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辽东湾北部水体中有机磷酸酯多模型生态风险评估及环境基准构建研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月05日 来源:Aquatic Toxicology 4.1
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本研究针对有机磷酸酯(OPEs)在水生生态系统中的群落水平风险信息缺失问题,采用10种物种敏感度分布(SSD)模型结合急慢性毒性转换方法,系统评估了辽东湾北部水体中6种OPEs单体和混合物的生态风险。研究发现∑14OPEs浓度范围为47.6-303 ng/L,通过多模型比较确定最优SSD模型(如TDCIPP适用Gumbel分布,HC5=0.0751 mg/L),所有风险商数(RQ)和危害指数(HI)均<0.1,为新兴污染物的环境基准制定提供了方法学框架。
随着溴代阻燃剂逐渐被限制使用,有机磷酸酯(Organophosphate esters, OPEs)因其优异的阻燃性能成为主流替代品,却也带来了新的环境问题。这些广泛存在于工业产品中的化学物质,通过挥发、磨损和浸出等途径进入环境,甚至在极地地区都能检测到其踪迹。更令人担忧的是,已有研究证实OPEs具有内分泌干扰、肝损伤、神经发育毒性等多重危害,其中TCEP和TDCIPP还被欧盟列为潜在致癌物。然而,当前对OPEs的研究多集中于污染水平调查,关于其对水生生物群落整体影响的风险评估仍存在显著空白。
辽东湾北部作为辽河三角洲湿地的核心区域,既是亚洲最大滨海芦苇湿地生态系统的所在地,又承载着中国"第三极"经济发展战略的重任。该区域位于辽中南工业基地范围内,长期面临严峻的生态安全挑战。此前虽对多环芳烃、多氯联苯等污染物进行过生态风险评估,但对OPEs这种新兴污染物的多模型风险评价尚未见报道。为此,研究人员开展了一项创新性研究,系统评估了该区域水体中OPEs的生态风险,相关成果发表在《Aquatic Toxicology》上。
研究团队采用了10种SSD参数模型结合急慢性毒性数据转换的方法。关键技术包括:在辽东湾北部20个监测点采集表层水样,通过固相萃取-气相色谱质谱联用技术分析14种OPEs;运用Kolmogorov-Smirnov检验和赤池信息准则等统计方法筛选最优SSD模型;基于风险商数(RQ)和危害指数(HI)进行单体和混合物风险评估。所有分析均严格执行质量保证/质量控制(QA/QC)程序。
Occurrence levels and compositional profiles of OPEs
监测数据显示,辽东湾北部水体中∑14OPEs浓度范围为47.6-303 ng/L(均值149 ng/L),呈现北高南低的空间分布特征。浓度最高的点位S1(303 ng/L)和S2(282 ng/L)可能受周边工业活动影响。主要污染物为TCEP、TEP、TCPP等氯化OPEs,合计占总量的62.3%,这种组成特征与电子制造等工业排放源高度相关。
Conclusions
研究得出三个关键结论:首先,通过多模型比较确定了各OPEs的最佳SSD模型,如TEP适用Weibull分布(HC5=3.67 mg/L),TDCIPP适用Gumbel分布(HC5=0.0751 mg/L);其次,所有OPEs单体的RQ和混合物HI均远低于0.1,表明当前生态风险较低;最后,建立的评估框架为新兴污染物的环境基准制定提供了科学方法。
这项研究的创新性体现在三个方面:首次系统评估了辽东湾OPEs的群落水平风险;开发了包含10种SSD模型的多标准评估体系;揭示了模型选择对HC5估算的巨大影响(可达两个数量级)。研究成果不仅填补了该区域OPEs生态风险数据的空白,更为管理部门制定水质标准提供了理论依据,对保护渤海湾脆弱的水生生态系统具有重要实践意义。值得注意的是,尽管当前风险水平较低,但随着OPEs用量的持续增加,长期累积效应仍需密切关注。
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