特定同系物在绵羊(Ovies aries)肝脏和肌肉中的积累:多氯联苯二恶英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)

《Science of The Total Environment》:Congener-specific accumulation of PCDD/Fs, PCBs, and PBDEs in sheep ( Ovies aries) liver and muscle

【字体: 时间:2025年11月15日 来源:Science of The Total Environment 8

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  本研究分析了波兰29只羊肝脏和肌肉组织中PCDD/Fs、PCBs及PBDEs的累积特征,采用同位素稀释法与高效气相色谱-高分辨质谱法。结果显示:PCDD/Fs和PCBs的肝脏富集随氯原子数增加而增强,PCBs分子结构影响分布;PBDEs主要蓄积于肌肉,BDE-209例外。肝脏与肌肉的累积差异与区域污染、脂肪含量相关,主成分分析显示不同地区污染物组成存在显著差异。研究强调了基于新统计方法分析污染物组织分布的重要性,为风险评估提供依据。

  本研究聚焦于持久性有机污染物(POPs)在羊体内的分布特性,特别是多氯代二苯并-p-二恶英(PCDDs)、多氯代二苯并呋喃(PCDFs)、多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)这四类化合物。这些污染物因其高稳定性、长残留性和强生物累积性而备受关注,它们可以通过多种途径进入环境,并通过食物链影响人类健康。研究团队通过采集波兰不同地区的29只羊的肝脏和肌肉组织样本,结合高分辨率气相色谱-高分辨率质谱(HRGC-HRMS)技术及同位素稀释法,分析了这些污染物在羊体内的具体分布情况。

羊作为常见的家畜,其饮食习惯和生活环境决定了其对环境污染物的暴露程度。研究表明,羊在采食时往往更贴近地面,因此其摄入的草料中可能含有较多的土壤成分。而持久性有机污染物具有较强的亲脂性,容易吸附在土壤颗粒上,因此这种直接的土壤摄入成为羊体内污染物积累的重要来源。这一特性使得羊成为评估局部环境污染的重要指示物种,尤其是在工业区或农业活动频繁的地区,其体内污染物浓度往往能够反映出环境的污染水平。

在研究中,团队发现PCDD/Fs的分布与肝脏和肌肉组织之间存在显著差异。其中,2,3,7,8-四氯二苯并-p-二恶英(TCDD)更容易转移到肌肉组织,而PCDDs的积累则主要集中在肝脏,且随着氯原子数量的增加,这种趋势更为明显。相比之下,PCDFs在肝脏中的积累程度高于PCDDs,但这一差异主要体现在2,3,7,8-四氯二苯并呋喃(TeCDF)之外的其他化合物。此外,PCBs的分布也表现出明显的区域差异,其中PCB-126在肝脏中的积累最为显著,而其他PCBs则更倾向于分布于肌肉组织。研究还指出,PCBs的分布可能受到其分子几何结构的影响,而氯原子数量在这一过程中并未起到决定性作用。

PBDEs的分布模式则与PCDD/Fs和PCBs有所不同。大多数PBDEs在羊体内更倾向于积累在肌肉组织,而非肝脏。然而,BDE-209则表现出较高的肝脏积累率,这可能与其在环境中的广泛存在以及较快的代谢速率有关。在实验中,研究人员发现BDE-209在肝脏中的浓度高于肌肉,这表明其在体内可能存在一定的代谢偏好。此外,PBDEs在不同组织中的分布还可能受到其分子结构和生物代谢路径的影响,例如BDE-47、BDE-99、BDE-100和BDE-154等化合物在实验动物体内显示出从脂肪组织向其他器官转移的趋势。

研究还发现,肌肉与肝脏中POPs的浓度变化与脂肪含量密切相关。具体而言,肌肉和肝脏中PCDD/Fs、PCBs的浓度随着肌肉-肝脏脂肪比例的增加而上升。这一发现提示,脂肪含量可能在一定程度上决定了这些污染物在羊体内的分布模式。因此,在评估POPs对动物和人类健康的影响时,有必要考虑脂肪含量这一因素,特别是在进行风险评估和毒理学研究时。

在统计分析方面,研究团队采用了主成分分析(PCA)方法,以揭示不同地区样本中POPs分布的异同。结果表明,PCDD/Fs、PCBs和PBDEs的分布模式在不同地区存在显著差异,这可能与当地环境的污染状况、农业活动类型及气候条件等因素有关。PCA分析进一步支持了这种区域差异的存在,表明这些污染物的分布不仅受到个体生理特征的影响,还受到外部环境因素的调控。

波兰作为重要的牛肉生产国和出口国,其畜牧业发展对环境和食品安全具有深远影响。然而,由于经济和文化因素,波兰的牛肉消费量远低于欧盟平均水平。2020年,波兰人均牛肉消费量仅为2.5千克/年,而欧盟平均值超过10千克/年。尽管如此,波兰的羊群数量在过去二十年中保持相对稳定,2022年的统计数据表明,全国共有约266,372只羊,其中主要集中在马佐夫舍、大波兰和波德拉谢等地区。这一数据表明,羊在波兰的畜牧业中占据重要地位,因此对其体内污染物的分布研究具有实际意义。

研究团队在分析过程中发现,以往的研究多关注于高暴露浓度下的POPs总体分布情况,而较少涉及背景水平下的具体分布模式。此外,关于PBDEs在羊体内的分布研究仍较为有限,缺乏系统的数据支持。因此,本研究在背景水平下对羊体内的POPs分布进行了系统分析,填补了相关领域的研究空白。

从毒理学角度来看,POPs的分布模式对风险评估至关重要。一些化合物可能在肝脏中积累,而另一些则可能转移到肌肉或其他脂肪组织中。由于人类通过食用肉类、奶制品和蛋类等途径摄入这些污染物,因此了解其在动物体内的分布规律有助于更准确地评估潜在的健康风险。特别是那些未在肝脏中积累的化合物,可能通过食物链进入人体,从而对消费者健康构成威胁。

研究还指出,尽管POPs的总体浓度在某些地区呈现下降趋势,但其在不同组织中的分布仍存在显著差异。这表明,即使在污染水平较低的背景下,POPs的生物累积性依然不容忽视。因此,持续监测这些污染物在环境和动物体内的分布情况,对于制定有效的污染防控措施和食品安全政策具有重要意义。

此外,研究团队在实验设计中特别强调了样本采集的代表性。样本来自波兰不同地区的29只羊,涵盖了该国主要的畜牧业区域,确保了研究结果的广泛适用性。样本在采集后被直接送往实验室进行分析,以减少外界因素对实验结果的干扰。同时,研究人员还对样本的脂肪含量进行了测定,以进一步分析脂肪对污染物分布的影响。

通过本研究,团队不仅揭示了PCDD/Fs、PCBs和PBDEs在羊体内的分布规律,还为后续的毒理学研究和环境监测提供了重要参考。这些发现有助于更全面地理解POPs在生态系统中的迁移和转化过程,从而为制定更加科学和有效的环境管理策略提供依据。同时,研究结果也强调了使用统计方法分析污染物分布的重要性,这为未来的研究提供了新的思路和方法支持。

总之,本研究通过对波兰羊体内POPs的分布进行系统分析,揭示了不同污染物在动物体内的积累模式及其与环境因素之间的关系。这些发现不仅有助于深入理解POPs的生物累积机制,也为评估其对生态系统和人类健康的潜在影响提供了科学依据。未来的研究可以进一步探讨这些污染物在不同物种中的分布差异,以及其在不同环境条件下的迁移规律,从而为全球范围内的POPs治理和风险评估提供更加全面的数据支持。
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