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综述:海洋环境中新兴阻燃剂:赋存、归趋与分析挑战的综合评述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月21日 来源:Eco-Environment & Health 17.6
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本综述系统探讨了新兴阻燃剂(EFRs)在海洋环境中的污染现状、分析挑战与环境行为,重点评述了氯化石蜡(CPs)、六溴环十二烷(HBCDs)、四溴双酚A(TBBPA)和有机磷酸酯(OPEs)等污染物的检测技术难点、多介质分布特征、生物富集规律及光化学转化机制,为海洋污染物风险评估与管控提供科学依据。
新兴阻燃剂(EFRs)的复杂化学结构与海洋基质多样性对分析技术提出严峻挑战。氯化石蜡(CPs)因存在数千种同系物和异构体,需采用二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF-MS)或高分辨质谱(HRMS)提升分离效果,但低氯代同系物(Cl1–4
EFRs通过大气沉降、河流输入和塑料碎片渗漏进入海洋,呈现明显的沿海-远海梯度分布。短链氯化石蜡(SCCPs)和中等链氯化石蜡(MCCPs)在大气中浓度分别达4.7–21,860 pg/m3和2.5–14,930 pg/m3,在沉积物中MCCPs最高可达38,000 ng/g(干重)。HBCDs在EPS泡沫塑料制造区下游沉积物中浓度高达17,000 ng/g,而TBBPA在韩国沿海水体中检出浓度达1.8 μg/L。OPEs如磷酸三苯酯(TPHP)和 tris(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)在东亚海域主导污染分布,其浓度受工业活动与洋流共同调控。污染热点集中于工业区、污水处理厂排放口及城市径流区域。
EFRs表现出显著的生物富集与营养级放大效应。SCCPs和MCCPs在韩国黑尾鸥卵中浓度分别达694–2,931 ng/g和1,034–4,898 ng/g(脂重),log BAF值介于2.04–5.17。HBCDs在海洋哺乳动物(如中华白海豚)肌肉中富集浓度高达46,000 ng/g脂重,其α-异构体因脂溶性强更易在顶级捕食者中累积。TBBPA的log BAF在浮游动物中为2.57–4.48,低于HBCDs但仍具生态风险。OPEs如TEHP在珊瑚礁鱼类中浓度达2090 ng/g脂重,且烷基OPEs在底栖生物中富集显著。生物富集因子(BAF)与沉积物-生物累积因子(BSAF)数据证实EFRs沿食物网传递并可能引发毒性效应。
紫外光照下,EFRs通过·OH自由基、水合电子(e–aq)等活性物种触发降解。CPs在UV/H2O2体系中经脱氯反应生成氯代醇,降解率与氯含量正相关(60%–82%)。HBCDs在中性环境中 debromination 生成环十二烷醇衍生物,最终矿化为CO2和H2O。TBBPA在腐殖酸存在下通过单线态氧(1O2)氧化生成2,6-二溴酚等副产物,其毒性可能高于母体。OPEs如TCPP经·OH攻击磷酸酯键生成羟基化产物(TCPP–OH),降解产物极性增强但部分保留内分泌干扰活性。光解过程受pH、溶解有机质(DOM)及离子强度调控,自然水体中转化速率缓慢且可能生成持久性有毒产物。
EFRs的持久性、生物累积性及转化产物毒性对海洋生态系统构成多重威胁。现有分析方法仍受基质抑制、标准物质缺乏及异构体分辨力不足限制。未来需开发基质通用型萃取材料、自动化前处理平台及非靶向筛查协议,重点研究开阔海域与极地环境中MCCPs/LCCPs的迁移规律,并建立基于机理的生态风险模型,为全球海洋污染治理提供科学支撑。
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