合成酚类抗氧化剂及其在中国城市垃圾填埋场渗滤液中的转化产物：存在情况、归趋及生态风险

《Environmental Research》：Synthetic phenolic antioxidants and their transformation products in Chinese municipal landfill leachates: Occurrence, fate, and ecological risk

　　

摘要

合成酚类抗氧化剂（SPAs）是广泛使用的添加剂，它们容易在环境中发生转化。然而，目前的研究对高分子量（HMW，分子量≥450 Da）SPAs在环境中的存在、命运及潜在风险关注较少。特别是，很少有研究同时探讨低分子量（LMW，分子量<450 Da）和HMW SPA及其典型转化产物（TPs）在垃圾填埋场渗滤液中的关系。在这项研究中，我们测量了来自中国36个城市47个市政垃圾填埋场的原始渗滤液中的12种LMW SPA和9种HMW SPA以及5种TPs。SPA的总浓度范围为12.7至1710 μg/L（中位数：205 μg/L）。HMW SPA的检测频率和浓度通常较低，而LMW SPA的主要成分是2,4-二- tert-丁基酚（DBP，48.3%）、2,6-二- tert-丁基-4-乙基酚（BHEB，40.1%）和2,6-二- tert-丁基-4-甲基酚（BHT，7.41%）。同时，TPs被广泛检测到，主要包括3,5-二- tert-丁基-4-羟基苯甲酸（BHT-COOH，中位数：68.1 μg/L）和3,5-二- tert-丁基-4-羟基苯甲醛（BHT-CHO，中位数：15.4 μg/L）。根据垃圾填埋场的使用年限将其分为三个时间段，TPs在第二阶段（5–10年）的浓度明显高于使用年限小于5年和大于10年的填埋场。BHT的浓度在各组中呈下降趋势，而DBP和BHEB在所有组中的浓度始终保持较高。此外，渗滤液的物理化学性质与主要存在的LMW SPA及其TPs相关，表明这些化合物在垃圾填埋场渗滤液中的存在可能受到直接渗滤和原位转化的影响。基于保守的危害评估，DBP和BHEB被确定为未经处理的渗滤液中对生态风险的主要贡献者。这些发现强调了在渗滤液处理过程中有针对性地去除这些化合物的必要性。

章节摘录

引言

合成酚类抗氧化剂（SPAs）是一类全球生产、大规模应用的添加剂，广泛用于橡胶（Wu等人，2024年）、塑料（Wang等人，2021年）、燃料（Jia等人，2022年）、食品和个人护理产品（Ilie-Mihai和van Staden，2024年；Ji等人，2026年）以及服装（Ji等人，2024年）。它们的设计目的是通过捕获过氧基自由基来阻止氧化链反应，从而延缓有机基质的衰老和降解（Liu和Mabury，2020b）。

化学品和试剂

本研究中的LMW和HMW SPA是根据450 Da的分子量截止值进行定义的。这一截止值是根据先前研究（Liu和Mabury，2020b）的分类框架选择的。从相关机构购买了21种SPA和5种TPs的参考标准品，包括BHT-COOH、BHT-Q、3,5-二- tert-丁基-4-羟基苯甲醛（BHT-CHO）、2,6-二- tert-丁基-4-（羟基甲基）酚（BHT-OH）和2,6-二（ tert-丁基）-4-羟基-4-甲基-2,5-环己二烯-1-酮（BHT-quinol）。

垃圾填埋场渗滤液中SPA的存在

本研究聚焦于中国36个典型城市垃圾填埋场渗滤液样本中的9种HMW SPA和12种LMW SPA。所有21种SPA都被检测到，总浓度（∑SPAs）范围为12.7至1.71 × 10³ μg/L（中位数：205 μg/L）（表1）。几种LMW SPA的检测频率较高（DFs >50%），包括BHEB（97.9%）、DBP（91.5%）、4-tOP（85.1%）和BHT（66.0%）。值得注意的是，HMW SPA的检测频率普遍较低，范围为4.26%至40.4%。从浓度来看，LMW SPA占主导地位。

结论

本研究调查了36个中国城市垃圾填埋场渗滤液中21种SPA和5种TPs的存在、时间变化及生态风险。所有目标化合物都被检测到，其中DBP和BHEB占污染的主导地位。相比之下，HMW SPA的检测频率和浓度较低。同时，TPs被广泛检测到，并且达到相对较高的浓度。值得注意的是，BHT-COOH和BHT-CHO是最丰富的化合物，表明像BHT这样的SPA会发生...

CRediT作者贡献声明

Wei Huang： 实验研究。 Da Chen： 文章撰写——审稿与编辑，监督。 Shanquan Wang： 资源提供。 Qianwen Chen： 文章撰写——初稿，方法学设计，实验研究，数据整理，概念构建。 Long Zhang： 方法学设计，实验研究。 Xiaotu Liu： 文章撰写——审稿与编辑，文章撰写——初稿，监督，概念构建。

美国环境保护署，2017年；美国环境保护署，2026年。

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

本研究的支持数据可向通讯作者索取。

本工作得到了中国国家自然科学基金（项目编号：22522604和42477236）和广东省基础与应用基础研究基金会（项目编号：2024B1515020050）的支持。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：22522604和42477236）和广东省基础与应用基础研究基金会（项目编号：2024B1515020050）的财政支持。

Qianwen Chen | Long Zhang | Shanquan Wang | Wei Huang | Da Chen | Xiaotu Liu 广东省环境与气候学院，广州大学环境污染与健康重点实验室，中国广州，510632