（环境工程专业论文）浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析.pdf

浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特 征分析 摘要 有机氯农药( o c p s ) 是一种人工合成的持久性有机污染物( p o p s ) ，主要包 括六六六( h c h s ) 、滴滴涕( d d t s ) 和氯丹( c h l s ) 。由于它们溶解度低和辛 醇水分配系数( k o w ) 高，o c p s 逐渐沉积于海洋底泥中，由于它们具有较高的 亲脂性，o c p s 由此进入海洋食物链进行生物累积和放大。同时，由于o c p s 大 多具有致畸、致癌、致突变作用，所以全球对o c p s 的关注近年来日渐升温。 为了了解浙江毗邻海域不同生物体内o c p s 含量和挑选最适宜的o c p s 指示 生物，本课题首先挑选了舟山渔场海域的5 种经济型海洋生物进行o c p s 监测。结 论可知，贝壳类较鱼类和虾类具有更强生物富集趋势，适宜作为指示生物。随后 在2 0 1 0 年采集了浙江省沿海9 各站点的四种经济型双壳类生物以进一步监测浙江 毗邻海域生物体内o c p s 残留、组成和对映体分数。课题主要结论如下： ( 1 ) o c p s 在浙江省毗邻海域海产品( 主要包括龙头鱼、中华管鞭虾、中国毛 虾、僧帽牡蛎、厚壳贻贝、缢蛏、毛蚶、青蛤、花蛤) 中均有检出，总体水平为 5 1 6 - 4 3 7 4 8n g g 湿重，2 0 0 8 年舟山5 个站点中o c p s 残留最高的站点为定海港， 2 0 1 0 年浙江省沿海9 各站点中o c p s 污染最多的站点为瑞安，总体来说，浙江省 毗邻海域海产品中o c p s 残留处于全国中等水平。 ( 2 ) d d t s 为o c p s 主要残留形式，含量范围为4 1 6 - 4 3 1 0 2n g g ；c h l s 的含 量水平为0 1 3 - 3 9 4n g g ；h c h s 含量范围为o 5 7 - 2 8 1n g g 。 ( 3 ) 鱼类、虾类和贝类三类海产品中o c p s 富集能力最强的为贝类，适用于 作为o c p 海洋环境监测的“指示生物”。 ( 4 ) 对其组分分析结果进一步表明，浙江省毗邻海域h c h s 以老源为主，d d t s 和c h l s 近期可能有新的污染源输入，其中d d t s 的新源可能来自三氯杀螨醇。 ( 5 ) 对四种双壳类不同种类分析后可得，在大多数站点中毛蚶和牡蛎o c p s 的富集能力较花蛤和青蛤更强，尤其在d d t s 的富集水平上，其中花蛤和青蛤体 内o c p s 含量较为接近，可能与其同属于帘蛤科有关，另外，花蛤体内o c p s 含 浙江工业人学硕 ：论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 量在大多数站点中最低，可能与其脂肪含量最小有关。 ( 6 ) 在对所有海产品进行五种手性农药的对映体分析后，o , p - d d d 在大多 数样品中主要以外消旋的形式存在，其他四种手性农药均存在明显的对映体过 剩。在与周边底泥中a h c h 、o , p d d d 和o , p d d t 的e f 值比较最终生物体内 对映体过剩来源后表明，生物体内对映体过剩主要来源可能来自于环境中非外消 旋体的直接摄入和生物体内酶的手性选择性代谢的双重作用。 ( 7 ) 除了瑞安的毛蚶，估计每日每体重由浙江毗邻海海产品摄入o c p s 的质 量( e d i ) 水平远低于f a o 厂w h o 推荐的每日每体重允许摄入量( a d i s ) 和欧盟 的食品安全标准，说明该该地区居民海鲜类食用的健康风险较低。 关键词：浙江，有机氯农药，海洋生物，手性，源解析，安全评价 浙江f i 业人学硕 j 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 r e s i d u e sa n dc h i r a ls i g n a t u r e so fo r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e si n m a r i n eo r g a n i s m sf r o mc o a s t a la r e ao f z h e ji a n gp r o v i n c e a b s t r a c t o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e s ( o c p s ) ，s u c ha sh e x a c h l o r o c y c l o h e x a n e s ( h c h s ) ， d i c h l o r od i p h e n y lt r i c h l o r o e t h a n e s ( d d t s ) a n dc h l o r d a n e s ( c h l s ) a r ek n o w nt ob e a r t i f i c i a lp e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ( p o p s ) b e c a u s eo ft h e i rl o ww a t e rs o l u b i l i t y a n dh i g hn - o c t a n o l w a t e rp a r t i t i o nc o e f f i c i e n tv a l u e s ( k o w ) ，o c p sa r es u b s e q u e n t l y s t o r e di n t ot h es e d i m e n t si nt h eo c e a na n dt h e nb i o a c c u m u l a t e da n dm a g n i f i e di nt h e m a r i n ef o o d c h a i nd u et ot h e i rl i p o p h i l i c i t y m e a n w h i l e ，m o s to c p sh a v et h ee f f e c t so f c a r c i n o g e n i c i t y , t e r a t o g e n e s i sa n dm u t a g e n e s i s s oo c p sh a v en o wr e p r e s e n t e da n i n c r e a s i n gc o n c e r nf o rs e v e r a ld e c a d ey e a r sa l lo v e rt h ew o r l d i no r d e rt oe s t i m a t et h ec o n t e n t sa n dc o m p o s i t i o n so fo c p si nd i f f e r e n tm a r i n e o r g a n i s m ss p e c i e sa n dc h o o s et h es u i t a b l eo n ea ss e n t i n e lo r g a n i s m sf o rm o n i t o r i n g o c p si na d j a c e n ts e aa r e ao fz h e j i a n gp r o v i n c e ，z h o u s h a nf i s h i n ga r e aw a sc h o s e na s t h ef i r s ta r e at oi n v e s t i g a t ei nt h i ss t u d y t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ea c c u m u l a t i o n a b i l i t yo fo c p si ns h e l l f i s hw a sm u c hs t r o n g e rt h a nt h a ti ns h r i m pa n df i s ha n dc a nb e u s e da st h es e n t i n e lo r g a n i s m s t h e nf o u rc o m m o n l ys e e nb i v a l v e sw e r ec o l l e c t e d f r o m9l o c a t i o n sa l o n gt h ez h e j i a n gp r o v i n c ei n2 010t od e t e r m i n et h ec o n t e n t s ， c o m p o s i t i o n sa n dc h i r a ls i g n a t u r e so fo c p si no r g a n i s m sf o ma d j a c e n ts e aa r e ao f z h e j i a n gp r o v i n c e t h em a i nc o n c l u s i o n si nt h ep a p e rw e r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) o c p s w e r ed e t e r m i n e di no u rs a m p l e s ( c o n c l u d e db o m b a yd u c k ，s o l e n o c e r a c r a s s i c o r n i s ，a c e l e sc h i n e n s i s ，g i a n tp a c i f i co y s t e r ，m y t i l u sc o f u s c u s ，s i n o n o v a c u l a c o n s t r i c a t a ，s c a p h a r c as u b c r e n a t a ，c y c l i n as i n e n s i sa n dr u d i t a p e sp h i l i p p i n ) f r o m a d j a c e n ts e aa r e ao fz h e j i a n gp r o v i n c e t h ec o n c e n t r a t i o n so fo c p sr a n g e df r o m 6 0 0 4 31 0 2n g g ，w e tw e i g h t t h em o s tc o n t a m i n a t i v el o c a t i o n sw e r ed i n g h a i b a y a n dr u i a na m o n g5l o c t i o n so fz h o u s h a ni n2 0 0 8a n d9l o c t i o n sa l o n gz h e j i a n g 浙江t 业人学倒 上论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 p r o v i n c e ，r e s p e c t i v e l y o nt h ew h o l e ，t h ep o l l u t i o no fo c p s i nt h es t u d ya r e aw a sa t t h em e d i u m1 e v e l ( 2 ) t h em a i no c p si ns a m p l e sw a sd d t s ，w h i c hr a n g e df r o m4 16t o4 31 0 2n g g ； t h er e s i d u a lo fc h l sa n dh c h sr a n g e df r o mo 13t o3 9 4n g ga n d0 5 7t o2 81 n g g ， r e s p e c t i v e l y ( 3 ) t h ea c c u m u l a t i o na b i l i t yo fo c p si ns h e l l f i s hw a sm u c hs t r o n g e rt h a nt h a ti n s h r i m pa n df i s h t h u s ，s h e l l f i s hc a nb eu s e da ss e n t i n e lo r g a n i s m sf o rm o n i t o r i n g o c p si nc o a s t a le c o s y s t e m s ( 4 ) t h ec o m p o s i t i o np r o f i l e si n d i c a t e dt h a tt h er e s i d u e so fh c h si nt h e s es e a f o o d s m a i n l yo r i g i n a t e df r o mt h eh i s t o r yu s a g eo ft e c h n i c a lo c p s ，w h i l ed d t sa n dc h l s m a yh a v en e wi n p u t s t h en e wi n p u t so fd d t sm a yr e f e rt od i c o f 0 1 ( 5 ) a m o n gf o u rs p e c i e so fb i v a l v e s ，s i n o n o v a c u l ac o n s t r i c a t aa n ds c a p h a r c a s u b c r e n a t as h o w e ds t r o n g e ra b i l i t yt h a nc y c l i n as i n e n s i sa n dr u d i t a p e s p h i l i p p i ni n t h ea c c u m u l a t i o no f o c p s ，e s p e c i a l l yf o rt h ed d t s t h ef a c tt h a tc y c l i n as i n e n s i sa n d r u d i t a p e sp h i l i p p i nb o t hb e l o n gt ov e n e r i d a em a yl e a dt ot h ea p p r o x i m a t eo c p s r e s i d u ei nc y c l i n as i n e n s 西a n dr u d i t a p e sp h i l i p p i n i na d d i t i o n ，r p h i l i p p i nw a si nt h e l e a s tc o n c e n t r a t i o no fo c p si nm o s ts i t e sa n di tm a yc o n t r i b u t et oi t sl e a s tl i p i d c o n t e n ti nm o s tl o c a t i o n s ( 6 ) t h ee n a n t i o m e r i cf r a c t i o n s ( e f s ) o fa - h c h ，t r a n s - c h l o r o d a n e ( t c ) ， c i s c h l o r o d a n e ( c c ) ，o , p 一d d ta n do , p d d dw e r ed e t e r m i n e d t h er e s u l t ss h o w e d t h a ta l lc h i r a lo c p sb u to , p d d dh a v eo b v i o u s l ye n a n t i o m e r i ce x c e s s w h e nw e c o n t r a s t e do u rr e s u l tw i t ht h ee f so f a - h c h ，o , p 。- d d da n do , p 一d d ti nt h ea r o u n d s e d i m e n tt ot r a c et h en o n r a c e m i s m ，w ei n f e r r e dt h a tt h em a i nr o u t e sf o rn o n e r a c e m i c o c p si no r g a n i s m sa r e m a i n l yr e l a t i v et ob o t hd i f f u s i v ep r o c e s s e sw i t hn o s t e r e o s p e c i f i c i t ya n de n a n t i o s e l e c t i v i t y 浙江工业大学颁f j 论文1 v 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 ( 7 ) e x c e p t t h es c a p h a r c as u b c r e n a t af r o mr u i a n ，e s t i m a t e dd a i l yi n t a k e ( e d l ) o f o c p sf r o mc o n s u m p t i o nt h es e a f o o df r o ma d j a c e n ts e aa r e ao fz h e j i a n gp r o v i n c e w e r ef a rb e l o w a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e s ( a d i s ) r e c o m m e n d e db yt h e t h ef o o da n d a g r i c u l t u r eo r g a n i z a t i o na n dw o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i o n ( f a o w h o ) a n dt h e m a x i m u ma d m i s s i b l ec o n c e n t r a t i o no fo r g a n o c h l o r i n er e s i d u e se s t a b l i s h e db yt h ee u k e y w o r d s ：z h e j i a n gp r o v i n c e ，o c p s ，m a r i n eo r g a n i s m s ，c h i r a l i t y , s o u r c e ，s a f e t y e v a l u a t i o n v 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 符号说明 p o p s o c p s d d t s h c h s c h l s c c t c g c e c d m s k o w b c f e p a f a o w h o e d l a d i e f 持久性有机污染物 有机氯农药 滴滴涕 六六六 氯丹 顺式氯丹 反式氯丹 气相色谱仪 电子俘获检测器 质谱仪 辛醇水分配系数 生物富集因子 美国环境保护局 联合国粮食与农业组织 世界卫生组织 人体单位体重每日摄入农药量 每日人体单位体重可摄入农药量 对映体比值 浙江工业人学顾一：论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 1 1 引言 第一章绪论 有机氯农药( o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e s ，o c p s ) 隶属于持久性有机污染物 ( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ，p o p s ) ，是一种典型的人工合成且易污染环境的有 机农药，主要包括滴滴涕( d d t s ) 、六六六( h c h s ) 、氯丹( c h l s ) 、狄氏剂、异 狄氏剂、艾氏剂、七氯和三氯杀螨醇等。 进入环境的o c p s 具有相似的迁移转化特性，它们可以通过干、湿沉降、地 表径流和大气传输等过程到达海洋。o c p s 的高疏水性和高亲脂性同样使其能够 随海洋食物链积累、放大并长期污染海产品，因此对含o c p s 海产品的食用也就 成为人类，特别是沿海居民，暴露于此类污染物的主要途径之一。 从立体化学结构来看，多种o c p s 及其代谢物都是具有手性的。如a h c h ， o , p d d t ，o , p d d d ，顺式一氯丹，反式氯丹，氧氯丹，七氯，环氧七氯和毒杀 酚等等。手性化合物的一对对映体间的物理化学性质基本相同，但是由于化合物 在生物体内的最终分子靶标，如酶、受体等本身就是手性分子，所以他们在生物 体内所经历的一系列生物过程都存在着严格的对映体匹配原则，致使生物体选择 性地吸收、转化和代谢手性分子。由此，虽然手性的o c p s 以外消旋体( 对映体 比为1 ：1 ) 的形式施用并排放到环境中，但是在经历一系列的环境过程以后，其 对映体比会发生改变。由于不同生物体内对映体过剩的改变一般仅由生物积累或 生物转化造成，而与非生物过程无关，所以手性化合物在生物体内的对映体分数 ( e f ) 或对映体比是研究生物积累、生物转化的灵敏指标，是研究它们随食物 链迁移转化的良好手段。有研究表明，e f 或e r 值的测定在有机污染物随食物 链迁移转化的研究中甚至与同位素示踪具有相似的效果。近期的报道进一步发现 手性o c p s 的多种毒性作用，如致癌性和内分泌干扰等也具有对映体选择性。当 出现对映体过剩时，一种对映体比另一种对映体多。由于对映体生物活性的不同， 此时若仍用其两种对映体总量为指标来评价其生态毒理效应，就可能对其造成环 境风险的高估或低估。由此可见，对手性o c p s 的环境安全性评价应该在对映体 水平上加以研究。 浙江丁业大学硕t 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 浙江是海洋大省，具有全国最长的海岸线，包含中国最大的海洋渔业基地一 舟山渔场，为我国东部沿海地区提供了大量的渔业资源。浙江省地处东南沿海和 长江三角洲南翼，位于1 1 8 0 - 一1 2 3 0 e 、2 7 0 1 2 - - 3 1 0 3 1 n 之间，东临东海，南接 福建，西与江茜和安徽相连，北与上海和江苏为邻，是全国社会、经济和文化最 为发达的省份之一。海洋为浙江省提供巨大的区位优势和丰富的“港、渔、景、 油、涂”等资源，据统计，“十五”时期浙江省海洋经济以年均1 9 3 的高增长率 快速发展。2 0 0 7 年，全省海洋经济总产出达4 5 0 8 亿元，增加值1 5 5 4 亿元，占 全省g d p 的比重上升到8 4 ，海洋经济成为浙江省国民经济新的增长点。但在 海洋经济快速发展的同时，海域环境污染和生态问题也目益突出，已经对浙江省 的海洋经济造成较大的威胁，并逐渐成为制约浙江省海洋经济发展的瓶颈。 1 2 有机氯农药概述 有机氯农药的使用可追溯到1 9 3 8 年，当时，瑞士科学家m u l l e r 合成了滴滴涕 ( d d t s ) ，用以杀灭危害马铃薯的甲虫虫害上并取得了巨大的成功，滴滴涕也成为 那个年代里最有效的杀虫剂。发明者m u l l e r 因此获得了诺贝尔奖，并随后掀起了 研制有机合成农药的热潮。1 9 4 2 年，六六六( h c h s ) 在英法等国研制成功；随 后是氯丹( c h l s ) 、七氯、艾氏剂、狄氏剂和毒杀芬等有机氯农药的相继面世； 1 9 5 0 年科学家研制出了异狄氏剂和硫丹。由此，有机氯农药迎来了其应用的高潮， 由于其极佳的杀虫效果，粮食产量得到了大大的提高，与此同时，在第二次世界 大战期间，滴滴涕还被成功的运用于消灭虱子和跳蚤，因此有机氯农药很快在农 业和卫生领域上受到世界各国人民的热捧。 而当人们还沉浸在有机氯带给人类的各种好处时，1 9 6 2 年，美国生物学家 莱切尔卡逊( r c a r s o n ) 女士出版的寂静的春天指出了有机氯农药极具危 害的另一面，引起了全世界的轰动，使大量科学家转向有机氯农药对生态环境影 响的研究。研究发现，2 0 世纪6 0 年代末开始，北美和欧洲地区出现了有关有机 氯农药尤其是d d t 及其代谢产物d e e 引起鸟类和海洋哺乳类动物的生殖损坏， 并且这些化学物质在污染源附近以及距离几千公里之遥的地方都引起了负面效 应 i ，2 。另外，大量生产和使用的有机氯农药可以通过空气、水、土壤等潜入农 作物，通过饲料、饮用水进入畜体，继而通过食物链进入人体累积并放大，危害 浙i i i t 业人学倾t 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 人体的神经系统和肝脏功能，可引起皮肤癌，使胎儿畸形或致死。有机氯农药的 特性可概括为高稳定性、难降解性、长距离迁移性和“三致”作用( 致癌、致畸、 致突变【3 1 ) ，因此o c p s 现已基本能在全球范围内的多种环境介质中检出1 4 卅。此 外，o c p s 的亲脂性较高，能通过食物链积累、放大，对于那些处于食物链顶端 的高等捕食者的影响最大，人类作为食物链中的最高捕食者，无疑将会成为o c p s 的最终接纳处。 表2 - 1 部分有机氯农药的主要理化参数( 2 0 2 5 0 c ) 1 8 - 9 】 t a b2 - ip h y s i c o c h e m i s t r yp a r a m e t e r so fs o m eo c p s ( 2 0 2 5 。c ) 由此，2 0 0 1 年5 月2 2 2 3 日，联合国环境规划署在瑞典首都斯德哥尔摩组 织召开了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约外交全权代表会议，会议 上通过了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约( 简称( ( p o p s 公约并明 确指出：将滴滴涕( d d t ) 、艾氏齐j ( a l d r i n ) 、狄氏剂( d i e l d r i n ) 、异狄氏剂( e n d r i n ) 、 氯丹( c h l o r d a n e ) 、七氯( h e p t a c h l o r ) 、灭蚁灵( m i r e x ) 、毒杀酚( t o x a p h e n e ) 和六氯苯( h e x a c h l o r o b e n z e n e ) 等9 种o c p s 确认为首批持久性有机污染物。2 0 0 4 年8 月，欧盟在一份题为“化学污染：委员会想从世界上清除更多的肮脏物质” 的新闻稿中提议在( ( p o p s 公约中新加入包括六六六( 包括林丹) 、五氯苯、 多氯化萘( p c n ) 和短链氯化蜡等在内的9 种新p o p s 。由此，人类向p o p s 宣 战的进程正式开启。白上世纪7 0 年代始有机氯农药已在全球范围内陆续被禁用， 浙江t 、i k 久学n 砸 t 夸女3 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 如瑞士在1 9 7 0 年禁用o c p s ，美国于1 9 7 2 年禁用，意大利于1 9 7 8 年禁用。o c p s 在我国的生产和使用历史主要主要为1 9 6 5 年开始生产，1 9 7 4 年开始投入使用， 在1 9 8 3 年才开始逐步禁止有机氯农药的使用，在此期间中国是仅次于美国的有 机氯农药生产大国，主要使用和生产的有机氯农药为h c h s 和d d t s ，3 0 年中累 积生产滴滴涕4 0 多万吨1 7 1 ，六六六4 9 0 多万吨，占据了当时农业全部农药产量 的5 0 - 6 0 。但是，有机氯农药在中国的使用和生产并未从1 9 8 3 年后就彻底根除， 鉴于中国的国情，中国政府特向( p o p s 公约申请了5 年针对h c h s 、d d t s 、 氯丹和灭蚁灵等四种o c p s 的特定豁免，具体为滴滴涕4 0 0 0 吨，六六六1 4 万多 吨，氯丹1 6 0 吨，主要用于防治一些特定病虫害、防疫和用于出口。 11 2 1 六六六 六六六( h e x a c h l o r o c y c l o h e x a n e ，h c h ) ，即六氯环己烷，分子式为c 6 h 6 c 1 6 。 六六六纯品为无色细针状或小片状晶体，工业品为淡黄色或棕色晶体，易升华， 有刺激性臭味。主要用于防治麦类黑穗病、飞蝗、荒滩竹蝗等。 六六六为一种混合异构体，其主要成分为a 、声一、y 、6 、乒、叩和良， 其中，前四种最常见为主要成分。市面上使用过的六六入主要两种，一种为由8 种异构体混合的工业h c h s ，其成分主要为：6 0 7 0 的a h c h ，5 1 2 的 f l - n c n ，1 0 1 2 的y - h c h ，6 1 0 的6 - h c h ，3 4 的其他异构体和化合物1 1 0 j ： 另一种为，y - h c h 为其主要组成成分，超过林丹总量的9 9 ，主要用作林业、 果树和拌种。由表2 1 可以看出，相对其他异构体而言，6 c h c h 和7 - h c h 在自 然环境中不稳定，降解速度较快；一h c h 分子结构对称性较好，理化性质性质 相对稳定，挥发性较低，难于降解，为h c h 所有异构体中最稳定的一种。另外， 也有研究发现n h c h 和y - h c h 在一定条件下可以转化为h c h 【1 1 , 1 2 o 所以如果 没有新的污染源，环境中的h c h s 应主要以f l - h c h 的形式存在，由此，可用f l - h c n 在h c h s 的百分含量较原来的1 2 的大幅上升判断本地h c h s 污染主要为历史残 留，反之可能有新污染源。此判定方法为分子标志( m o l e c u l a rm a k e r s ) 示踪法， 可根据有机氯农药各异构体组成特征来分析其来源1 1 3 】。相同的，利用以一h c h 与 y h c h 的比值可分析判断h c h s 的来源主要为工业h c h s 还是林丹。如上所述， 原工业h c h s 中a y h c h 介于5 7 之间，而林丹的& ) ，h c h 几乎为0 ，由于y - h c h 浙江t ：业人学颂t j 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 较仅h c h 降解更快，且在一定条件下y - h c h 能转化为a h c h ，当工业h c h s 进入环境后，a y h c h 比值将会升高；而如为林丹污染将会使环境中的嘶h c h 值变小。因此当环境中0 c c ，认为t c 比c c 更易降解，随着 大气传输距离的增大，比值t c c c 减小。s h e n 等【2 l 】对北美大气中氯丹残留研究 结果表明t c c c 比值随着污染物迁移距离增大而减小，即在迁移过程中t c 比 浙江t _ ! l k 人学倾i j 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 c c 在气相中降解或去除率更高。 氯丹的主要靶器官是神经系统，有实验发现，氯丹在人体代谢后，会转化为 毒性更强的环氧化物，使血钙降低，引起中枢神经的损伤，急性中毒主要症状为 中枢神经系统兴奋，如激动、震颤、全身抽搐等。 1 3 海洋生物样品中有机氯农药分析方法概述 研究o c p s 的环境存在、分布、迁移、转化、归宿、代谢等都离不开环境分 析，环境分析是展开o c p s 研究不可缺少的基础和手段，其主要可分为采样、前 处理和仪器分析等三个步骤，随着分析仪器自动化程度以及灵敏度、精密度的提 高，样品分析的好坏关键在于样品前处理。 1 3 1 生物样品采集 生物样品的采集由于数量较多，应尽可能安排在同一时间，同时必须考虑生 物活动周期。采集鱼类样品的方法主要有：手动网、钓鱼、筛网、拖网、电鱼等 必须确保采样器和样品容器的足够干净，测定每次采集鱼体的长度和质量；采集 贝类生物时可用手抓或者用工具捞，可从河流、湖泊或者海底获得，采集后的样 品保存于干净的玻璃瓶或者聚四氟乙烯袋中，样品当场用冰块保存运回，到实验 室之后应尽快处理和分析样品。 1 3 2 样品的前处理 样品前处理是连接样品和分析的桥梁，o c p s 样品的处理主要为提取和净化 两个步骤。 1 3 2 1 样品的提取 海洋生物样品中o c p s 的提取技术本质上为液固萃取( l s e ) ，主要影响因 素有温度、时间、萃取溶剂的性质和样品的特性等，主要方法包括传统的索氏提 取、固相微萃取、超临界萃取、基质固相分散、微波萃取和膜萃取等。 ( 一) 分液漏斗液- 液萃取( l i q u i d - l i q u i de x t r a c t i o n ) 液一液提取是指根据分配定律，应用从水体中提取和浓缩的水不溶和水微溶 的有机物。液一液提取通常使用分液漏斗进行，操作时一般选择容积较液体样品 浙江t 业人学倾 j 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 体积大一倍的分液漏斗。提取溶剂的体积一般约为样品液体体积的1 0 3 0 。如 果在溶剂和样品两相之间形成乳浊液不能破乳时，可用连续液液萃取方法。液一 液提取曾一度是水样最为广泛使用的样品预处理方法，被美国环境保护局( e p a ) 5 0 0 、6 0 0 、8 0 0 系列方法采用。其缺点是费时、溶剂用量大、易引入新杂质等。 ( 二) 固相萃取技术( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 和固相微萃取技术( s o l i d p h a s em i c r o - e x t r a c t i o n ，s p m e ) 对水中p o p s 类物质富集时，目前应用较多的是s p e 法。它是由液固萃取 和柱一液相色谱技术相结合发展起来的一种萃取环境样品中有机污染物的技术， 在很多情况下，s p e 己取代了l l e 技术。s p e 又被称为液固提取法，是指液体 样品中的待测物质通过吸附和吸收作用被保留在吸着剂上，然后用一定的溶剂洗 脱的过程，具有提取、浓缩、净化同步进行的作用。目前固相提取主要用于水样 和食品中分析物的提取，该方法有重复性好、节省溶剂、快速、适用性广、易于 实现自动化和方便用于现场等优点。 s p m e 是在s p e 的基础上发展起来的，此方法不是将待测物全部分离出来， 而是通过样品与固相涂层之间的平衡来达到分离有机污染物的目的。s p m e 有两 种操作方法：直接固相萃取法( d s p m e ) 和顶空固相萃取法( h s s p m e ) 。前 者适用于气体、液体样品中残留农药的分析，而后者适合于各种基体的样品，包 括大气、水、土壤、动植物组织中挥发和半挥发性农药的分析。固相微萃取具有 操作简便，速度快，所需溶剂极少等特点，发展非常迅速，随着固相新涂层的不 断推出，其应用范围将日益扩大。 ( 三) 超声波萃取( u l t r a s o n i ce x t r a c t i o n ) 超声波萃取目前一般采用的设备是超声波清洗机，原理是利用超声空化作 用，使固体样品在溶剂中容易分散和乳化，加速溶剂对样品的溶解速度。其优点 为节约试剂，节约时间，萃取效率较令人满意。 ( 四) 加速溶剂萃取法( a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ，a s e ) 又被称为压力流体萃取( p f e ) 或压力液体萃取( p l e ) ，是近年来发展起来 的现代化萃取技术，原理是在施加高压下，用溶剂将固体中的目标化合物萃取出 来。a s e 的主要优点在于其具有自动化、省时、省溶剂、安全的特点，甚至对 不同基体可用相同的提取条件，在处理土壤、沉积物和植物等固相物质中具有强 大优势，现己被美国e p a 列为固体样品处理的标准方法之一。但是由于这种萃 浙江t业人学：fij!j论文8 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 取方法具有提取物质选择性差、易带出许多共提物的缺点，不适合水中有机污染 物的检测。 ( 五) 索氏提取( s o x h e l te x t r a c t i o n ) 又称脂肪提取，是一种从生物组织样品中提取物质的有效方法。它是由溶剂 蒸气凝结成纯净液滴连续不断地提取固体样品。主要优点是回收率较高而且稳 定，适合提取痕量物质。但缺点是该法较为费时( 1 8 h ) ，提取过程溶剂消耗 量较大，不宜批量处理样品，且易将其他非目标物萃取出来，需采取有效的净化 方法来进一步处理，该方法适合萃取鱼、植物、沉积物中的p o p s 。 索氏提取被许多国家作为法定的标准方法，还经常被用于其它萃取方法的验 证方法。索氏提取法所用溶剂的选择原则是：对分析物质选择性好；沸点低，便 于纯化和浓缩：毒性低。常用的溶剂包括：正己烷、二氯甲烷、丙酮、石油醚、 甲苯等。近些年，通过将索氏提取器加装自动取样器和溶剂自动分流器已制成全 自动的索氏提取器，实现了溶剂完全提取自动化。 虹吸 加热套恒温加热 图1 1 索式提取装置示意图 f i g1 - 1s c h e m a t i cr e p r e s e n t a t i o no fs o x h l e te x t r a c t i o ne q u i p m e n t 索式萃取的主要步骤为：( 1 ) 将样品粉碎研磨。对于含有水分的样品( 如底 泥沉积物、动物组织、植物等) 需要先混合均匀，去除水分最好采取冷冻干燥。 ( 2 ) 样品称量与包裹。称取一定量生物样品干样，用滤纸做成与萃取器大小相 应的套袋，装入萃取器内。( 3 ) 农药残留的萃取。在蒸馏烧瓶中加入萃取溶剂和 沸石，连接好蒸馏烧瓶、提取器、回流冷凝管，接通冷却水，加热沸腾后，溶剂 浙江丁业人学硕 j 论文 浙江毗邻海域生物体内有机氯农药的残留及对映体特征分析 蒸汽从烧瓶进入冷凝管中，浸取样品。溶剂在萃取器内达到一定高度时，就携带 所萃取的物质一同从侧面的虹吸管流入烧瓶，溶剂在仪器内反复蒸发，循环流动， 把所有萃取的物质集中到烧瓶内。索式提取装置如图1 1 。 ( 六) 微波萃取技术( m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) 微波能最早于2 0 世纪7 0 年代被试用于分析化学的样品处理，直到1 9 8 6 年 才出现微波萃取法，匈牙利学者报道了将微波能应用于分析试样制备。微波萃取 也称为微波辅助萃取，就是利用极性分子可迅速吸收微波能量来加热一些具有极 性的溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮和水等。与常规方法相比，微波萃取的效率高、 时间短、设备简单、节能环保，是一项极具发展前途的样品制备和前处理技术。 微波萃取受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，不但可以选用无毒或 者低毒溶剂，同时还可以减少其用量1 2 引。 m a e 能在短时间内完成多种组分的提取，节省溶剂，结果重现性