酚类环境内分泌干扰物分析方法及滇池水系污染特征研究

发布时间：2020-05-05 17:08

【摘要】：环境内分泌干扰物(EDCs)是指通过干扰生物体内保持自身平衡和调节发育过程中天然激素的合成、分泌、运输、代谢、结合、反应、消除等生物过程的外源性化学物质。这类物质的存在会干扰人类和野生动物的内分泌系统,带来生殖障碍、发育异常、免疫功能减弱等问题。EDCs,尤其是使用最为广泛的酚类EDCs,在水环境中的污染特征研究已是当前科学界和公众共同关注的热点问题之一。环境样品基质非常复杂,使得痕量酚类EDCs的分析检测难度较大。因此,建立完善的复杂环境介质中准确、灵敏的分析方法成为酚类EDCs污染特征研究亟需解决的问题。 鉴于滇池流域EDCs研究的紧迫性和滞后性,本文以酚类EDCs为研究对象,在建立完善的分析方法基础上,围绕滇池水系开展酚类EDCs的污染特征研究。由单一的滇池湖水研究拓展到包括滇池地表水水质国家重点监控断面、8根滇池柱状沉积物、22条主要环滇池河流和昆明市主城区八座污水处理厂在内的整个滇池水系的研究,研究内容由简单的水体含量深化到涵盖污染水平、分布特征、季节变化、污染历史、去除效率、污染负荷、迁移转化等多要素的分析,将滇池作为一个有机整体来探讨酚类EDCs的污染特征,为滇池流域该类污染物的风险评价和污染控制措施的制定提供基础资料。 (1)本文针对壬基酚二氧乙烯醚(NP2E0)、壬基酚单氧乙烯醚(NP1EO)、4-壬基酚(4-NP)、双酚A(BPA)、枯烯基酚(4-CP)和4-t-辛基酚(4-t-OP)六种典型的酚类EDCs,建立了不同环境介质中的分析方法,包括样品采集、微波辅助萃取(MAE)、凝胶渗透色谱净化(GPC)、固相萃取(SPE)、衍生化和气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测。研究表明,酚类EDCs最佳的衍生化条件是以N,O-双三甲基硅基三氟乙酰胺(BSTFA)为衍生化试剂,在70℃条件下反应50min；SPE的最佳条件是选择Sep-Pak C-18柱,调节水样pH值至4.5,以10mL二氯甲烷为洗脱溶剂；MAE的最佳条件是以25mL甲醇为萃取溶剂,在110℃条件下萃取20min; GPC的流动相为乙酸乙酯/环己烷(1：1,v/v),目标化合物的最佳收集时间段为7-14min。该方法具有很好的重现性,相对标准偏差小于9.5%。酚类EDCs在水中的检出限为0.10～2.30ng/L,回收率为83.51-105.74%；在沉积物和污泥中的检出限为0.15～2.90ng/g dw,回收率为74.30%-105.04%。运用该方法对滇池水环境样品和污水处理厂样品中的酚类EDCs进行了分析检测,验证了该方法能够很好的应用于环境样品中痕量酚类EDCs的定量分析。 (2)研究了滇池水及表层沉积物中酚类EDCs的污染特征。结果表明,滇池草海湖区水及表层沉积物中总酚类EDCs的浓度分别为396.58～1338.74ng/L和888.85～1322.45ng/g dw,外海分别为103.89～686.59ng/L和59.08～230.94ng/g dw；丰水期草海水和表层沉积物中总酚类EDCs的平均浓度分别是外海的2.84倍和9.44倍,枯水期分别是2.28倍和7.45倍；NP2EO.NP1EO和BPA是滇池水环境中主要的酚类EDCs,占6种酚类EDCs的90%以上；滇池外海离城市较近的北部、东北部及南部水域中酚类EDCs的浓度相对于中部及西部水域较高。与其他地区湖泊相比,滇池外海水环境中酚类EDCs的浓度处于中等偏下水平,而滇池草海的浓度偏高,对湖区内的水生生物及周边居民构成了潜在危害。 (3)探讨了滇池8根柱状沉积物中酚类EDCs的污染特征。研究表明,滇池北部和西部湖区的柱状沉积物中酚类EDCs的含量,由表层至深层呈先降低后升高再降低的“S”型分布规律,而东部、东南部和南部湖区则随柱状沉积物深度的增加呈递减趋势；酚类EDCs在20cm至表层沉积物中的含量增加趋势较明显；C1和C2表层沉积物中酚类EDCs的含量约是C3-C7表层的1.9～6.0倍,而表层以下约25cm酚类EDCs的含量与C3-C6表层含量相当,从某种程度上印证了昆明城市沿着滇池向东环湖发展的进程；C7和C8沉积物中酚类EDCs含量的增加趋势明显,表明近几年晋宁县城区的快速发展加重了滇池南部的相关污染负荷；NP2EO、NP1EO和BPA是柱状沉积物中三种主要的酚类EDCs。此外,总有机碳对酚类EDCs在柱状沉积物中的分布、行为和归宿起着重要作用。 (4)对滇池21条主要入湖河流和唯一自然出湖河流(海口河)中酚类EDCs的污染特征进行了研究。结果表明,入湖河流水中总酚类EDCs的浓度为248.13～4650.39ng/L,表层沉积物为113.30～3575.80ng/g dw；NP2E0.NP1EO和BPA是环滇池河流中主要的酚类EDCs,与滇池中组分特征一致；流经昆明市主城区的新河、运粮河、船房河、采莲河、金家河、正大河和大清河中酚类EDCs的污染较严重,存在一定的环境风险；2010年通过河流输入到滇池草海酚类EDCs的量为156.33kg,输入到外海的量为313.76kg,由海口河外排约212.41kg；与其他地区河流相比,4-NP和4-t-OP在环滇池河流中的污染处于相对较低水平,而NP2EO、NP1EO和BPA则处于中等水平；以盘龙江为例,探讨了河流沿程酚类EDCs的污染特征,其上游浓度较低,中游污染较严重,中下游得到一定缓解后,浓度再次升高。 (5)研究了昆明市主城区八座污水处理厂中酚类EDCs的污染特征。结果表明,各污水处理厂进水中总酚类EDCs的浓度为2038.82～5066.14ng/L,出水中为420.28～1535.89ng/L,污泥中为1209.67～9464.87ng/g dw,总去除率为32.34%～88.88%；3AMBR和A2/O工艺对酚类EDCs的去除效果较好,而氧化沟和ICEAS工艺较差；降解是污水处理厂中酚类EDCs的主要去除方式；昆明市每天排入污水处理厂的酚类EDCs总量约为3770.92g,其中通过出水外排约21.43%。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X52

【引证文献】

相关期刊论文 前1条

1 杨博闻;张军;王敦球;宋波;;双酚A在城市污水和污泥中的赋存与分析方法的研究进展[J];工业安全与环保;2015年07期

相关博士学位论文 前2条

1 胥志祥;基于体外模型研究典型环境激素的生物学作用及机制[D];昆明理工大学;2018年

2 罗利军;具有吸附/光催化协同功能的二氧化钛复合光催化剂的制备及去除双酚A的研究[D];昆明理工大学;2015年

相关硕士学位论文 前8条

1 王松;灞河典型环境内分泌干扰物的分布特征、生态风险以及对?（Hemiculter leucisculus）的生物学效应研究[D];西北农林科技大学;2018年

2 闫永胜;河流中酚类内分泌干扰物的污染特征及生态风险评价[D];长安大学;2017年

3 薛桥;不同工艺污水处理系统中酚类内分泌干扰物分布特性与环境归趋的研究[D];长安大学;2017年

4 彭姚珊;儿童玩具中内分泌干扰物及异噻唑啉酮类物质的电化学及色谱检测方法研究[D];上海师范大学;2017年

5 李晓晴;水体酚类污染物检测新方法的建立及应用[D];东南大学;2016年

6 肖明;碱性条件下BPA的光解及Bi_2O_3/BiFeO_3复合光催化剂去除水体中BPA的研究[D];云南大学;2015年

7 陈蓉;壬基酚、辛基酚的多介质环境归趋研究[D];昆明理工大学;2015年

8 王仁敏;生物标志物法研究污水处理厂出水暴露对高背鲫鱼的影响[D];昆明理工大学;2012年

，

本文编号：2650482