固相微萃取用于评价养殖底泥中菊酯类农药生物有效性和预测生物累积的研究

发布时间：2018-03-06 00:02

本文选题：沉积物　切入点：菊酯类农药　出处：《上海海洋大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：菊酯类农药是一种新型、高效、低毒的杀虫剂,广泛用于水产养殖业,因高疏水性累积于养殖底泥中的此类污染物的生物有效性评价对养殖环境风险研究具有重要意义。研究结果如下:(1)建立了索氏提取法连续萃取24h,Florisil硅土用作净化柱填料,50m L正己烷/二氯甲烷(V/V=7:3))的淋洗液洗脱净化柱、生物样品用乙腈饱和的石油醚进行脱脂以及利用气相-色谱质谱联用仪检测的沉积物和生物样品中高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、氯菊酯和甲氰菊酯等菊酯类农药残留的测定方法。在5、20和100ng/g的加标浓度下,沉积物和生物样品中四种菊酯类农药的回收率均在65%以上,相对标准偏差均在15%以下,方法检出限分别为0.56~1.1ng/g和1.1~2.1ng/g,可用于现实沉积物和水产品中菊酯类农药残留量的分析。(2)通过生物富集试验评价沉积物中菊酯类农药的生物有效性。分别将菲律宾蛤仔和三角帆蚌暴露在上述四种菊酯类农药加标老化后的海水和淡水沉积物中,然后进行生物富集试验。结果表明,海水和淡水沉积物中四种菊酯类农药的含量分别为245~387 ng/gdw和132~189 ng/gdw。菲律宾蛤仔和三角帆蚌累积28天后体内四种菊酯类农药的含量分别为56.5~204 ng/gdw和14.7~47.2 ng/gdw。菲律宾蛤仔和三角帆蚌对这四种菊酯类农药的生物富集系数(BCF)和生物-沉积物富集因子分别为28.0~300、8.80~82.2和0.08~0.21、0.03~0.08,均较小,这可能与两种生物对菊酯类农药的生物转化能力较强有关。(3)采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)高聚物作为固相微萃取材料,基于热力学平衡微损耗性方法测定了上述加标老化后的海水和淡水沉积物孔隙水中四种菊酯类农药的自由溶解态浓度(Cfree);同时将PDMS上菊酯类农药的浓度与菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内生物累积浓度的相关性进行了比较研究。结果表明,该方法可以准确测定菊酯类农药在海水和淡水沉积物孔隙水中的Cfree(分别23.3~255 ng/L和2.04~34.1ng/L)并用于评价此类物质的生物有效性。菊酯类农药在PDMS上的浓度与菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内的浓度显著相关(p=0.009和p=0.046)。但生物-沉积物富集因子(BSAF)和PDMS-沉积物富集因子(PSAF)的分析比较发现,基于PDMS和生物体内菊酯浓度极显著相关的仿生应用还有待污染物在菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内生物转化数据的进一步补充和校正。(4)采用Tenax连续萃取研究了上述加标老化后的海水和淡水沉积物中四种菊酯类农药的脱附动力学,评价菊酯类农药在沉积物中的生物有效性,并将Tenax萃取结果与菲律宾蛤仔和三角帆蚌的累积实验进行比较。结果表明,海水和淡水沉积物的快速脱附比例分别为45.6~66.5%和28.6~37.2%,快速、慢速和极慢速脱附速率数量级分别为10-1、10-2、10-3~10-5和10-2、10-1、10-4~10-5。海水和淡水沉积物中Tenax 24h和6h单点萃取浓度分别与菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内菊酯类农药的浓度显著相关(p0.05),表明Tenax单点萃取可以用来评估沉积物中菊酯类农药的生物有效性。但Tenax-沉积物富集因子比生物-沉积物富集因子(BSAF)和PDMS-沉积物富集因子(PSAF)均要大,表明利用Tenax预测生物体内菊酯类农药的累积量需要进一步研究确认。(5)通过连续测定暴露在含有氯菊酯养殖水的菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内氯菊酯和主要代谢产物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的含量,确定生物体内菊酯类农药的转化率,进一步确定PDMS作为仿生工具预测生物体内菊酯类农药含量的可行性。结果表明,菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内氯菊酯和3-PBA的变化趋势基本相同,进一步表明菊酯类农药在生物体内发生了转化。菲律宾蛤仔和三角帆蚌体内氯菊酯的转化率分别为44.4%和33.7%。按照菊酯类农药的转化率修正PSAF/BSAF,其比值约为4.7,说明PDMS可以作为仿生工具预测生物体内菊酯类农药的含量。综述所述,PDMS固相微萃取和Tenax脱附动力学都可以用来评价沉积物中有机污染的生物有效性。相比PDMS固相微萃取技术,Tenax单点萃取评价有机物生物有效性更加快速方便,而PDMS作为仿生工具预测生物体内有机物的含量更加准确,因此,两种技术都值得在养殖领域进一步推广应用。
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【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X839.2;X714

【参考文献】