多环芳烃对水生动物毒性效应的研究进展

多环芳烃(PAHs)是广泛存在于水体环境中的一类持久性有机污染物,因其具有致癌、致畸和致突变性而备受关注。本文简述了PAHs的定义、分类、来源及其污染现状,并综述了PAHs在水生生物体内蓄积、代谢规律及其对水生生物的毒性效应:在急性毒性层面综述了PAHs对不同水生动物的毒性程度及急性致死效应;在亚急性及慢性毒性层面分别从分子水平、生理生化酶水平、细胞组织水平,综述了:PAHs暴露对水生生物的分子毒性,导致DNA单链断裂、PAHs-DNA加合物的形成;PAHs暴露对水生生物抗氧化酶系统(SOD、CAT、GPx、GSH/GSSG)、外源性有机污染物代谢酶(EROD、GST)活力的影响;PAHs暴露引起的氧化应激、脂质过氧化、组织病理学变化等氧化损伤。本综述目的是便于今后更深入地研究PAHs对水生动物的毒性效应和毒性作用机制,进而更好的控制PAHs污染,保护水生生物和水生生态环境。     

汉江下游水体和鱼体多环芳烃分布特征及健康风险

研究汉江下游水体及鱼体多环芳烃(PAHs)含量,进行健康风险评价,为汉江下游PAHs污染防治提供基础资料。在汉江下游8个代表性水厂取水口采集水样及在相应江段渔获物中选取7种典型鱼,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)测定水样及鱼肌肉中16种优控多环芳烃的含量,并用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型进行健康风险评价。8个采样断面水体中Nap、Ace、Phe、An、Ba A、Bk F检出率为100%,Bb F、In D等均未检出,其他多环芳烃检出率分别为Fle 50%、Acy 25%、Flu 62.5%、Pyr 25%、Chr 25%、Ba P 75%、Dah A 12.5%、Bghi P25%。汉江下游水体中16种PAHs总含量平均值为100.67 ng/L,最小值为65.8 ng/L,最大值为155.94 ng/L。结构组成主要以低环为主(70.4%),中环其次(22.2%),高环最低(7.4%)。7种鱼体内16种优控PAHs的含量范围为(43.42±0.50)~(113.06±3.57)ng/g,平均组成低环、中环、高环PAHs分别占总PAHs的57.9%、20.2%、21.9%。高环在鱼体内比例显著高于在水体中,表明高环PAHs在鱼体内的富集能力更强。饮用水健康风险估算总量为2.25×10~(-8)~5.32×10~(-8)/a,总体水平为风险不明显;7种鱼食用的PAHs健康风险估算范围为8.00×10~(-7)~2.08×10~(-6)/a,总体评价为可接受水平,均低于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平5.0×10~(-5)/a,部分鱼食用的人体健康风险值高于USEPA建议的可接受风险1.0×10~(-6)/a。     

环渤海地区养殖水产品中多环芳烃(PAHs)污染残留及健康风险评估

调查研究了环渤海地区养殖水产品中16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的污染水平和残留特征,并评估样品中PAHs的健康风险,2014年夏、秋两季于环渤海采集104尾对虾、77只螃蟹以及53个贝类样品,采用高效液相色谱法分析样品可食组织中PAHs含量。本次调查发现,该区域养殖水产品中PAHs污染状况较为普遍,尤其是菲的平均含量及检出率最高,分别为6.53μg/kg和88.5%。比较而言,低环(2-3环)PAHs检出率要显著高于高环(4-6环)PAHs。本次调查还发现,PAHs污染表现出一定的生物相关性,游泳性的虾类和蟹类中优势PAHs组分均为3环结构,其主要来源是石油类污染;而底栖性贝类中优势组分则为4环PAHs,其来源较为复杂,这种差异可能与生物自身及其生活环境有关。虽然采用美国环境保护局(USEPA)的评估方法进行分析,结果表明环渤海地区通过摄食水产品途径暴露于PAHs的接触风险是可接受的,但由于PAHs的持久性和食物链放大作用,因此必须加以重点关注。     

北仑河口红树林地埋管道生态养殖系统多环芳烃的分布、影响因素及风险评价

研究了在中华乌塘鳢(Bostrychus sinensis)幼苗期(2013年5月,春季)、中鱼期(2013年7月,夏季)和成鱼期(2013年10月,秋季)北仑河口红树林地埋管道生态养殖系统多环芳烃(PAHs)的时空分布、组成、风险及来源,分析了养殖环境对PAHs分布的影响因素及中华乌塘鳢的富集响应,并评估了养殖环境的理论阈值及剩余环境容量。结果表明,系统内4个管理窗口(G1、G7、G3、G5)养殖水体的多环芳烃浓度的空间变化为G5G7G1G3,主要受管理窗口理化性质差异、海水和陆源输入的影响;时间变化为中鱼期成鱼期幼苗期,主要与珍珠湾水质季节变化以及地表径流输入有关。受管道颗粒物含量影响,沉积物多环芳烃含量的空间变化为G1G3G7G5;时间变化为幼苗期中鱼期成鱼期,主要与珍珠湾水质季节变化有关。幼苗期管理窗口水体多环芳烃主要源于石油燃烧排放,中鱼期主要是石油、石油燃烧和木、煤燃烧排放的混合源,成鱼期主要源于木、煤燃烧排放。而沉积物的多环芳烃主要是石油燃烧和木、煤燃烧排放来源。养殖水体多环芳烃的危害商值(HQ)小于1,沉积物多环芳烃含量均低于效应区间低值(ERL),说明该系统多环芳烃的生态风险较小。中华乌塘鳢的致癌风险指数(CRI)均低于1×10~(-6),没有致癌风险,CRI的时间变化主要与珍珠湾水质的季节变化有关,空间变化可能受陆源输入影响。中华乌塘鳢的CRI为可接受或较高时,红树林地埋管道生态养殖系统PAHs的剩余环境容量较高,养殖环境较好。     

珠江口伶仃洋水域沉积物中多环芳烃及其生态风险评价

为了研究珠江口伶仃洋水域沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布特征、来源及评价PAHs对海洋生物的生态风险,于2010年6月采集珠江口伶仃洋水域20个站位的表层沉积物,采用GC-MS分析方法对沉积物中的16种PAHs含量进行分析测定。研究结果表明:珠江口伶仃洋水域沉积物中16种多环芳烃总含量范围是143.90~522.67 ng/g,平均含量287.05 ng/g,与国内外发达地区相比,该水域沉积物中PAHs污染处于中等水平。本实验采用目前较为常用的比值法(如荧蒽/芘、芘/苯并(a)芘)对调查区域沉积物中的PAHs来源进行分析研究,结果表明,大部分站位沉积物中的PAHs可能主要来源于石油污染,仅一小部分站位PAHs来源于煤等化石燃料的燃烧。利用效应区间低中值法评价珠江口伶仃洋水域沉积物中PAHs的生态风险,结果表明,在所设的20个站位中,有3个站位处的沉积物中的苊和芴对生物可能具有一定的生态风险,而其他站位沉积物中所有PAHs的含量均未达到生态风险评价标准,可以确定该水域沉积物中PAHs对生物具有潜在生态风险的可能性很小;有9个站位处的沉积物中的茚并(1,2,3-c,d)芘对生物可能存在生态风险;利用平均效应中值商法评价PAHs对珠江口伶仃洋水域的生态风险,认为所有站位处PAHs对生物体的潜在的综合生态风险的可能性较小。     

湛江红树林海域生物体中多环芳烃污染水平及其健康风险评价

对湛江红树林海域24种海洋生物体内多环芳烃(PAHs)的含量水平、组成及食用安全性进行了研究。结果表明,鱼类、头足类、甲壳类和贝类生物体PAHs总量范围分别为191~548 ng/g(干重,下同)、348~460 ng/g、337~518 ng/g和380~491 ng/g,平均含量分别为349.2 ng/g、420.9 ng/g、424.3 ng/g、455.9 ng/g。各类生物体中PAHs含量存在一定的差异,平均含量由高到低依次为:贝类、甲壳类、头足类、鱼类。与国内外相比,湛江红树林生物体PAHs含量处于中等偏下水平。组成分析与风险评价结果显示,湛江红树林海域鱼类、头足类、甲壳类和贝类生物体中主要以3环PAHs为主,苯并芘(Ba P)含量处于欧盟规定的限值范围,PAHs致癌风险尚处于可接受致癌风险水平(10–5)。     

刺参-栉孔扇贝复合养殖系统多环芳烃的分布特征

研究了刺参与栉孔扇贝复合养殖系统中,16种需要优先控制的多环芳烃(PAHs)类化合物在养殖刺参和栉孔扇贝与栉孔扇贝粪便及养殖环境中悬浮颗粒物和沉积物的分布特征。采用索氏提取和气相色谱质谱联用(GC/MS)的方法测定PAHs含量,并运用特定比值,包括荧蒽/(荧蒽+芘)、苯并[a]蒽/(苯并[a]蒽+屈)、芘/苯并[a]芘和低环与中高环PAHs组分的丰度比(LMW/HMW)等对其来源进行分析。经过检测和分析,取得以下研究结果:在16种需要优先控制的PAHs类化合物中,一共检测到15种不同的PAHs化合物,仅二苯并[a,h]蒽未被检测到。PAHs总含量最大的为悬浮颗粒物,其次依次为扇贝粪便、扇贝体组织、刺参体组织和表层沉积物。所有样品中的PAHs以中高环组分占据优势,且多以4～6环为主,低环与中高环组分的丰度比均小于1。混养模式下,刺参体组织中多环芳烃受两方面来源即表层沉积物及扇贝粪便的双重影响。通过多环芳烃绝对含量和相对比值的分析,结果表明,石油、煤和汽车尾气等化石燃料燃烧释放的污染源是样品中PAHs的主要来源。     

崇明岛草鱼池塘沉积物中多环芳烃的分布状况及生态风险

为探究崇明岛池塘养殖持久性污染状况,采用气相色谱-质谱联用法对崇明岛不同区域草鱼池塘沉积物中16种优先控制多环芳烃(PAHs)的含量及分布情况进行了研究,同时运用主成分分析法、特征比值法和质量标准法等对草鱼池塘中PAHs的来源及生态风险进行了分析。结果显示,崇明岛草鱼池塘养殖沉积物中的PAHs总含量为未检出(ND)~1 654.09 μg/kg,平均含量为95.13 μg/kg,其中4~5环PAHs对总浓度的贡献率最高;崇明岛不同区域草鱼池塘沉积物中的PAHs含量差异较大,表现为岛中部池塘含量低,沿岛四周池塘含量较高,尤其是岛西部沿岸区池塘含量最高且种类多;分析发现,崇明岛草鱼养殖池塘中的PAHs主要来源于岛内生物燃烧和石油燃烧,总体处于中等偏下污染水平,生态风险较低,但在西北部池塘存在潜在生态风险,应予以重视。     

海洋生物体多环芳烃污染残留及其健康风险评价研究

多环芳烃（PAHs）主要来源于煤、石油等矿物燃料及其他有机物的不完全燃烧和裂解过程,是一类广泛存在于环境中具有潜在致畸、致癌和致突变效应的持久性有机污染物。PAHs引起的污染问题越来越受到人们的关注,已经被世界许多国家列为有机污染物的研究重点。海洋环境中的PAHs可以通过生物积累和食物链传递作用进入鱼类、贝类等海洋生物体中,不仅影响海洋生物的生存繁衍,破坏海洋生态环境,还会通过水产品影响人类健康。文章重点对近年来国内外鱼类、贝类等海洋生物体PAHs残留分析方法、残留水平的影响因素、来源解析以及人体暴露健康风险评价等方面进行了综述,同时指出了目前研究还存在的一些问题,为今后的研究提供了疗向。     

高效液相色谱-荧光/紫外串联测定 海洋沉积物中16种多环芳烃

采用高效液相色谱-荧光和紫外检测联用技术,建立了海洋沉积物中16种多环芳烃（PAHs）的同时测定方法.样品用异丙醇提取,HLB固相萃取柱净化,Waters PAHs C18 （4.6 mm×250 mm,5μm）色谱柱分离,乙腈-水溶液梯度洗脱,荧光-紫外检测器串联检测.本方法中,16种PAHs在各自相应浓度范围内线性良好,相关系数均大于0.999.添加水平为5μg/kg和10 μg/kg时,回收率在72.6％～117％之间（n=6）,RSD％均小于10％,检出限（S/N=3）为0.2～4.9 μg/kg.利用该方法对采自大连和烟台沿岸的沉积物样品进行了分析,发现均含有一定的PAHs组分.该方法方便、快捷、灵敏度高,为海洋沉积物中PAHs的污染分析及风险评估提供了良好的方法基础.