王 森,張兆祥
(1. 西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710127;2. 西北大學(xué)陜西省地表過(guò)程與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安710127)
溴代阻燃劑(BFRs)是全世界應(yīng)用最廣泛的阻燃劑,被添加于電子電氣設(shè)備、建筑材料和塑料制品等產(chǎn)品中[1-2]。以多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)為代表的傳統(tǒng)BFRs 由于難降解性、生物毒性和生物累積性[3],逐步被美國(guó)、歐盟、中國(guó)等相繼淘汰[4-5],而替代傳統(tǒng)BFRs 的新型溴代阻燃劑(NBFRs)被大量使用。其中,十溴二苯乙烷(DBDPE)和1,2-雙(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷(BTBPE)分別是PBDEs 中十溴聯(lián)苯醚(deca-BDEs)和八溴聯(lián)苯醚(octa-BDEs)的替代品,而且DBDPE 也是目前全球使用量較大的NBFRs[6]。
DBDPE 與BTBPE 都屬于添加型阻燃劑,與添加載體間沒(méi)有化學(xué)鍵束縛,而且在室溫下有較低的蒸汽壓[6],因此很容易釋放到環(huán)境中。目前DBDPE和BTBPE已在大氣、水體、沉積物、土壤以及生物體中檢出[6-19]。DBDPE于2004年首次在瑞典的污泥、室內(nèi)空氣以及荷蘭的沉積物等環(huán)境介質(zhì)中檢出[7],而早在20世紀(jì)70年代,BTBPE在其生產(chǎn)工廠(美國(guó)阿肯色州Great Lakes 公司)附近的河流沉積物中有較高檢出(466 μg·kg-1)[8]。近年來(lái),在青藏高原、北極等偏遠(yuǎn)地區(qū)的大氣中也檢出DBDPE 和BTBPE[16-17],并且在部分地區(qū)DBDPE 含量高于十溴聯(lián)苯醚(BDE-209)[1,15]。因?yàn)镈BDPE 和BTBPE具有較高的辛醇-水分配系數(shù)(log Kow)和分子量,可能難以被生物利用[9-10],然而有研究證實(shí)它們可以進(jìn)入生物體內(nèi)并沿食物鏈放大[11-13],同時(shí)在人體母乳和頭發(fā)中也有一定程度的檢出[18-19]。
由于DBDPE 和BTBPE 具有持久性、生物累積性、毒性和長(zhǎng)距離遷移性,因此受到越來(lái)越多的關(guān)注??偨Y(jié)了近些年來(lái)DBDPE 和BTBPE 在國(guó)內(nèi)外大氣、水體、污泥、土壤、植物、動(dòng)物和人體等多種環(huán)境介質(zhì)中的分布特征,并對(duì)今后的研究方向做了展望,為DBDPE 和BTBPE 的控制及管理提供科學(xué)依據(jù)。
DBDPE是一種添加型BFRs,化學(xué)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1a)與BDE-209相似,被廣泛應(yīng)用于高聚物合成材料、塑料、電器、建材、樹(shù)脂等領(lǐng)域,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性(見(jiàn)表1)[20]。DBDPE的阻燃效果接近于甚至優(yōu)于BDE-209[21],已成為deca-BDEs最理想的替代品。中國(guó)是商業(yè)化DBDPE的主要生產(chǎn)國(guó),2006年―2012年的產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的50%[22],并且以每年80%的速率持續(xù)增長(zhǎng)[6]。
BTBPE是一種具有低揮發(fā)性、良好熱穩(wěn)定性和耐光性的添加型BFRs(見(jiàn)表1)[23],主要用于電子電器和玩具等產(chǎn)品中[24],從2005年起被大量生產(chǎn)以替代被禁用的octa-BDEs[25]。我國(guó)目前也有生產(chǎn)和使用BTBPE,隨著傳統(tǒng)BFRs 的淘汰,BTBPE 的市場(chǎng)需求也會(huì)不斷增加[26]。
圖1 DBDPE及BTBPE的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formulas of DBDPE and BTBPE
表1 DBDPE和BTBPE的物理化學(xué)特性[6]Tab.1 Physicochemical properties of DBDPE and BTBPE[6]
DBDPE 和BTBPE 作為添加型BFRs,室溫下具有較低的蒸汽壓,很容易在生產(chǎn)、使用和處理過(guò)程中進(jìn)入大氣,在世界各地大氣中都有不同程度檢出,甚至在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)也有發(fā)現(xiàn)[16-17,27]。因具有較高的log Kow,DBDPE 和BTBPE 在大氣中易與顆粒物緊密結(jié)合,在大氣顆粒物中的濃度要遠(yuǎn)高于氣相[28-30]。Li等[30]的研究發(fā)現(xiàn),在中國(guó)9個(gè)城市的大氣中,DBDPE 在大氣顆粒物中的平均質(zhì)量濃度(63.5 pg·m-3)遠(yuǎn)高于在氣相中(5.32 pg·m-3)。在美國(guó)中東部和加拿大多倫多地區(qū)也僅在大氣顆粒物中檢測(cè)到BTBPE[31-32]。
就全球而言,美國(guó)五大湖的偏遠(yuǎn)地區(qū)大氣中DBDPE 質(zhì)量濃度(0.34~0.50 pg·m-3)[17]遠(yuǎn)低于全球其他地區(qū),而中國(guó)廣州大氣中DBDPE 質(zhì)量濃度(平均值為1 916.00 pg·m-3)遠(yuǎn)高于其他國(guó)家和地區(qū)(瑞典和東非(質(zhì)量濃度平均值分別為1.40、7.23 pg·m-3))[14,33-34],并且遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)其他城市(哈爾濱、北京和昆明(質(zhì)量濃度平均值分別為11.00、55.40、3.90 pg·m-3))[28,30]。廣州高度發(fā)達(dá)的汽車(chē)制造業(yè)和電子電器產(chǎn)業(yè)及其周邊的電子垃圾拆解活動(dòng)可能是濃度較高的主要原因[14,30,35-37]。BTBPE也在包括偏遠(yuǎn)地區(qū)的世界各地大氣中檢出,其中北極(質(zhì)量濃度中位值為0.044 pg·m-3)低于青藏高原納木錯(cuò)湖地區(qū)(質(zhì)量濃度中位值為0.220 pg·m-3)和美國(guó)五大湖偏遠(yuǎn)地區(qū)(質(zhì)量濃度中位值為0.310 pg·m-3)[16-17,27],美國(guó)阿肯色州農(nóng)村地區(qū)(質(zhì)量濃度平均值為3.40 pg·m-3)與中國(guó)南方農(nóng)村地區(qū)水平相當(dāng)(質(zhì)量濃度平均值為2.97 pg·m-3)[29,31]。電子垃圾拆解活動(dòng)同樣也是大氣中BTBPE的主要來(lái)源,如中國(guó)廣東清遠(yuǎn)電子垃圾拆解地PM2.5的BTBPE質(zhì)量濃度(平均值為34.20 pg·m-3)是廣州市區(qū)(平均值為1.64 pg·m-3)的20倍左右[38]。整體來(lái)說(shuō),BTBPE在大氣中的濃度普遍低于DBDPE[14,17,30],這可能是由于BTBPE全球使用量低于DBDPE[6,25]。
室內(nèi)粉塵可能是人體吸入和皮膚攝入BFRs 的主要途徑[39-40]。其中,DBDPE是室內(nèi)粉塵中最豐富且常見(jiàn)的NBFRs[40-41]。如澳大利亞墨爾本地區(qū)的室內(nèi)粉塵中,DBDPE 含量(中位值為1 800 ng·g-1)要比其他NBFRs(五溴甲苯(PBT)、2,3,4,5,6-五溴乙苯(PBEB)、六溴苯(HBB)和2-乙基己基-四溴苯甲酸(EH-TBB))高出2~3 個(gè)數(shù)量級(jí)[42]。廣州室內(nèi)粉塵中DBDPE含量(中位值為4 600.0 ng·g-1)處于較高水平[39],比歐洲(捷克、比利時(shí)和德國(guó)(中位值分別為140.8、153.0、146.0 ng·g-1))和北美(美國(guó)和加拿大(中位值分別為148.0、15.0 ng·g-1))要高出1~2 個(gè)數(shù)量級(jí)[2,24,43-45]。室內(nèi)粉塵中DBDPE 主要來(lái)自各類(lèi)電器的使用[46-47],因此擁有較多電器的辦公室中DBDPE含量通常大于居家環(huán)境[24,48]。BTBPE在室內(nèi)灰塵中也能檢測(cè)到,但低于DBDPE[44-45],如中國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)和美國(guó)室內(nèi)粉塵中BTBPE 的含量都比DBDPE低1個(gè)數(shù)量級(jí)左右[24,40,48-49]。不同國(guó)家室內(nèi)粉塵中BTBPE的含量差異顯著。加拿大(中位值為12.0 ng·g-1)與英國(guó)(中位值為11.2 ng·g-1)和巴基斯坦(中位值為15.0 ng·g-1)相當(dāng)[45,50-51],高于比利時(shí)(中位值為2.0 ng·g-1)和捷克(中位值為3.9 ng·g-1)[24,45],低于美國(guó)(中位值為30.0 ng·g-1)和挪威(中位值為42.0 ng·g-1)[49,52]。
大氣中的DBDPE和BTBPE主要通過(guò)干濕沉降遷移到水體和土壤等環(huán)境介質(zhì)中,土壤中的DBDPE和BTBPE也可以通過(guò)地表徑流進(jìn)入水體。同時(shí),由于DBDPE和BTBPE具有較高的log Kow和有機(jī)碳-水分配系數(shù)(log Koc),因此對(duì)水體中的懸浮顆粒物和沉積物具有較高的親和力[53]。研究表明,總有機(jī)碳含量(TOC)和沉積物粒徑可能是影響沉積物中BFRs分布的重要因素,因此DBDPE等BFRs很容易吸附在粒徑較小且TOC較高的沉積物中[1]。
目前關(guān)于水體中DBDPE 和BTBPE 的研究較少,主要集中在中國(guó)、新加坡和加拿大[11,53-54]。如中國(guó)山東萊州灣地區(qū)的DBDPE 質(zhì)量濃度(0.310~107.000 ng·L-1)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)[11,54],主要由于該地區(qū)是中國(guó)最大的BFRs 生產(chǎn)地[55]。由于BTBPE產(chǎn)量較低,因此在水體中的濃度遠(yuǎn)低于DBDPE。新加坡城市流域水體中BTBPE 的質(zhì)量濃度(0.040~5.220 ng·L-1)遠(yuǎn)高于新加坡沿海流域(Nd~62.000 pg·L-1,Nd為檢測(cè)限)以及中國(guó)渤海流域(0.030~0.150 ng·L-1)和加拿大溫尼伯湖流域(Nd~2.690 pg·L-1)[11,53,56-57]。此外,水相中DBDPE 和BTBPE的濃度遠(yuǎn)低于包含懸浮顆粒相的水體以及沉積物[12,54-55]。如在廣東東江水體中,DBDPE 含量呈現(xiàn)為溶解相(13~38 pg·L-1)<顆粒相(37~110 ng·g-1干重)?沉積物(Nd~1 700 ng·g-1干重)[12],在山東萊州灣地區(qū)也僅在顆粒相中檢測(cè)到了BTBPE[55]。
由于DBDPE 和BTBPE 的強(qiáng)疏水性,因此一旦進(jìn)入水體中,其主要分布相是沉積物。近年來(lái)隨著DBDPE 的廣泛生產(chǎn)和使用,DBDPE 已成為沉積物中 主 要 的BFRs 之 一[55,58-59],并 且 許 多 研 究 表 明DBDPE 在沉積物中的含量已高于BDE-209[1,58-60]。如在中國(guó)黃海和東海沉積物中,DBDPE 含量(Nd~9 460.0 pg·g-1干重)比BDE-209(1.1~924.0 pg·g-1干重)高1 個(gè)數(shù)量級(jí)[1]。就全球而言,DBDPE 在北美五大湖、智利、北冰洋、中國(guó)河北白洋淀、長(zhǎng)三角等地區(qū)的水平相近(Nd~5.29 ng·g-1干重)[59-63],而西班牙、中國(guó)黃海和福建九龍江口紅樹(shù)林(Nd~39.70 ng·g-1干 重)則 比 前 者 高1~2 個(gè) 數(shù) 量級(jí)[58,64-65]。污染最為嚴(yán)重的是中國(guó)珠江三角洲的東江河(Nd~1 728.00 ng·g-1干重)[66],這是由于東江河流的沿岸城市東莞是中國(guó)主要電子產(chǎn)品生產(chǎn)地[67]。BTBPE在沉積物中的含量通常低于DBDPE(見(jiàn)表2)。如在越南以及中國(guó)萊州灣、珠江三角洲、黃河中下游地區(qū)的DBDPE 含量(Nd~1 728.00 ng·g-1干 重)均 高 于BTBPE(Nd~73.40 ng·g-1干重)[55,66,68-69]。中 國(guó) 珠 江 三 角 洲 大 堰 河 流 域 中BTBPE的含量66]高于新加坡城市流域、北美五大湖地區(qū)以及荷蘭[53,61,70],這主要是由于大堰河下游靠近電子垃圾拆解地。
污水處理廠污泥中DBDPE 和BTBPE 是最常檢測(cè)到的NBFRs,檢出率要高于PBT、PBEB 和HBB 等NBFRs[14,36,71-74]。其 中,DBDPE 檢出率最高,濃度最高。如Ricklund 等[75]從12 個(gè)國(guó)家收集的44 個(gè)污泥樣本中有42 個(gè)檢測(cè)到DBDPE,而且在2017年廣州污水處理廠污泥中DBDPE與BDE-209的比值已超過(guò)1[15]。中國(guó)廣州某污水處理廠污泥中DBDPE的含量(675.40~27 438.60 ng·g-1干重)比全國(guó)62 個(gè)污水處理廠高出近100 倍(0.82~215.00 ng·g-1干重)。東部地區(qū)污泥中DBDPE 含量要高于中西部地區(qū),這可能是由于電子電器產(chǎn)業(yè)、汽車(chē)制造 業(yè) 主 要 分 布 在 東 部 地 區(qū)[15,35-36]。韓 國(guó) 污 泥 中DBDPE 的含量高于西班牙(Nd~257.0 ng·g-1干重)、瑞士(73.0~160.0 ng·g-1干重)、德國(guó)(Nd~220.0 ng·g-1干重)、美國(guó)(1.4~160.0 ng·g-1干重)和捷克共和國(guó)(6.0~140.0 ng·g-1干重),而新西蘭(5.1~31.0 ng·g-1干重)、澳大利亞(7.7~31.0 ng·g-1干重)和挪威(1.9~6.3 ng·g-1干重)等國(guó)家則處于相對(duì)較低的污染水平[71-72,74-75]。對(duì)于BTBPE,中國(guó)(平均值為0.95 ng·g-1干重)與韓國(guó)(平均值為1.57 ng·g-1干重)和挪威(平均值為1.27 ng·g-1干重)水平相近[36,72,74],但比美國(guó)(平均值為10.10 ng·g-1干重)和中國(guó)哈爾濱地區(qū)(平均值為15.62 ng·g-1干重)要低1個(gè)數(shù)量級(jí)[73,76]。
表2 DBDPE和BTBPE在沉積物和污泥中的分布Tab.2 Distribution of DBDPE and BTBPE in sediments and sludge
土壤是持久性有機(jī)污染物最主要的匯,目前在多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的土壤中檢出DBDPE 和BTBPE,并且DBDPE 是土壤中最主要的NBFRs[78-79]。廣東貴嶼非電子垃圾拆解區(qū)域土壤中檢出的DBDPE 含量(0.53~0.57 ng·g-1干重)與廣東某稻田的(0.88~1.00 ng·g-1干重)較為相近[80-81],但低于越南北部稻田(Nd~2.9 ng·g-1干重)和廣州郊區(qū)農(nóng)田(17.6~35.8 ng·g-1干重)[14,82]。工業(yè)活動(dòng)和電子垃圾拆解活動(dòng)是土壤中DBDPE 的主要污染物來(lái)源。在印尼蘇臘巴亞地區(qū),鄉(xiāng)村(Nd~3.400 ng·g-1干重)和農(nóng)田土壤(0.058~0.160 ng·g-1干重)中的DBDPE 含量要低于城市(0.650~7.600 ng·g-1干重)和工業(yè)區(qū)(Nd~4.300 ng·g-1干重)[83];中國(guó)華北地區(qū)土壤中山東省DBDPE 含量最高(0.06~1 612.00 ng·g-1干重),京津地區(qū)次之(0.03~173.00 ng·g-1干重)。這可能是因?yàn)樯綎|省是中國(guó)DBDPE的主要生產(chǎn)地,天津的電子垃圾拆解活動(dòng)是京津地區(qū)DBDPE 的重要來(lái)源[6,84]。澳大利亞墨爾本電子垃圾拆解地DBDPE 的含量(Nd~37 000 ng·g-1干重)也遠(yuǎn)高于世界其他國(guó)家和地區(qū)[85]。
BTBPE在土壤中也有一定檢出,并且在電子垃圾拆解地的含量(0.09~4 150.00 ng·g-1干重)要遠(yuǎn)高于農(nóng)田、森林和非電子垃圾拆解區(qū)域的土壤(Nd~0.91 ng·g-1干重)[14,68,78-83]。越南北部電子垃圾拆解地土壤有BTBPE檢出,含量為0.51~350.00 ng·g-1干重,但在該地區(qū)農(nóng)田土壤中未檢出[68]。在巴基斯坦和澳大利亞墨爾本電子垃圾拆解地土壤的NBFRs中,BTBPE的含量?jī)H次于DBDPE[78,85]。
植物主要從土壤和大氣中吸收有機(jī)污染物。對(duì)于土壤吸收,污染物先溶解到土壤間隙水、被植物根系吸收,再向上傳輸至植物的其他部位[86];對(duì)于大氣吸收,主要是大氣中的污染物被吸附到樹(shù)葉或樹(shù)皮表面[87-88]。樹(shù)皮具有較高的脂質(zhì)含量和較大的表面積,是大氣有機(jī)污染物重要的指示物[89]。目前DBDPE 和BTBPE 主要在針葉林(松樹(shù)、冷杉和云杉等)的樹(shù)皮和葉片以及落葉林的葉片中檢出[88-93]。DBDPE含量在加拿大、捷克共和國(guó)和美國(guó)芝加哥地區(qū)的樹(shù)皮中水平相近(平均值分別為6.63、3.92、5.70 ng·g-1脂重)[89-90],但低于中國(guó)主要電子產(chǎn)品制造地深 圳(1 034.5 ng·g-1脂重)[91]。DBDPE 與BTBPE 在美國(guó)東北部樹(shù)皮中含量的平均值(8.5、3.2 ng·g-1脂重)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)阿肯色州(100.0、24.0 ng·g-1脂重),這是因?yàn)榘⒖仙萦蠨BDPE和BTBPE 的 生 產(chǎn) 廠[91-92]。落 葉 和 針 葉 林 的 葉 中DBDPE 的 含 量 要 比BTBPE 高大概1~2 個(gè) 數(shù) 量級(jí)[88,93]。此外,谷物、蔬菜、水果等食物中也檢測(cè)出了少量DBDPE(平均值為120.0 pg·g-1濕重)與BTBPE(Nd~21.8 pg·g-1濕重)[94-95]。
由于DBDPE 和BTBPE 具有高親脂性,在陸生和水生動(dòng)物體內(nèi)均能檢測(cè)到其存在(見(jiàn)表3)[13,96-102],它們的差異性分布與生存環(huán)境、器官組織、動(dòng)物種類(lèi)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生活習(xí)性有關(guān)[14,96,99]。中國(guó)廣東清遠(yuǎn)池塘 中 魚(yú) 體 內(nèi) 的DBDPE 和BTBPE(440.00~1 000.00、1.71~518.00 ng·g-1脂重)都遠(yuǎn)高于加拿大流域(Nd~1.01、0.13~0.95 ng·g-1脂重)[11,96,100]。由于該池塘底泥中含有較高的DBDPE,魚(yú)類(lèi)、蝦和水蛇DBDPE的含量比兩棲生物(青蛙和蟾蜍)高1~2 個(gè)數(shù)量級(jí)[96,100]。在格陵蘭島,DBDPE 和BTBPE在鯨脂、脂肪組織中的含量明顯高于蛋和肝臟[101]。
目前陸生動(dòng)物中DBDPE 和BTBPE 的研究主要集中在鳥(niǎo)類(lèi)。蛋的高脂肪含量使其可能積累大量的有機(jī)污染物,因此被認(rèn)為是環(huán)境中持久性有機(jī)污染物污染水平的良好指示物[103]。來(lái)自美國(guó)五大湖、北極、瑞典Faroe島以及加拿大和西班牙等國(guó)家和地區(qū)的鳥(niǎo)蛋中DBDPE 和BTBPE 的含量分別為Nd~3 310.30 ng·g-1和Nd~19.20 ng·g-1(脂重)[104-107],其中美國(guó)五大湖地區(qū)DBDPE的含量最高。在中國(guó),北方黃河流域鳥(niǎo)蛋中DBDPE 的含量為Nd~1.70 ng·g-1(脂重),低于廣東清遠(yuǎn)電子垃圾拆解地雞蛋(5.97~37.90 ng·g-1脂重)[108-109]。在廣東清遠(yuǎn)電子垃圾拆解地鳥(niǎo)類(lèi)肌肉中DBDPE 和BTBPE 的含量(10.0~180.0 和Nd~7.7 ng·g-1脂重)高于廣東鼎湖山和石門(mén)臺(tái)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(11.0~25.0 和0.1~0.3 ng·g-1脂重),并且DBDPE的含量要高于BTBPE[97,110-114]。然而,韓國(guó)普通鵟體內(nèi)BTBPE 含量平均值(431.00 ng·g-1脂重)要比DBDPE(10.10 ng·g-1脂重)高1 個(gè)數(shù)量級(jí)左右,其他鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)DBDPE(11.20~80.60 ng·g-1脂重)遠(yuǎn)高于BTBPE(Nd~2.65 ng·g-1脂重),這可能與鳥(niǎo)類(lèi)的捕食習(xí)性和遷徙模式有關(guān)[99]。除了鳥(niǎo)類(lèi)外,中國(guó)動(dòng)物園的大熊貓和小熊貓也被檢出DBDPE[115]。巴基斯坦室內(nèi)環(huán)境的寵物貓和狗的毛發(fā)和血清中均檢測(cè)出一定量的BTBPE[98]。此外,由于有機(jī)污染物在動(dòng)物不同組織中代謝和累積模式的不同,使其存在組織分布差異性。如DBDPE 與BTBPE 在廣東清遠(yuǎn)電子垃圾拆解地鳥(niǎo)類(lèi)肝臟(13.70~54.60、0.27~2.41 ng·g-1脂重)和腎臟(24.50~124.00、0.12~0.89 ng·g-1脂重)的含量比肌肉(9.60~16.30、0.07~0.39 ng·g-1脂重)高[14]。
研究表明,DBDPE 和BTBPE 在水生食物鏈具有一定的生物放大作用。如加拿大溫尼伯湖地區(qū)水生食物鏈中DBDPE 的營(yíng)養(yǎng)放大系數(shù)(TMF)值為8.60[11],太湖水生食物鏈中BTBPE 的TMF 值為2.83[13]。研究亦發(fā)現(xiàn),DBDPE 與BTBPE 在陸地食物鏈中具有生物放大效應(yīng)。如廣東肇慶地區(qū)DBDPE 的濃度與氮同位素(δ15N)顯著正相關(guān)[110],BTBPE 在普通翠鳥(niǎo)的捕食關(guān)系中生物放大因子(BMF)值也都大于1(1.1~3.6)[112,114]。也有研究發(fā)現(xiàn),DBDPE 和BTBPE 在水生食物鏈中BMF 值分別為0.06 和0.40,這也表明它們具有營(yíng)養(yǎng)級(jí)稀釋效應(yīng)[116]。
關(guān)于人體內(nèi)DBDPE 和BTBPE 的分布,主要以母乳、血液和頭發(fā)為研究對(duì)象。研究發(fā)現(xiàn),中國(guó)母乳中DBDPE 含量(2.45~21.80 ng·g-1脂重)與加拿大(Nd~25.00 ng·g-1脂重)相似,都高于新西蘭(15.85~325.50 pg·g-1脂重)[117-119]。對(duì)BTBPE 而言,在加拿大、坦桑尼亞和愛(ài)爾蘭母乳中均未檢出[118,120-121],但在中國(guó)許多地區(qū)有檢出,但含量較低(Nd~0.922 ng·g-1脂重)[117]。血液中DBDPE 的分布與人群所處區(qū)域環(huán)境狀況及從事的職業(yè)有關(guān)。如與拆解地普通居民(4.2~127.2 ng·g-1脂重)和城鎮(zhèn)居民(Nd~33.2 ng·g-1脂重)相比,電子垃圾拆解工人血清中DBDPE 含量(26.7~439.5 ng·g-1脂重)顯著升高[122]。加拿大哺乳期婦女血清中BTBPE含量(Nd~16.00 ng·g-1脂重)與巴基斯坦婦女和兒童較為接近(Nd~8.20 ng·g-1脂重)[118,123]。頭發(fā)脂質(zhì)含量高(2%~4%),可以通過(guò)外部環(huán)境和血液循環(huán)吸收污染物[124]。浙江溫嶺電子垃圾拆解地工人頭發(fā)中DBDPE 含量(平均值為82.50 ng·g-1干重)分別是該電子垃圾拆解地普通居民(平均值為29.40 ng·g-1干重)和城鎮(zhèn)居民(平均值為10.90 ng·g-1干重)的3 倍和8 倍[122],也遠(yuǎn)高于廣州中山大學(xué)(中位值為3.56 ng·g-1干重)和廣東農(nóng)村居民(中位值為9.57 ng·g-1干重)[125-126]。BTBPE 也呈現(xiàn)相似趨勢(shì),廣東電子垃圾拆解工人(中位值為1.21 ng·g-1干重)、電子垃圾拆解地普通居民(中位值為0.60 ng·g-1干重)和廣州城市居民(中位值為0.10 ng·g-1干重)頭發(fā)中的含量逐漸增加,這表明DBDPE和BTBPE 在人體頭發(fā)中的含量與其在環(huán)境中的污染水平有很大的關(guān)聯(lián)[126]。
表3 DBDPE和BTBPE在動(dòng)物體內(nèi)的分布Tab.3 Distribution of DBDPE and BTBPE in animals
近年來(lái),隨著PBDEs 的禁用,DBDPE 和BTBPE 等NBFRs 開(kāi)始被廣泛生產(chǎn)并使用,在世界各地乃至北極、青藏高原等偏遠(yuǎn)地區(qū)的不同環(huán)境介質(zhì)中被陸續(xù)檢出,尤其是DBDPE濃度呈不斷上升趨勢(shì),在某些區(qū)域甚至超過(guò)deca-BDEs。電子垃圾拆解活動(dòng)、商業(yè)化DBDPE和BTBPE的生產(chǎn)和使用是環(huán)境中DBDPE 和BTBPE 的主要來(lái)源。因此,DBDPE 和BTBPE 在不同區(qū)域的分布大致表現(xiàn)為:電子垃圾拆解地要高于非電子垃圾拆解地,城市及工業(yè)區(qū)高于農(nóng)村地區(qū),擁有較多電器的辦公室高于居家環(huán)境。由于DBDPE 和BTBPE 具有較高的log Kow,易與固相結(jié)合,在大氣顆粒物、室內(nèi)粉塵、沉積物、污泥和土壤中的濃度高于大氣氣相和水體溶解相等介質(zhì)。對(duì)于生物介質(zhì),植物主要以樹(shù)皮和葉片為主,動(dòng)物主要集中在魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi),人體則通過(guò)血液、母乳及頭發(fā)來(lái)研究DBDPE 和BTBPE 分布特征,在生物介質(zhì)中的分布與生物種屬、組織、營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生存環(huán)境和生活習(xí)性等有一定關(guān)系??偟膩?lái)說(shuō),BTBPE 在非生物環(huán)境介質(zhì)中的濃度都明顯低于DBDPE,也有研究發(fā)現(xiàn)在部分動(dòng)物體內(nèi)BTBPE 的濃度高于DBDPE。
由于DBDPE 和BTBPE 的生物富集作用和毒性,因此未來(lái)仍需對(duì)其在不同生物介質(zhì)中的分布特征展開(kāi)研究,尤其食物鏈中的生物放大作用也值得格外關(guān)注。其次,需重點(diǎn)關(guān)注DBDPE和BTBPE在環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化行為,尤其是在生物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程及機(jī)制。最后,需加強(qiáng)DBDPE 和BTBPE 的生物效應(yīng)及機(jī)制研究,從基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)對(duì)機(jī)理開(kāi)展深入研究。這對(duì)評(píng)價(jià)DBDPE 和BTBPE 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)人類(lèi)潛在的健康危害都具有重要意義。電子垃圾拆解活動(dòng)以及生產(chǎn)和使用DBDPE 和BTBPE 的企業(yè)是目前的主要污染源,因此要從污染源頭來(lái)減少向環(huán)境中的排放,通過(guò)先進(jìn)的處理工藝有效去除“三廢”中DBDPE 和BTBPE 來(lái)盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康的影響。
同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2020年3期