根据SSD推导PFOS沉积物质量基准及其在生态风险评估中的应用.pdf

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第 3 2 卷 第 9 期 2 0 1 9 年 9 月 环 境 科 学 研 究 R e s e a r c h o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s V o l . 3 2 ꎬ N o . 9 S e p . ꎬ 2 0 1 9 收 稿 日 期 2 0 1 8  ̄ 1 0  ̄ 1 8 修 订 日 期 2 0 1 9  ̄ 0 1  ̄ 1 8 作 者 简 介 吴 自 豪 1 9 9 3  ̄ ꎬ 男 ꎬ 河 北 石 家 庄 人 ꎬ w u z h 0 6 2 0 @ 1 6 3 . c o m . ∗ 责 任 作 者 ꎬ 张 彦 峰 1 9 7 7  ̄ ꎬ 男 ꎬ 河 南 安 阳 人 ꎬ 副 教 授 ꎬ 博 士 ꎬ 主 要 从 事 环 境 化 学 研 究 ꎬ z h a n g y f @ n a n k a i . e d u . c n 基 金 项 目 国 家 水 体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 N o . 2 0 1 7 Z X 0 7 3 0 1 0 0 2 ꎻ 天 津 市 科 委 项 目 N o . 1 6 P T S Y J C 0 0 0 2 0 S u p p o r t e d b y M a j o r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y P r o g r a m f o r W a t e r P o l l u t i o n C o n t r o l a n d T r e a t m e n t o f C h i n a N o . 2 0 1 7 Z X 0 7 3 0 1 0 0 2 ꎻ T i a n j i n M u n i c i p a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o m m i s s i o n o f C h i n a N o . 1 6 P T S Y J C 0 0 0 2 0 根 据 S S D 推 导 P F O S 沉 积 物 质 量 基 准 及 其 在 生 态 风 险 评 估 中 的 应 用 吴 自 豪 ꎬ 张 彦 峰 ∗ ꎬ 陈 心 悦 ꎬ 祝 凌 燕 南 开 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ꎬ 环 境 污 染 过 程 与 基 准 教 育 部 重 点 实 验 室 ꎬ 天 津 3 0 0 3 5 0 摘 要 沉 积 物 中 蓄 积 的 P F O S p e r f l u o r o o c t a n e s u l f o n a t e ꎬ 全 氟 辛 烷 磺 酸 对 水 体 生 态 环 境 具 有 潜 在 的 危 害 . 为 了 合 理 评 估 沉 积 物 中 P F O S 的 危 害 ꎬ 探 究 了 沉 积 物 中 P F O S 对 摇 蚊 C h i r o n o m u s k i i e n s i s 、 钩 虾 H y a l e l l a a z t e c a 、 霍 甫 水 丝 蚓 L i m n o d r i l u s h o f f m e i s t e r i 等 底 栖 生 物 的 毒 性 效 应 ꎻ 同 时 ꎬ 以 毒 性 试 验 结 果 和 搜 集 的 P F O S 相 关 毒 性 数 据 为 基 础 ꎬ 利 用 S S D s p e c i e s s e n s i t i v i t y d i s t r i b u t i o n s ꎬ 物 种 敏 感 度 分 布 法 推 导 P F O S 沉 积 物 质 量 基 准 ꎻ 最 后 ꎬ 将 基 准 值 与 从 文 献 中 搜 集 得 到 的 我 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 w P F O S 进 行 比 较 ꎬ 以 评 估 P F O S 风 险 . 结 果 表 明 ① 沉 积 物 中 P F O S 对 摇 蚊 的 毒 性 效 应 最 为 显 著 ꎬ 其 9 6 h 、 1 0 d 、 2 1 d 毒 性 试 验 中 L C 5 0 分 别 为 0 􀆰 8 9 4 、 0 􀆰 7 7 0 和 0 􀆰 5 3 6 μ g ∕ g 以 干 质 量 计 ꎬ 下 同 ꎻ 1 0 d 毒 性 试 验 中 w P F O S 最 高 值 为 1 5 6 􀆰 5 μ g ∕ g 时 ꎬ 钩 虾 未 出 现 显 著 死 亡 ꎬ 2 1 d 毒 性 试 验 中 L C 5 0 为 7 0 􀆰 5 μ g ∕ g ꎻ 在 w P F O S 最 高 值 分 别 为 1 1 2 􀆰 4 和 7 6 􀆰 4 μ g ∕ g 的 1 0 和 2 1 d 毒 性 试 验 中 ꎬ 霍 甫 水 丝 蚓 均 未 出 现 显 著 死 亡 . ② 沉 积 物 中 P F O S 的 C M C s e d 急 性 基 准 值 为 2 8 􀆰 6 μ g ∕ g ꎬ C C C s e d 慢 性 基 准 值 为 0 􀆰 0 6 0 μ g ∕ g . ③ 我 国 七 大 水 系 9 6 􀆰 0 % 的 沉 积 物 中 w P F O S 低 于 C C C s e d ꎻ 其 余 的 沉 积 物 中 w P F O S 高 于 C C C s e d 但 低 于 C M C s e d ꎬ 这 些 采 样 点 主 要 分 布 在 黄 河 中 下 游 和 长 江 下 游 . 研 究 显 示 ꎬ 我 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 P F O S 总 体 风 险 较 低 ꎬ 但 黄 河 中 下 游 和 长 江 下 游 沉 积 物 中 蓄 积 的 P F O S 可 能 具 有 潜 在 的 风 险 ꎬ 需 要 给 予 更 多 的 关 注 . 关 键 词 P F O S ꎻ 沉 积 物 质 量 基 准 ꎻ 底 栖 生 物 ꎻ 毒 性 效 应 ꎻ 风 险 评 估 中 图 分 类 号 X 1 7 1 . 5 文 章 编 号 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 2 0 1 9 0 9  ̄ 1 4 4 8  ̄ 0 8 文 献 标 志 码 A D O I 1 0 􀆰 1 3 1 9 8 ∕ j 􀆰 i s s n 􀆰 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 􀆰 2 0 1 9 􀆰 0 1 􀆰 2 3 D e r i v a t i o n o f S e d i m e n t Q u a l i t y C r i t e r i a o f P F O S b a s e d o n S S D a n d I t s A p p l i c a t i o n i n E c o l o g i c a l R i s k A s s e s s m e n t W U Z i h a o ꎬ Z H A N G Y a n f e n g ∗ ꎬ C H E N X i n y ue ꎬ Z H U L i ng y a n K e y L a b o r a t o r y o f P o l l u t i o n P r o c e s s a n d E n v i r o n m e n t a l C r i t e r i a o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ꎬ C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ꎬ N a n k a i U n i v e r s i t y ꎬ T i a n j i n 3 0 0 3 5 0 ꎬ C h i n a A b s t r a c t T h e a c c u m u l a t i o n o f P F O S p e r f l u o r o o c t a n e s u l f o n a t e i n s e d i m e n t s h a s a p o t e n t i a l h a z a r d t o t h e a q u a t i c e c o s y s t e m . I n o r d e r t o e v a l u a t e t h e a d v e r s e e f f e c t s o f P F O S i n s e d i m e n t s ꎬ t h e t o x i c e f f e c t s o f P F O S i n s e d i m e n t s o n b e n t h i c o r g a n i s m s ꎬ i n c l u d i n g C h i r o n o m u s k i i e n s i s ꎬ H y a l e l l a a z t e c a a n d L i m n o d r i l u s h o f f m e i s t e r i ꎬ w e r e i n v e s t i g a t e d u s i n g m o r t a l i t y a n d g r o w t h  ̄ i n h i b i t i o n a s t o x i c e n d p o i n t s . B a s e d o n t h e r e s u l t s o f t o x i c i t y e x p e r i m e n t s a n d c o l l e c t e d t o x i c i t y d a t a f r o m t h e r e f e r e n c e s ꎬ t h e s e d i m e n t q u a l i t y c r i t e r i a S Q C o f P F O S w a s d e r i v e d b y s p e c i e s s e n s i t i v i t y d i s t r i b u t i o n s S S D . B a s e d o n t h e o b t a i n e d S Q C s o f P F O S ꎬ t h e e c o l o g i c a l r i s k o f P F O S i n t h e s e d i m e n t s o f s e v e n m a j o r r i v e r s y s t e m s i n C h i n a w a s e v a l u a t e d . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t 1 T h e t o x i c e f f e c t o f P F O S o n C h i r o n o m u s k i i e n s i s w a s t h e m o s t s i g n i f i c a n t ꎬ a n d t h e L C 5 0 v a l u e s w e r e 0 􀆰 8 9 4 ꎬ 0 􀆰 7 7 0 a n d 0 􀆰 5 3 6 μ g ∕ g f o r t h e 9 6 h ꎬ 1 0 d a n d 2 1 d t o x i c i t y t e s t s ꎬ r e s p e c t i v e l y . N o d e a t h w a s o b s e r v e d i n t h e 1 0 d t o x i c i t y t e s t m a x i m u m c o n c e n t r a t i o n 1 5 6 􀆰 5 μ g ∕ g o f t h e H y a l e l l a a z t e c a ꎬ w h i l e t h e L C 5 0 w a s 7 0 􀆰 5 μ g ∕ g i n t h e 2 1 d t o x i c i t y t e s t . A s L i m n o d r i l u s h o f f m e i s t e r i w a s u s e d ꎬ n o s i g n i f i c a n t d e a t h o c c u r r e d i n t h e 1 0 d t o x i c i t y t e s t m a x i m u m c o n c e n t r a t i o n 1 1 2 􀆰 4 μ g ∕ g a n d 2 1 d t o x i c i t y t e s t m a x i m u m c o n c e n t r a t i o n 7 6 􀆰 4 μ g ∕ g . 2 T h e C M C s e d w a s 2 8 􀆰 6 μ g ∕ g a n d t h e C C C s e d w a s 0 􀆰 0 6 0 μ g ∕ g . 3 T h e w P F O S w a s l o w e r t h a n C C C s e d i n t h e s e d i m e n t s o f 9 6 % o f C h i n a ′ s s e v e n m a j o r r i v e r s y s t e m s ꎬ w h i l e t h e w P F O S w a s h i g h e r t h a n C C C s e d b u t l o w e r t h a n C M C s e d i n o t h e r s e d i m e n t s ꎬ w h i c h w a s m a i n l y d i s t r i b u t e d i n t h e m i d d l e a n d l o w e r r e a c h e s o f t h e Y e l l o w R i v e r a n d t h e l o w e r r e a c h e s o f t h e Y a n g t z e R i v e r . I n c o n c l u s i o n ꎬ t h e o v e r a l l r i s k o f P F O S i n t h e s e d i m e n t s o f t h e s e v e n m a j o r r i v e r s y s t e m s i n第 9 期 吴 自 豪 等 根 据 S S D 推 导 P F O S 沉 积 物 质 量 基 准 及 其 在 生 态 风 险 评 估 中 的 应 用 C h i n a i s r e l a t i v e l y l o w ꎬ b u t t h e P F O S i n t h e s e d i m e n t s o f t h e m i d d l e a n d l o w e r r e a c h e s o f t h e Y e l l o w R i v e r a n d t h e l o w e r r e a c h e s o f t h e Y a n g t z e R i v e r m a y h a v e p o t e n t i a l r i s k s a n d n e e d m o r e a t t e n t i o n . K e y w o r d s P F O S ꎻ s e d i m e n t q u a l i t y c r i t e r i a ꎻ b e n t h i c o r g a n i s m s ꎻ t o x i c i t y ꎻ r i s k a s s e s s m e n tP F A S s pe r f l u o r o a l k y l s u bs t a nc e s ꎬ 全 氟 化 合 物 因 其 具 有 热 稳 定 性 、 化 学 稳 定 性 、 较 高 的 表 面 活 性 、 疏 水 、 疏 油 、 耐 高 温 等 特 性 ꎬ 在 生 活 和 工 业 生 产 领 域 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 [ 1  ̄ 2 ] . 作 为 一 种 典 型 的 P F A S s ꎬ P F O S pe r f l uo r o o c t a ne s u l f o na t e ꎬ 全 氟 辛 烷 磺 酸 具 有 肝 脏 毒 性 [ 3 ] 、 神 经 毒 性 [ 4 ] 、 生 殖 发 育 毒 性 [ 5 ] 、 内 分 泌 干 扰 效 应 [ 6 ] 等 毒 性 效 应 . 以 P F O S 为 代 表 的 P F A Ss 在 水 体 [ 7  ̄ 9 ] 、 沉 积 物 [ 8 ] 、 大 气 [ 1 0 ] 等 环 境 介 质 以 及 生 物 体 [ 1 1  ̄ 1 2 ] 和 人 体 [ 1 2  ̄ 1 3 ] 内 均 有 检 出 ꎬ 是 一 种 全 球 性 的 污 染 物 . 2 00 9 年 ꎬ P F O S 被 列 入 P O P s pe r s i s t e n t o r g a n i c p o l l u t a n t s ꎬ 持 久 性 有 机 污 染 物 名 单 [ 1 4 ] . 沉 积 物 作 为 水 体 环 境 的 重 要 组 成 部 分 ꎬ 是 有 机 污 染 物 的 一 个 主 要 蓄 积 场 所 ꎬ 对 有 机 污 染 物 的 环 境 迁 移 、 转 化 和 生 态 效 应 等 有 重 要 影 响 [ 1 5  ̄ 1 6 ] . 研 究 [ 1 7  ̄ 1 9 ] 表 明 ꎬ 底 栖 生 物 可 以 通 过 接 触 或 摄 食 沉 积 物 富 集 P F O S ꎬ 并 可 能 通 过 食 物 链 传 递 到 高 营 养 级 生 物 体 内 . 因 此 ꎬ 沉 积 物 中 的 P F O S 对 水 体 生 态 环 境 存 在 潜 在 的 危 害 . 为 了 评 估 沉 积 物 中 污 染 物 所 产 生 的 危 害 并 指 导 其 修 复 ꎬ 北 美 等 国 家 于 2 0 世 纪 80 年 代 提 出 了 沉 积 物 质 量 基 准 s e d i m e nt qu a l i t y c r i t e r i a ꎬ S Q C 的 概 念 [ 2 0  ̄ 2 1 ] . 目 前 被 大 家 所 认 可 的 沉 积 物 质 量 基 准 的 推 导 方 法 主 要 分 为 两 类 [ 2 2  ̄ 2 3 ] 以 生 物 效 应 数 据 库 法 bi o l o g i c a l e f f e c t d a t a b a s e f o r s e d i m e nt s ꎬ B E D S 为 代 表 的 基 于 大 量 生 物 效 应 数 据 的 推 导 方 法 和 以 相 平 衡 分 配 法 e qu i l i br i um pa r t i t i o n i n g a p pr o a c h ꎬ E qP A 为 代 表 的 理 论 推 导 方 法 . SS D s pe c i e s s e ns i t i v i t y d i s t r i b u t i o ns ꎬ 物 种 敏 感 度 分 布 法 是 一 种 典 型 的 基 于 生 物 效 应 数 据 库 的 基 准 推 导 方 法 ꎬ 被 广 泛 应 用 于 污 染 物 水 质 基 准 的 推 导 [ 2 4  ̄ 2 7 ] . 该 方 法 是 通 过 生 物 对 污 染 物 的 敏 感 性 差 异 建 立 生 物 毒 性 效 应 曲 线 ꎬ 进 而 得 到 生 态 风 险 阈 值 H C p ꎬ p 值 通 常 取 5 ꎬ 即 保 护 环 境 中 9 5 % 的 生 物 不 受 影 响 . 针 对 S S D 法 ꎬ 我 国 学 者 提 出 “ 三 门 六 科 ” 的 最 少 生 物 种 类 要 求 [ 2 8 ] . 目 前 关 于 沉 积 物 中 P F O S 对 底 栖 生 物 的 毒 性 效 应 鲜 见 报 道 ꎬ 利 用 SS D 推 导 其 沉 积 物 基 准 缺 乏 足 够 的 数 据 . 摇 蚊 C h i r o n o m u s k i i e n s i s 、 钩 虾 H y a l e l l a a z t e c a 、 霍 甫 水 丝 蚓 Li m no d r i l us h o f f m e i s t e r i 是 常 见 的 3 种 具 有 代 表 性 的 底 栖 生 物 . 摇 蚊 科 幼 虫 种 类 多 、 分 布 广 ꎬ 其 生 物 量 约 占 底 栖 动 物 生 物 量 的 7 0 % 80 % [ 2 9 ] . 钩 虾 原 产 于 美 洲 ꎬ 后 引 入 中 国 ꎬ 对 沉 积 物 毒 性 敏 感 ꎬ 是 美 国 材 料 与 试 验 协 会 A ST M 推 荐 受 试 生 物 [ 3 0 ] . 霍 甫 水 丝 蚓 穴 居 于 沉 积 物 中 ꎬ 是 我 国 水 体 中 常 见 的 底 栖 动 物 和 优 势 种 [ 2 7 ] . 在 我 国 ꎬ 沉 积 物 质 量 基 准 的 研 究 起 步 较 晚 [ 3 1  ̄ 3 2 ] ꎬ 并 且 研 究 对 象 多 为 重 金 属 [ 3 3  ̄ 3 4 ] ꎬ 而 对 新 型 有 机 污 染 物 的 沉 积 物 质 量 基 准 研 究 较 少 [ 3 5 ] . 该 研 究 以 实 验 室 内 毒 性 试 验 结 果 和 搜 集 、 筛 选 得 到 的 毒 性 数 据 为 基 础 ꎬ 利 用 SSD 法 推 导 P F O S 的 沉 积 物 质 量 基 准 ꎻ 然 后 以 该 基 准 值 为 科 学 依 据 ꎬ 评 估 中 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 P F O S 的 风 险 ꎬ 以 期 为 中 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 P F O S 的 污 染 控 制 提 供 理 论 依 据 . 1 材 料 与 方 法 1 􀆰 1 沉 积 物 中 P F O S 对 底 栖 生 物 的 毒 性 效 应 1 􀆰 1􀆰 1 试 验 材 料 试 验 所 用 沉 积 物 为 表 层 土 壤 ꎬ 采 用 P a s t e r i s 等 [ 3 6 ] 的 方 法 ꎬ 从 无 污 染 的 区 域 采 集 干 净 的 表 层 土 壤 ꎬ 自 然 风 干 后 去 除 杂 物 ꎬ 粉 碎 后 过 40 目 孔 径 为 4 50 μ m 筛 ꎬ 室 温 保 存 . 试 验 前 测 定 其 物 化 性 质 ꎬ其 中 ꎬ w T O C 为 2 1 􀆰 8 8 m g ∕ g ꎬ 含 水 率 为 1 􀆰 4 0 % ꎬ p H 为 7 􀆰 6 2ꎬ w P F O S 低 于 检 出 限 2 p g ∕ L . 全 氟 辛 烷 磺 酸 钾 盐 98 % 纯 度 购 自 北 京 百 灵 威 科 技 有 限 公 司 ꎻ 甲 醇 色 谱 纯 购 自 天 津 市 康 科 德 科 技 有 限 公 司 . 沉 积 物 染 毒 方 法 参 考 O E C D 225 [ 3 7 ] . 将 溶 于 甲 醇 的 P F O S 储 备 液 加 到 少 许 洁 净 沉 积 物 中 ꎬ 机 械 搅 拌 混 匀 ꎬ 静 置 在 黑 暗 处 2 4 h 使 溶 剂 挥 发 . 将 剩 余 沉 积 物 分 多 次 逐 步 加 入 到 染 毒 的 沉 积 物 中 混 匀 ꎬ 沉 积 物 总 量 为 50 g . 混 匀 后 加 入 200 m L 曝 气 水 搅 拌 ꎬ 室 温 下 避 光 平 衡 两 周 . 开 始 试 验 前 ꎬ 测 定 沉 积 物 中 w P F O S . 花 翅 羽 摇 蚊 C hi r o n o m us k i i e ns i s 和 钩 虾 H y al e l l a a z t e c a 为 实 验 室 内 长 期 驯 养 的 底 栖 生 物 ꎻ 霍 甫 水 丝 蚓 L i m no dr i l us h o f f m e i s t e r i 购 买 自 天 津 市 宝 鸡 道 花 鸟 鱼 虫 市 场 ꎬ 在 实 验 室 内 驯 养 一 个 月 后 用 于 试 验 . 1 􀆰 1􀆰 2 试 验 设 计 摇 蚊 、 钩 虾 、 霍 甫 水 丝 蚓 的 沉 积 物 毒 性 试 验 方 法 主 要 参 考 U S E P A [ 3 0 ] 和 O E C D [ 3 7  ̄ 3 8 ] 的 底 栖 生 物 标 准 试 验 方 法 . 试 验 容 器 为 容 积 300 m L 的 塑 料 杯 ꎻ 每 个 试 验 设 置 4 个 平 行 ꎬ 每 杯 中 放 置 12 个 生 物 . 试 验 过 程 中 保 证 上 覆 水 温 度 、 pH 、 ρ D O 等 参 数 稳 定 ꎬ 每 天 定 9 4 4 1 环 境 科 学 研 究 第 3 2 卷 时 观 察 生 物 的 变 化 . 试 验 结 束 时 ꎬ 将 沉 积 物 过 筛 ꎬ 记 录 生 物 存 活 数 量 ꎻ 在 体 视 显 微 镜 S Z X 7 ꎬ 日 本 O l y m pu s 公 司 下 测 量 存 活 钩 虾 体 长 [ 3 0 ] . 观 察 记 录 霍 甫 水 丝 蚓 断 尾 情 况 ꎬ 将 存 活 的 霍 甫 水 丝 蚓 在 曝 气 水 中 清 肠 2 h ꎬ 1 0 5 ℃ 下 干 燥 1 2 h [ 3 7 ] 并 称 量 . 摇 蚊 每 天 定 期 观 察 ꎬ 记 录 活 动 行 为 、 死 亡 和 羽 化 情 况 ꎬ 当 有 幼 虫 羽 化 为 成 虫 时 ꎬ 记 录 时 间 并 将 成 虫 及 时 移 出 分 辨 雌 雄 . 采 用 SP S S 1 9􀆰 0 软 件 计 算 P F O S 对 3 种 生 物 的 毒 性 效 应 L C x 和 E C x [ 3 9 ] ꎻ 同 时 ꎬ 根 据 试 验 结 果 计 算 沉 积 物 中 P F O S 对 3 种 生 物 毒 性 效 应 的 N O E C 最 大 无 影 响 浓 度 和 L O E C 最 低 有 影 响 浓 度 [ 4 0 ] . 1􀆰 1􀆰 3 样 品 中 P F O S 分 析 沉 积 物 样 品 的 处 理 方 法 参 考 文 献 [ 8 ꎬ 41 ] ꎬ 用 甲 醇 超 声 提 取 沉 积 物 ꎬ 然 后 用 C l e a n e r t P E P 柱 6 m L 50 0 m g ꎬ 天 津 博 纳 艾 杰 尔 科 技 有 限 公 司 纯 化 . w P F O S 范 围 为 0 􀆰 1 100􀆰 0 μ g ∕ g ꎬ 沉 积 物 中 的 加 标 回 收 率 为 87􀆰 2 % 1 1 3 􀆰 0 % . 样 品 中 w P F O S 用 超 高 效 液 相 色 谱  ̄ 质 谱 联 用 仪 U P L C  ̄ M S ∕ M S ꎬ A C Q U I T Y  ̄ U P L C ∕ X E V O  ̄ T Q Sꎬ 美 国 W a t e r s 公 司 进 行 分 析 测 定 . 分 离 色 谱 柱 为 A C Q U I T Y U P L C B E H 分 析 柱 C 1 8 ꎬ 2 􀆰 1 m m 5 0 m m ꎬ 1 􀆰 7 μ m 粒径 ꎬ 美 国 W a t e r s 公 司 . 具 体 测 定 方 法 参 考 文 献 [ 8 ꎬ 4 1 ] . 所 有 数 据 用 SP S S 1 9 􀆰 0 和 E x c e l 2 01 6 进 行 统 计 分 析 . 1􀆰 2 P F O S 沉 积 物 质 量 基 准 的 推 导 1􀆰 2􀆰 1 毒 性 效 应 数 据 的 搜 集 、 筛 选 和 转 化 检 索 文 献 和 U S E P A 的 E C O T O X 数 据 库 ꎬ 均 未 获 得 P F O S 的 沉 积 物 毒 性 效 应 数 据 . 由 于 缺 乏 足 够 的 毒 性 效 应 数 据 ꎬ 该 研 究 采 用 相 平 衡 分 配 法 将 符 合 毒 性 数 据 筛 选 原 则 [ 3 5 ] 的 水 生 生 物 毒 性 效 应 数 据 转 化 为 相 应 的 沉 积 物 毒 性 效 应 数 据 [ 3 2 ꎬ 4 2 ] ꎬ 以 满 足 利 用 S SD 法 计 算 沉 积 物 基 准 的 数 据 要 求 . C s e d = K O C f O C C w a t e r 1 00 0 1 式 中 C w a t e r 为 淡 水 水 体 中 污 染 物 的 生 物 效 应 浓 度 ꎬ μ g ∕ L ꎻ C s e d 为 水 体 污 染 物 浓 度 转 化 后 对 应 的 沉 积 物 中 污 染 物 的 浓 度 ꎬ μ g ∕ g ꎻ K O C 为 P F O S 的 固 相 有 机 碳 分 配 系 数 ꎬ 该 研 究 中 l g K O C = 3􀆰 40 9 数 据 来 源 于 ht t p ∕ ∕ w w w 2 . e p a . g o v ∕ t s c a  ̄ s c r e e ni ng  ̄ t o o l s ꎻ f O C 为 沉 积 物 中 有 机 碳 质 量 分 数 ꎬ 取 值 为 1 % [ 4 3 ] . 1􀆰 2􀆰 2 SSD 曲 线 拟 合 与 基 准 值 的 计 算 将 搜 集 、 筛 选 和 转 化 后 的 毒 性 效 应 数 据 统 一 格 式 . 急 性 和 慢 性 数 据 分 别 按 从 小 到 大 排 序 、 编 号 [ 3 5 ] . 采 用 O r i g i n 2 0 1 7 软 件 ꎬ 横 坐 标 为 淡 水 沉 积 物 生 物 毒 性 浓 度 对 数 值 ꎬ 纵 坐 标 为 累 积 概 率 〔 编 号 ∕ 总 编 号 + 1 10 0 % 〕 ꎬ 分 别 用 不 同 的 模 型 进 行 拟 合 ꎬ 选 用 拟 合 效 果 最 好 的 模 型 计 算 H C 5 ꎬ C M C s e d 急 性 基 准 值 为 H C 5 _ a c u t e ∕ 2 ꎬ C C C s e d 慢 性 基 准 值 为 H C 5 _ c h r o n i c [ 4 4 ] . 1 􀆰 3 我 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 w P F O S 数 据 的 搜 集 为 了 评 估 中 国 七 大 水 系 沉 积 物 中 P F O S 的 生 态 风 险 ꎬ 搜 集 所 有 相 关 的 公 开 报 道 的 文 献 . 数 据 搜 集 遵 循 以 下 原 则 数 据 来 源 为 各 水 系 干 流 及 其 主 要 支 流 表 层 沉 积 物 ꎻ 所 测 定 的 含 量 为 P F O S 总 量 ꎬ 且 以 干 质 量 计 ꎻ 单 位 统 一 换 算 为 μ g ∕ g . 2 结 果 与 讨 论 2 􀆰 1 底 栖 生 物 毒 性 试 验 结 果 摇 蚊 毒 性 试 验 结 果 如 表 1 所 示 . 由 表 1 可 见 ꎬ 与 钩 虾 和 霍 甫 水 丝 蚓 相 比 ꎬ 摇 蚊 对 P F O S 的 毒 性 效 应 更 为 敏 感 ꎬ 其 96 h 、 1 0 d 和 2 1 d 的 L C 5 0 分 别 为 0 􀆰 89 、 0 􀆰 77 和 0􀆰 54 μ g ∕ g 以 干 质 量 计 ꎬ 下 同 . 96 h 和 1 0 d 试 验 中 未 出 现 摇 蚊 羽 化 现 象 ꎬ 2 1 d 毒 性 试 验 中 摇 蚊 全 部 羽 化 . 试 验 过 程 中 发 现 P F O S 会 抑 制 摇 蚊 的 筑 巢 ꎬ 这 与 M a c do n a l d 等 [ 4 5 ] 研 究 结 果 一 致 . 21 d 毒 性 试 验 结 果 表 明 ꎬ 沉 积 物 中 P F O S 抑 制 了 摇 蚊 的 羽 化 ꎬ 其 羽 化 时 间 随 w P F O S 增 加 呈 上 升 的 趋 势 ꎬ 但 其 剂 量  ̄ 效 应 关 系 并 不 显 著 . 除 此 之 外 ꎬ 还 探 究 了 羽 化 后 摇 蚊 体 内 P F O S 的 富 集 情 况 ꎬ 雄 性 摇 蚊 体 内 富 集 浓 度 普 遍 高 于 雌 性 ꎬ 推 测 原 因 可 能 是 雄 性 和 沉 积 物 接 触 的 时 间 更 长 ꎬ 即 其 羽 化 所 需 时 间 更 久 ꎻ 羽 化 后 雄 性 的 体 质 量 明 显 低 于 雌 性 ꎬ 但 在 幼 虫 时 却 没 有 显 著 差 距 . 钩 虾 毒 性 试 验 结 果 如 表 1 所 示 ꎬ 10 d 毒 性 试 验 中 w P F O S 最 高 值 为 156􀆰 5 μ g ∕ g 时 ꎬ 钩 虾 未 出 现 显 著 死 亡 ꎻ 21 d 毒 性 试 验 中 L C 5 0 为 70 􀆰 52 μ g ∕ g . 2 个 试 验 中 P F O S 都 对 钩 虾 的 生 长 起 到 了 一 定 的 抑 制 作 用 ꎬ 其 1 0 和 21 d 毒 性 试 验 中 以 体 长 为 终 点 的 E C 1 0 分 别 为 5 0􀆰 5 5 和 2 3􀆰 75 μ g ∕ g . 霍 甫 水 丝 蚓 毒 性 试 验 结 果 如 表 1 所 示 ꎬ 在 w P F O S 最 高 值 分 别 为 11 2􀆰 4 和 76􀆰 4 μ g ∕ g 的 10 和 2 1 d 毒 性 试 验 中 ꎬ 霍 甫 水 丝 蚓 均 未 出 现 显 著 死 亡 . 与 摇 蚊 和 钩 虾 相 比 ꎬ 霍 甫 水 丝 蚓 可 能 对 P F O S 具 有 更 高 的 耐 受 性 ꎬ 这 与 其 他 有 机 污 染 物 如 芘 的 试 验 结 论 [ 4 6 ] 相 似 . 虽 然 没 有 出 现 显 著 死 亡 ꎬ 但 P F O S 对 霍 甫 水 丝 蚓 的 生 长 产 生 了 一 定 的 抑 制 作 用 ꎬ 如 10 和 2 1 d 毒 性 试 验 中 以 水 丝 蚓 体 质 量 为 测 试 终 点 的 E C 1 0 分 别 为 47􀆰 35 和 2 5􀆰 9 5 μ g ∕ g . 除 此 之 外 ꎬ 断 尾 也 是 霍 甫 水 丝 蚓 作 为 受 试 生 物 一 个 敏 感 的 测 试 终 点 [ 4 6 ] ꎬ 霍 甫 水 丝 蚓 1 0 和 2 1 d 毒 性
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