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松针中有机磷酸酯和四种变价元素的赋存特征及风险评估

李昌林

松针中有机磷酸酯和四种变价元素的赋存特征及风险评估

李昌林1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

近年来,随着我国化学品生产和使用的迅猛增长,大量有机和无机有毒物质被释放到环境中,对生态环境和人类健康构成的威胁与日俱增。有机磷酸酯(OPEs)作为阻燃剂主要成分在我国被广泛使用,同时,我国也是世界上砷(As)、汞(Hg)、锑(Sb)和硒(Se)等重金属及类金属生产及排放量最大的国家之一。这些典型的有机污染物和无机污染物均具有持久性、高毒性和生物易蓄积性等特点,部分物质已被列入优先控制污染物名单。摸清OPEs和As、Hg、Sb及Se等在我国环境中的赋存特征及潜在风险,能够对相关污染风险防控起到重要科学支撑作用。 松针在我国栽种面积广泛,因其中污染物含量往往与周边环境污染具有高度相关性,而成为一种常用的植物指示物。然而目前关于我国松针中OPEs的赋存研究十分匮乏,其赋存水平和分布特征仍不清楚。此外,松针含有多种维生素、矿质元素和水溶性黄铜,具有药用价值和保健功效,制作成松针茶是市场流行的松针利用方式。然而人体通过松针茶暴露OPEs和As、Hg、Sb及Se等污染物的健康风险尚未得到评估。鉴于此,本论文围绕松针中多种环境污染物( OPEs、As、Hg、Sb及Se),基于我国28个城市与高山地区松针样品,开展了分析方法、赋存特征和潜在风险评估这三方面的研究。具体研究结果如下: (1)建立了松针中7种OPEs的分析方法。采用超声萃取-氟罗里硅土/活性炭混合填充柱净化-气相色谱串联质谱检测,对松针中7种OPEs进行分析测定。对萃取溶剂类型、仪器分析参数等进行优化后,该方法对7种OPEs回收率在66%-99%范围之间,方法检出限在0.012-1.9ngg-1干重,能够满足分析要求。 (2)首次揭示了我国松针中OPEs的赋存特征及暴露风险。通过我国松针样品中7种OPEs分析,发现我国松针中广泛存在OPEs,其中烷基型-OPEs是松针中主要的OPEs。松针样品中7种OPEs的总平均浓度为23.8 ng·g-1干重,最高浓度达92.4ng·g-1干重。松针中OPEs含量表现出明显的区域性差异,在我国西南、西北地区中最高,华东华北地区中最低。这可能是因为纺织、化工、玩具等劳动密集型产业从沿海地区向中西部地区转移,OPEs在中西部大量使用导致的。此外,OPEs浓度在松针不同部位见也有显著的差异,OPEs明显在松针前中段积累。由于松针中OPEs赋存水平相对较低,我国居民饮用松针茶导致的OPEs暴露风险较小,不会对人体健康产生危害。 (3)明晰了我国松针中As、Hg、Sb和Se的赋存特征及暴露风险。通过我国松针样品中As、Hg、Sb和Se分析,发现松针中这四种元素浓度总体处于较低水平(平均浓度分别为 206ng·g-1,22.8ng·g-1,12.6ng·g-1 和 67.2ng·g-1 ),在来自我国中部地区以及工业化程度高的松针样品中相对较高。四种元素在松针内的积累分布存在较大差异,其中As、Sb和Se可能具有相似或相同的工业排放来源,而Hg更可能来自自然来源和/或水泥生产。在模拟冲泡松针茶实验中发现As的浸出量相对较高,且煎煮过程中的浸出量高于冲泡过程。健康风险评估结果显示,我国居民饮用松针茶所导致的As、Hg、Sb、Se暴露风险较小,可忽略不计。但在部分As污染严重地区,如重庆和鹰潭等城市,居民需控制松针茶的饮用量,以降低暴露风险。

关键词

松针/有机磷酸酯/变价元素/赋存特征/风险评估

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授予学位

硕士

学科专业

资源与环境

导师

江桂斌

学位年度

2023

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

S7
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