的相互转化过程。论文主要内容包括以下五个部分： 1） 优化了前处理过程，建立了分步洗脱的净化方法，应用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析PBDEs和MeO-PBDEs，应用液相色谱-串联质谱仪（LC-MS/MS）分析OH-PBDEs的方法。本方法前处理流程简单有效，使用5%水失活的硅胶净化分离柱可以实现三类物质的依次分离。较文献报道的传统方法大大提高了灵敏度和选择性。这一方法适用于水，土壤，底泥，植物，软体动物，鱼类等多种样品的检测。为不同环境介质中OH-PBDEs与MeO-PBDEs的分析检测提供了重要的科学手段和科学依据。 2） 建立了一种快速而可靠的基质固相分散萃取前处理方法，针对我国27个城市的污水处理厂活性污泥中PBDEs，OH-PBDEs与MeO-PBDEs的浓度水平、地域分布以及来源进行了研究。在国际上首次报道了活性污泥中OH-PBDEs的存在，检测到的ΣOH-PBDEs 浓度范围为0.04-2.24 ng/g（干重）。研究发现活性污泥中的2’-OH-BDE-68 和6-OH-BDE-47存在显著相关性（r2 = 0.79 ；p < 0.001），暗示了这两种物质可能有着共同的来源。另外，OH-PBDEs的含量还存在显著的地域分布特征，即沿海城市活性污泥中的含量普遍高于内陆城市。而沿海地区居民对于海产品的消费以及大量海产品加工厂的存在可能是活性污泥中OH-PBDEs的重要来源。 3） 对我国环渤海地区软体动物中OH-PBDEs与MeO-PBDEs的污染状况进行了研究。选取了2007年，2009年，2010年和2011年在天津市，蓬莱市和威海市采集的扁玉螺，脉红螺和牡蛎样本。分析测定了其中OH-PBDEs与MeO-PBDEs的浓度水平。ΣMeO-PBDEs的浓度范围为9.20-2090 pg/g（干重）。ΣOH-PBDEs的浓度范围为118-2540 pg/g（干重）。牡蛎中的浓度要高于另两种螺类。空间分布结果显示威海样品的浓度水平最高。蓬莱采集的脉红螺和威海采集的牡蛎中的ΣOH-PBDEs水平都逐年升高，而蓬莱的牡蛎中的ΣMeO-PBDEs水平则逐年降低。相关性分析结果说明了OH-和MeO-PBDEs不是来源于PBDE前驱体，OH-PBDEs与MeO-PBDEs之间可能会发生转化或者二者具有共同的来源。 4） 对我国沿海城市（山东龙口）海产品加工厂和海产交易市场周边植物和土壤中PBDE，OH-PBDEs与MeO-PBDEs的污染状况和空间分布开展了研究。发 现MeO-PBDEs和PBDEs在海产品加工厂和市场周边环境中广泛存在，而OH-PBDEs的检出率和含量均较低。在海产加工厂附近的排污河中，沿排污口向下游方向污染物水平呈现明显的降低趋势。不同植物间的富集行为不同。我们分 析植物中的OH-PBDEs和MeO-PBDEs主要来源于各种海产品，而植物通过根从土壤吸收，通过叶从大气吸附，以及植物自身与海产品的直接接触是植物富集 OH-PBDEs和MeO-PBDEs的三种主要方式。海产品加工厂和海鲜市场是海洋环境中广泛存在的OH-PBDEs和MeO-PBDEs进入陆地环境的重要途径。 5） 以南瓜幼苗为模型植物，对PBDEs，OH-PBDEs，MeO-PBDEs之间代谢 转化关系进行了研究。首先将南瓜幼苗暴露于BDE-47，十天之后观测到了BDE-47的吸收和迁移过程，并在植物的不同部分检测到一种脱溴代谢产物（BDE-28），四种羟基化代谢产物（5-OH-BDE-47, 6-OH-BDE-47， 4’-OH-BDE-49和4-OH-BDE-42），和一种甲氧基化代谢产物（4-MeO-BDE-42）。在溶液中的根分泌物的作用下，BDE-47 会被代谢为特定的4’-OH-BDE-49。BDE-28比BDE-47更容易迁移并累积到叶子。BDE-47转化为BDE-28的转化率最高，其次为4-MeO-BDE-42，最低为OH-PBDEs。本研究首次提出了南瓜幼苗体内代谢BDE-47的完整途径。此后本研究又分别以六种OH-PBDEs和六种MeO-PBDEs为暴露物质，首次于植物体内观察到了OH-PBDEs与MeO-PBDEs的相互转化现象。OH-PBDE至MeO-PBDE的转化率高；而MeO-PBDE至OH-PBDE转化率低。4-OH-BDE-42转化为4-MeO-BDE-42的比率最高，达12.4%，说明了在BDE-47暴露实验中4-MeO-BDE-42可能源自4-OH-BDE-42。暴露物质和代谢产物都主要累积在根中，只有少量可在植物体内向上传输。严密的对照实验设计和标准物质纯度测试确保了结果的准确性。本研究发现OH-PBDEs与MeO-PBDEs之间的代谢转化率要高于PBDEs的代谢转化率。这一结果为正确理解PBDEs及其代谢产物的环境行为与毒性效应提供了重要的科学依据。 |
| 公开日期 | 2014-07-09 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7572]  |
| 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 | 孙建腾. 环境中的羟基与甲氧基多溴联苯醚及其在植物体内的转化研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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