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邻苯二甲酸酯作为苯并三唑类紫外线稳定剂在水环境中的示踪潜力:以上海黄浦江为例
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2
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推荐:本研究针对苯并三唑类紫外线稳定剂(BUVSs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)在水环境中的共现规律不明问题,通过分析黄浦江水体中两类污染物的季节与空间分布特征,结合主成分分析(PCA)和Pearson相关性分析,揭示了PAEs与特定BUVSs(UV-P、UV-PS等)的潜在关联,为利用高浓度PAEs示踪低浓度BUVSs污染提供了新思路。
在追求健康生活的浪潮中,全球有机个护产品市场规模已突破218亿美元,随之而来的是大量添加剂和塑料微珠的环境释放。苯并三唑类紫外线稳定剂(BUVSs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)作为两类典型工业添加剂,分别以紫外线吸收功能和增塑特性广泛应用于防晒霜、塑料制品等领域。然而,这些物质因未与材料化学键合而易从产品中释放,且具有内分泌干扰、神经毒性等潜在风险——UV-328更于2023年被列入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物清单。尽管已有研究关注二者在塑料中的共存现象,但自然水体中的关联规律仍如"雾里看花"。尤其PAEs作为传统污染物,其环境浓度常比BUVSs高3个数量级,能否成为BUVSs污染的"信号灯"?这一科学问题亟待解答。
针对这一空白,中国研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表研究,以上海黄浦江为研究对象,通过夏冬两季14个采样点的水质调查,结合固相萃取(SPE)-超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)技术,系统分析了7种BUVSs和6种PAEs的分布特征。研究创新性地整合了中国多区域水体数据,运用PCA和Pearson相关性分析,首次探讨了PAEs作为BUVSs环境示踪剂的可行性。
3.1 季节与空间分布特征
研究发现黄浦江∑BUVSs(3.80-8.63 ng/L)和∑PAEs(1702.67-8130.31 ng/L)夏季浓度显著高于冬季,这与雨季地表径流输入和个护产品使用量增加有关。空间上呈现"上游>中游>下游"的抛物线趋势,其中S5采样点(毛港桥)因航运活动成为污染热点,UV-P峰值达5.20 ng/L。值得注意的是,低分子量PAEs(DEP、DBP)占比高达70%,而BUVSs中亲水性较强的UV-P占比超50%,印证了物质理化性质对迁移行为的影响。
3.2 污染源解析
PCA结果显示62.1%的方差可由两个主成分解释:PC1(45.0%)关联UV-326、UV-329等与PAEs,指向共源于防晒个护产品;PC2(17.1%)则揭示UV-P/UV-PS可能来自工业涂料。角度分析表明,DMP与DEP向量夹角<30°,暗示其可能共同源自洗发水等日化品。这种"指纹特征"为溯源提供了新视角。
3.3 示踪潜力验证
相关性分析发现UV-PS、UV-326等与DMP、DEP在夏季显著相关(r=0.30-0.68),而冬季仅UV-P与PAEs存在关联。跨区域荟萃分析进一步证实,中国水体中UV-234/UV-320与DBP/DNOP呈显著相关。这种特异性关联暗示:虽然PAEs整体可作为BUVSs污染的预警指标,但需考虑化合物组合的"配对关系"。
该研究首次系统论证了PAEs示踪BUVSs的可行性,构建了"高浓度污染物预警低浓度污染物"的新范式。尽管当前生态风险值(RQ<0.01)暂未达警戒水平,但随着UV-328等被纳入管控清单,该成果对建立"早期预警-精准溯源"联防体系具有重要价值。未来研究可结合机器学习,通过全生命周期分析揭示更多添加剂间的隐藏关联,为环境风险评估提供更强大的工具包。
(注:全文数据均源自原文,技术方法部分已按要求精简,专业术语如主成分分析PCA、风险商值RQ等均在首次出现时标注,作者单位按约定以"中国研究团队"表述)
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