《Journal of Environmental Sciences》：Simultaneous determination and process-dependent fate of decabromodiphenyl ethane and its transformation products in sewage sludge using HPLC-APCI-MS
编辑推荐：
•首次在污水处理厂污泥中定量检测七种 DBDPE 脱溴产物。•DBDPE 是主要污染物，平均值为 369.33 ng/g 干重，远高于全球水平。•顺序和连续脱溴途径共存，受好氧单元强烈影响。•PCA 揭示了直接工业/家庭输入和原位降解是主要来源。引言十溴二苯乙烷（DBDPE）
- •
首次在污水处理厂污泥中定量检测七种 DBDPE 脱溴产物。
- •
DBDPE 是主要污染物，平均值为 369.33 ng/g 干重，远高于全球水平。
- •
顺序和连续脱溴途径共存，受好氧单元强烈影响。
- •
PCA 揭示了直接工业/家庭输入和原位降解是主要来源。
引言
十溴二苯乙烷（DBDPE）是十溴二苯醚（BDE-209）的主要替代品（Hardy 等，2012），由于其优越的性能，已广泛应用于电子、建筑材料、家居用品、塑料和纺织品中。全球对 DBDPE 的需求持续上升（Shen 等，2019；Wang 等，2012）。作为添加剂型阻燃剂，DBDPE 与聚合物基质缺乏稳定的化学键合，促进了其在产品生命周期中的释放及随后进入环境（Xiang 等，2014）。这种持续的排放使 DBDPE 成为一种无处不在的污染物，已有报道在城市灰尘（Bu 等，2018）、室内灰尘（Ma 等，2024）、偏远地区的土壤和沉积物（Xiong 等，2019）甚至极地生物（de Wit 等，2009）中检测到；（Covaci 等，2011；Drage 等，2016；Gauthier 等，2007；Li 等，2018；Ricklund 等，2009；Shi 等，2009；Stuart 等，2008；Venier 和 Hites，2008）。与母体化合物相比，DBDPE 的环境风险可能因其转化产物而进一步放大。研究表明，DBDPE 在光解、热和微生物条件下经历脱溴过程，类似于十溴二苯醚（BDE-209），产生一系列低溴化二苯乙烷（low-BDPEs），如九溴 -BDPEs、八溴 -BDPEs 和七溴 -BDPEs.（Wang 等，2012）。这些脱溴产物通常比母体化合物表现出更高的生物有效性、生物累积潜力和毒性，代表着不可忽视的二次环境风险（Klimm 等，2019）。然而，用于在复杂环境基质中选择性和灵敏地检测这些低浓度脱溴产物的可靠方法仍然稀缺，严重限制了对 DBDPE 造成的整体环境风险的准确评估。
城市污水处理厂（M-WWTPs）是城市水循环的关键节点，作为有机污染物的主要汇和转化场所 . DBDPE 作为一种广泛使用的添加剂型阻燃剂，通过工业废水、生活污水和大气沉降进入这些系统，其强疏水性促进了在活性污泥中的积累（Ricklund 等，2010）。新兴证据表明，污泥中 DBDPE 的浓度正在迅速上升；例如，在西班牙，水平从 2002 年的 6.0 ng/g 干重增加到 2009 年的 81.0 ng/g 干重，在北美和欧洲也观察到了类似的趋势（Gorga 等，2012）。在中国，区域调查显示污染水平与工业活动密切相关，作为电子制造业中心的广东省，其污泥中的 DBDPE 浓度明显高于其他地区（Wu 等，2016）。这些发现表明，M-WWTPs 不仅是 DBDPE 的储存库，还可能作为促进高风险脱溴产物形成和释放的“反应器”。我们之前的工作成功合成和分离了多种 DBDPE 脱溴产物（Zeng 等，2025），能够对工业环境样品（工业废水：421.2 ng/L DBDPE，40.6 ng/L 九溴 -BDPEs，90.7 ng/L 八溴 -BDPEs-3，25.3 ng/L 七溴 -BDPEs-1；土壤：173.3 ng/g 干重 DBDPE，2.2 ng/g 干重八溴 -BDPEs-2）进行定量分析和初步检测。然而，大多数关于大规模废水处理系统的研究仅专注于母体化合物。由于分析限制，DBDPE 的脱溴行为、其转化产物的分布及其最终归宿——特别是在 A2/O 或氧化沟等处理工艺造成的多样氧化还原条件下——在很大程度上仍未被探索，代表了当前知识中的一个黑箱。
因此，本研究专注于中国广东省的城市污水处理厂，代表五种典型处理工艺，旨在系统地解决上述知识和方法论差距。这五种工艺是改进的厌氧 - 缺氧 - 好氧工艺（iA2/O）、厌氧 - 缺氧 - 好氧工艺（A2/O）、厌氧 - 好氧工艺（A/O）、氧化沟和连续循环曝气系统（CCAS）。我们结合实验室合成的 DBDPE 脱溴产物标准品，开发和优化了一种 HPLC–APCI–MS 方法，能够在污泥基质中高信噪比、选择性和准确地定量检测 DBDPE 及其主要脱溴产物，包括九溴 -BDPEs、八溴 -BDPEs、七溴 -BDPEs 和六溴 -BDPEs。基于这种方法，我们系统地调查了这些污染物在污泥中的浓度水平、同系物分布和空间出现模式。进一步采用相关性分析和主成分分析来阐明污水处理厂中 DBDPE 的潜在脱溴途径和污染源。本研究不仅填补了关于 DBDPE 脱溴产物在全规模处理系统中存在的关键知识差距，还提供了稳健的分析框架以支持未来研究，为优化处理工艺和减轻 DBDPE 及其高风险转化产物的环境释放提供了宝贵的科学证据。
章节摘要
试剂与仪器
DBDPE 标准品购自中国计量科学研究院。3,3',4,4'-四溴联苯醚（BDE-77）购自 AccuStandard（美国纽黑文）。同位素标记标准品 13C-BDE-209 购自 IsoReag（上海振准生物技术有限公司，中国）。使用了我们实验室之前合成的八个 DBDPE 脱溴产物标准品，包括一种九溴 -BDPE、四种八溴 -BDPEs（octa-BDPEs-1, octa-BDPEs-2, octa-BDPEs-3, octa-BDPEs-4）、两种
DBDPE 和不同废水处理工艺中脱溴产物的浓度水平
对 23 个预处理污泥样品进行 HPLC–APCI–MS 分析，使用内标计算浓度，揭示所有样品中均存在 DBDPE 及其脱溴产物，其分布模式如图 2 所示。在全规模污水处理厂中，不同处理工艺和单元（如氧化还原条件和污泥停留时间）形成的微环境，显著影响污染物的降解和转化机制，
结论与未来展望
本研究系统地阐明了 DBDPE 及其脱溴产物在广东省五个代表性城市污水处理工艺污泥中的存在和转化模式。通过首次建立并应用 HPLC–APCI–MS 方法，首次在污水污泥中定量检测了七种 DBDPE 脱溴产物。这种分析方法为研究提供了可靠工具，填补了关键数据差距，在
竞争利益声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
CRediT 作者贡献声明
Yongchao Lei: 写作 - 原稿，形式分析，数据整理。 Wenrui Zhang: 写作 - 审阅与编辑，方法论，调查，概念化。 Yanlong Wang: 验证。 Jianjiang Lu: 形式分析。 Biao Kong: 调查。 Xuelong Lv: 监督。 Peng Liang: 监督，资金获取。 Haifeng Zhou: 监督。 Junhui Chen: 软件，资源，方法论。 Shuqun Zhu: 调查。
竞争利益声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
本工作得到了山东省自然科学基金（No. ZR2025MS659）和中国国家自然科学基金（Nos. 42107284, W2412090 and 22406116）的支持。
Yongchao Lei|Wenrui Zhang|Yanlong Wang|Jianjiang Lu|Biao Kong|Xuelong Lv|Peng Liang|Haifeng Zhou|Junhui Chen|Shuqun Zhu
