（生态学专业论文）环境及生物样品中溴代阻燃剂四溴双酚a（tbbpa）水平的研究.pdf

摘要溴代阻燃剂( f l a m eb r o m i n a t e dr e t a r d a n t s ( b f r s ) ) 是一类广泛应用于生产、生活的阻燃剂，它目前主要是以添加型阻燃剂b f r s 为主，常用的有多溴代联苯醚( p b d e s ) 、多溴联苯( p b b s ) 、六溴环十二烷( h b c d ) ；反应型阻燃剂以四溴双酚a ( t e t r a b r o m o b i s p h e n 0 1 a ，t b b p a ) 为主，同时它也是一种添加型阻燃剂。本文选择阻燃剂四溴双酚a ( t e t r a b r o m o b i s p h e n o l a ，t b b p - a 1 作为研究对象，目前有研究认为它是一种类似于持久性有机污染物( p o p s ) 的潜在环境内分泌干扰物，能在环境和生物体内积累，对环境和生物产生严重的影响，而且目前国内外有关t b b p a 的研究才刚刚起步，因此建立分析环境中四溴双酚一a 的方法和研究环境介质中t b b p a 的水平是很有必要的。本文建立了测定环境介质 t b b p a 的分析方法；本文确定了分析四溴双酚a 的液相和质谱条件，讨论了甲醇水和乙腈水作为流动相及其各自配比变化对灵敏度的影响；在质谱方面，分别考察了质谱中影响检测灵敏度的各个参数；在此基础上，建立了固相萃取液相色谱质谱联用的分析技术( s p e l c m s ) 分析环境中四溴双酚一a ( t e t r a b r o m o b i s p h e n o l - a ，t b b p - a ) 的方法，以同位素1 3 c t b b p a 作为内标物，利用多反应监测技术( m u l t i p l e r e a c t i o n m o n i t o r i n g ，m r m ) 可以过滤样品中的大部分基质，采用二级质谱进行定性和定量。对于土壤样品采用快速溶剂萃取同相萃取的前处理方法，方法回收率在5 8 4 9 - 9 7 6 0 之间，方法检出限为1p g ，相对标准偏差为0 4 0 8 7 2 。植物样品也采取固相萃取分离富集的方法，不同加标浓度的回收率为6 4 9 9 毋o 9 3 ，方法检出限为5p g ，相对标准偏差为2 7 5 。o , - , 9 1 3 。水体样品用c 1 8 小柱富集、净化，检出限为1 0 p g ，方法回收率为5 7 5 3 0 0 9 5 1 6 ，相对标准偏差为0 1 4 4 9 6 。本文应用建立的分析方法测定了环境介质中四溴双酚a 的水平，在已监测的环境土壤、底泥样品中四溴双酚a 含量分别为n d 6 2 6 8n g g 和o 1 4 , - , 9 2 1 7n g g ；环境植物样品中四溴双酚一a 含量为n d 9 9 6 6 0n g g ；环境水体样品中四溴双酚a 含量为n d 1 9 1n g l 。由于这些环境样品中都能测出溴代阻燃竞；u t b b p a 的存在，有必要引起有关部门对环境中溴代阻燃剂的污染高度重视与关心。关键词：四溴双酚- a ，高效液相色谱离子阱质谱，固相萃取，环境样品，分析方法，水平a b s t r a c tf l a m eb r o m i n a t e dr e t a r d a n t s ( b f r s ) a r es u b s t a n c e su s e di np l a s t i c s ，t e x t i l e s ，e l e c t r o n i cc i r c u i t r ya n do t h e rm a t e r i a l st op r e v e n tf i r e s s o m eo ft h et e c h n i c a lf l a m er e t a r d a n t p r o d u c t sc o n t a i nb r o m i n a t e do r g a n i cc o m p o u n d si n c l u d i n gp o l y b r o m i n a t e dd i p h e n y le t h e r s ( p b d e s ) ，h e x a b r o m o c y c l o d o d e c a n e( h b c d ) ，t e t r a b r o m o b i s p h e n o l - a ( t b b p a ) a n dp o l y b r o m i n a t e db i p h e n y l s( p b b s ) a d d i t i v e sr e t a r d a n t si n c l u d ep b b s ，p b d e sa n dh b c d o t h e r s ，s u c ha st b b p aa r er e a c t i v er e t a r d a n ta n da r eb o u n dt ot h em a t e r i a lc h e m i c a l l ya sa d d i t i v e sr e t a r d a n t s t b b p ai sak i n do fp o t e n t i a le n v i r o n m e n te n d o c r i n ei n t e r f e r e n c e ，s i m i l a rw i t hp e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t ( p o p s ) i tc a na c c u m u l a t ei nt h ee n v i r o n m e n ta n db i o t a ，a n dh a v es e r i o u si n f l u e n c et ot h ee n v i r o n m e n ta n dt h el w i n gc r e a t u r e t h e r e f o r e ，t h es t u d yo f t b b p ai ne n v i r o n m e n ta n db i o t ai sa ns i g n i f i c a n tt a s k i nt h i sp a p e r , m e t h o d sf o rd e t e r m i n a t i o no ft b b p ai nv a r i o u se n v i r o n m e n t a lm e d i aw e r ed e v e l o p e d ac , sc l e a n u pp r o c e d u r ew a sd e v d o p e df o rs o i la n ds e w a g es a m p l e sp r e p a r a t i o n r e c o v e r i e sw e r er a n g e df r o m5 8 4 9 t o9 7 6 0 f o rt b b p - aa tf i v ed i f e r e n ts p i k e dl e v e l sa n dt h el i m i to fd e t e c t i o n( l o d ) w a s1p g ，w i mr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n ( r s d ) b e t w e e n0 4 0 a n d8 7 2 s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no ft h et b b p - ai np l a n ts a m p l e sw a sd e v e l o p e dw i t hs p e r e c o v e r i e sf o rt h el c e s i m sp r o c e d u r er a n g e df r o m6 4 9 9 t o9 0 9 3 a n dt h el o dw a s5p g ，w i t hr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n1 1 1( r s d ) b e t w e e n2 7 5 a n d9 13 w a t e rs a m p l e sw e r ee n r i c h e du s i n gac i ss o l i d p h a s ee x t r a c t i o n t h ed e t e c t i o nl i m i to f t h i sm e t h o d ( 1 0 p g ) w a sp r o v e dt ob em u c hb e t t e rt h a nr e p o r t e dp r e v i o u s l y r e c o v e r i e sw e r er a n g e df r o m5 7 5 3 t o9 5 1 6 w i t hr s db e t w e e n0 1 4 a n d4 9 6 t h er e s u l t sw e r es h o w nt h a tt h e s em e t h o d sa r es i m p l e ，a c c u r a t ea n ds u i t a b l ef o ri d e n t i f i c a t i o na n dq u a n t i f i c a t i o no f t b b p ai ns o i l ，s e w a g es l u d g e ，p l a n ta n dw a t e rs a m p l e s f i n a l l y ，o nt h eb a s eo ft h i sa n a l y t i c a lm e t h o d ，s o i l ，s e w a g es l u d g ea n dp a l m ss a m p l e sw e r ef i r s ti n v e s t i g a t e d ，t h e nw ed e t e c t e dt h ew a t e rs a m p l e si nb e i j i n gd i s t r i c t t h el e v e l so ft b b p - ai ns o i la n ds e w a g ew e r en d - - 6 2 6 8n g ga n do 1 4 - - 0 2 1 7n g 儋，r e s p e c t i v e l y , t h el e v e lo ft b b p ai np l a n t sw a sn d 9 9 6 6 0n g g ，a n dt h el e v e lo ft b b p - ai nw a t e rs y s t e r mw a sn d 1 9 1n g l k e yw o r d s ：t e t r a b r o m o b i s p h e n o l a ( t b b p a ) ，h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a m - i o nt r a pm a s ss p e c t r u m ，s o i l dp h a s ee x t r a c t i o n ,e n v i r o n m e n t a ls a m p l e s ，a n a l y t i c a lm e t h o d ，l e v e l s第一章前言1 1 四溴双酚a 简介随着合成材料的迅速发展，合成塑料、橡胶、纤维愈来愈多地应用于国民经济的各个部门及人们的生产生活中，但与此同时，由于高聚物被引燃而导致的火灾也在大大增加。因此，阻燃剂及阻燃材料的重要性已不容置疑。同时由于社会工业化的发展，环境致病因素，如大气、水和食品污染，对健康的影响日益显著。化学品污染一直是受到广泛关注的环境致病因素。随着人类生活、生产和环境中外源性化学物质的日益增多和公众健康意识的提高，各种污染问题肯定会层出不穷，其中溴代阻燃剂是环境污染中的一大类。尽管环境中溴代阻燃剂水平通常很低，发生急性中毒的可能性很小，但这种长期、低水平的接触方式主要产生各种慢性、蓄积毒性，对健康和环境的危害往往具有隐蔽性，易造成实质性和难以逆转的危害。所以建立溴代阻燃剂环境残留分析方法对监控是非常重要的。溴代阻燃剂( b r o m i n a t e df l a m er e t a r d a n t ，b f r s ) 是合成高分子材料的重要助剂之一，其功能是使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。溴代阻燃剂( b f r s ) 的分解温度大多在2 0 0 3 0 09 0 ，与各种高聚物材料的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，添加量最小，阻燃效果最好，是目前应用最为广泛的阻燃剂。b f r s 种类繁多，目前主要是以添加型b f r s 为主，常用的有多溴代二苯醚( p b d e s ) 、多溴联苯( p b b s ) 、六溴环十二烷( h b c d ) ，反应型b f r s 以四溴双酚- a( t e h a b r o m o b i s p h e n o l - a ，t b b p - a ) 为主，( 结构式见图1 1 ) 。反应型阻燃剂大量用于生产溴代环氧脂中间体、溴代聚碳酸酯，作为添加剂主要应用于环氧树腊、a b s 、h i p s ，酚醛树脂、不饱和聚酯等材料的阻燃，另外它还可用来合成更高档次的阻燃剂。在阻燃环氧树脂制备领域，作为形成阻燃性能的关键材料，四溴双酚- a 居于无可替代的地位。欧盟关于环保的“2 个指令”起初计划想限制所有溴类使用，并设想以磷、氮替代，但最终未将四溴双酚a 纳入，主要原因一是磷、氮资源缺乏而远不能满足需求，二是有些性能磷、氮不能满足，三是磷、氮本身对环境也会产生影响，造成水体的富营养化。呼嘴婶l r l l 融p a 年瞻盯r图1 - 1 多溴代二苯醚( p b d e s ) 、多溴联苯( p b b s ) 、四溴双酚_ a ( t b b p - a ) 、六溴环十二烷( h b c d ) 分子结构式本研究将主要对我国反应型阻燃剂四溴双酚- a ( t b b p - a ) 进行相关的环境科学研究，物理化学性质见表1 - 1 。有关研究认为t b b p - a 是潜在的具有持久性、生物累积性和毒性的( p b t - - p e r s i s t e n t ，b i o a c c u m u l a t i v e ，t o x i c ) q ( 冶物n ，近年来被认定是一种值得探讨与关注的环境内分泌干扰物。现有研究结果显示出t b b p - a 很可能是一种新的 p o p s 问题”。表i - 1 四溴双酚- a 的物理化学性质性质参数分子式分子质量溴含量熔点沸点相对密度蒸汽压溶解度c t s h l 2 0 2 b r 45 4 3 85 8 5 ( 重量)1 7 8 ( 2 ；1 8 1 一1 8 2 3 1 6 c ( 2 0 0 - 3 0 0 c 时分解)2 1 2 ，2 1 8 1 9 1 f f a ( 2 0 )2 4 x 1 0 p a ( 2 5 )p h5 0 1 4 8m g l ( 2 5 1 2 )p n7 一1 2 6 m g l ( 2 5 1 2 )p h9 2 3 4 m g l ( 2 5 c )2辛醇水分配系数可燃性爆炸性氧化性酸离解常数亨利常数转换因子4 5 x 1 0 6无无无p k a l = 7 5p k a z = 8 5 0 1p a m 3 m o l e ( 2 0 - 2 5 c )1p p m = 2 2 6 m g m ( 2 0 )由于t b b p a ( 图1 1 ) 阻燃性能良好，现阶段t b b p - a 在世界范围内，特别是在我国这样一个经济高速发展的发展中国家里，不仅会持续使用，而且还将保持相当高的增长速度。从1 9 9 4 到2 0 0 1 年闻，全球t b b p - a 年产量从6 40 0 0 吨增长到1 1 97 0 0 吨。2 0 0 1年，全球对t b b p - a 的需求占整个b f r s 的6 0 左右，在亚洲地区更高，占整个亚洲地区溴代阻燃剂使用量的7 6 t 2 】( 表1 2 和表1 3 ) ；2 0 0 4 年，t b b p a 的产量达1 7 0 0 0 0 吨。近几年，我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，1 9 9 9 年国内生产t b b p - a 2 5 0 0 吨，2 0 0 0年生产8 0 0 0 吨。2 0 0 2 2 0 0 4 年年均消费增长率超过2 0 。t b b p a 可通过制造业以及各种纺织和材料的处理或循环利用释放到环境中。据调查我国生产溴代阻燃剂的厂家主要集中在我国山东、河北和江苏等省，见图l - 2 。据中国环氧树脂行业协会专家介绍口】，阻燃剂的工业化生产和应用始于6 0 年代的美国，此后阻燃剂的用量随着社会的现代化发展而持续增长，1 9 7 2 年美国用的阻燃剂为5 4万吨，1 9 9 6 年达n 2 5 3 万吨。我国阻燃剂的研制虽也起步于6 0 年代中期，但发展较为缓慢，1 9 9 3 年阻燃剂的总产量约为5 万吨，我国市场需求1 9 9 5 年为9 万吨、2 0 0 0 年为l l 万吨，但至u 2 0 0 2 年阻燃剂产量只有6 万吨左右，供不应求。在品种上发展最快的是溴代阻燃剂，我国溴代阻燃剂发展速度引入注目，我国无锡树脂厂、浙江化工研究院从2 0 世纪7 0 年代初开始进行四溴双酚- a 生产工艺的研究，并建立了我国第一套四溴双酚a 工业生产装置，虽然填补了当时我国阻燃剂的不足、创造了一定经济效益，但由于生产规模小、产品产率低、环境污染严重，产品质量不能与国外接轨，因此竞争力比较弱而未能形成规模化产业结构。其后化学工业部连云港设计研究院、山东省海洋化工科学研究院、船舶总公司7 院7 1 6 所、江苏自动化研究所、淮阴师范3学院、南京师范大学等单位，先后研究开发了适应形势发展需要的四溴双酚- a 生产工艺，推动了我国四溴双酚_ a 新一轮的发展，涌现出潍坊海圣化学有限公司( 产能6 0 0 0 吨，年) 、山东森博化学股份有限公司( 产能5 0 0 0 吨年) 、山东寿光富瑞德化学有限公司( 产能5 0 0 0吨，年) 、山东省寿光市岔河盐场( 产能5 0 0 0 响g g ) 等一批四溴双酚a 的生产单位，但远不能满足8 1 0 万吨，年需求。表1 - 2 2 0 0 1 年全球市场需求( 吨) 嗍四溴双酚- a1 8 , 0 0 01 1 , 6 0 08 9 , 4 0 06 0 01 1 9 , 0 0 0六溴环十二烷2 , 8 0 09 , 5 0 03 , 9 0 05 0 01 6 7 0 0总溴代联苯醚3 3 ，1 0 08 ，3 6 02 4 ，6 5 01 , 3 3 06 7 , 4 0 0十溴联苯醚2 4 ，5 0 07 , 6 0 02 3 , 0 0 01 , 0 5 05 6 ，1 5 0八溴联苯醚1 , 5 0 06 1 01 , 5 0 01 8 03 , 7 9 0五溴联苯醚7 ，1 0 01 5 01 5 01 0 07 , 5 8 0溴代阻燃剂总量5 3 ，9 0 02 9 , 4 6 011 7 ，9 5 02 , 4 3 02 0 3 ，7 4 0表1 32 0 世纪四溴双酚- a 世界各国消耗量( 吨侔)4日本2 4 5 0 01 9 9 1i p c s 1 9 9 5 t 1 12 3 0 0 01 9 9 2i p c s ，1 9 9 5 1 】2 2 0 0 01 9 9 3i p c s ，1 9 9 5 1 1 1美国8 5 0 09 5 0 0 ( t b b p - ad e r i v a t i v e s )2 5 0 0 ( t b b p - a p o l y e a r b o n a t eo l i g o m e r ), - 4 0 0 0 0 ( i n c l u d i n gd e r i v a t i v e s )3 6 5 9 ( t b b p - ad e r i v a t i v e s )欧洲2 1 5 0 ( t b b p - a p o l y c a r b o n a t eo l i g o m e r )比利时法国1 5 0 0 ( t b b p - a b i s ( 2 ，3 1 3 8 0 0j a p a nc h e m i c a lw e e k l y ( 1 9 9 8 ) d a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 9 1 l o l ；i p c s ，1 9 9 7 md a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 9 【1 哪i p c s ，1 9 9 7 【7 1i p c s ，1 9 9 7 mn a g a y a m ae ta 1 ，2 0 0 0 1 ”i p c s ，1 9 9 5 1 ”i p c s ，1 9 9 7 【7 1i p c s ，1 9 9 7 【7 11 矗s e w i t ze ta 1 ，2 0 0 0 1 6 1o e c d ，1 9 9 4 1 2 1i p c s ，1 9 9 5 1 】d a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 9 【1 0 1d a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 9 f 1 0 ld a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 0 ) 1 川r p a , 2 0 0 1 l e i s e 月v i t ze ta 1 ，2 0 0 0 嘲d a n i s he n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y , 1 9 9 尹o 】德国3 5 0 0 - 4 5 0 01 9 9 7l e i s e w i t ze ta 1 ，2 0 0 0 02 7 0 01 9 9 9l e i w i t zc ta 1 2 0 0 0 15嘶姘嘲姘阱砌螂州晰螂螂螂蛳姊ili，i1lll1j 莩枷咖枷湖啪啪怕：至堪n屹mb图1 - 2 中国四溴双酚- a 生产区域图61 2 环境介质中t b b p a 的含量1 2 1 土壤和底泥中t b b p a 含量目前，不同国家的土壤和底泥中t b b p - a 含量已有报道。s a i n t - l o u i s 等嘲在加拿大魁北克省圣劳伦斯河口附近底泥中检测出t b b p - a ，含量为3 0 0 n g g 干重；d e w i t 【2 】在瑞士一个污水处理厂的排放淤泥中，检测到t b b p - a 含量为2 9 7 6n g g 。在日才s ：n e y a 河采集的底泥中检测到t b b p - a 含量为1 8 2 0t t g k g 干重；大阪海湾河1 = 1 附近的海洋沉积物中t b b p - a 含量为0 5 4 5 g r k g ，而来自海湾的河流沉积物中t b b p - a 含量为2 2 1 4 0 g , x g ，来自其它河口的沉积物中t b b p a 为o 5 1 8r t g k g t 。1 2 2 大气中t b b p a 含量t b b p a 通过各种途径进入大气中，它通常存在于大气颗粒物中，而且可以通过干沉降或者湿沉降而去除i l 】。在生产电子产品( 比如计算机、电视机、微波炉和打印机)的车间，空气中t b b p - a 的浓度能达到3 0n g m 3 ；在此车间旁边的粉碎机附近空气中检测到的t b b p - a 浓度达1 4 0n g m 3 ；同时在生产电路板的车间空气中检测出t b b p - a 平均浓度为o 2 0n g m 3 ；计算机维修v 内t b b p - a 平均浓度是0 0 3 5n g m 31 2 4 1 。1 2 3 水体中t b b p - a 含量由于t b b p - a 微溶于水，所以一股在水体中很难检测出它的存在。有报道称，在聚乙烯碳酸盐容器中的饮用水中检测出t b b p - a f 2 蜘。2 0 0 1 年在德国西南部州巴登一弗腾堡某河流中水体中检测出t b b p a ，浓度范围是 o 5 2n g g 、生产电路板工人 o 8n g g 、计算机工程师为1 8n g g 、熔炼t o 7 6n g g 、拆除电子设备工人约为1 1 3 8n g g 。以上数据都是对暴露人群人体中t b b p - a 水平进行的报道中显示的结果，但是对普通人群中t b b p - a 水平的报道却很少。最近，r o n a nc a r i o u 掣3 1 1 检测出法国普通女性血清和母乳中t b b p - a 含量分别是3 ，0 n g k g 和70 0 0 n g k g ( 湿重) 。1 3 2 生物体内t b b p a 水平目前，有少量文献报道了生物样品中t b b p - a 水平。2 0 0 4 年，b e r g e r 等报道了挪威海鸟蛋中t b b p - a 含量是1 3p g g 湿重，并认为t b b p - a 可以从海鸟母体中转移到海鸟蛋中。同时，北海和格陵兰岛附近的海豚脂肪中检测帅b p - a 含量在0 1 4 1 8 g k g 湿重【矧。既然已经有t b b p - a 普遍存在于环境介质、人体及生物体内的相关研究，因此开展检测我国环境介质、人体及生物体内含量的工作刻不容缓。1 4t b b p - a 的毒理学研究由于t b b p - a 与甲状腺素( t h y r o x i n ，t 4 ) i 约结构相似( 图1 3 ) ，近年来被认定是一种潜在内分泌干扰物。一系列研究表明：t b b p - a 具有细胞毒性、免疫毒性、甲状腺素干扰性以及雌激素干扰性。图l - 3 甲状腺素f r 4 ) 结构图1 4 1 免疫与细胞毒性大多数哺乳动物的毒理学实验表明：剂量达至u g k gb w 才会引起毒害效应。然而，f r y d r y e h 等t 3 4 的研究表明，t b b p - a 达至f j 2 5 0g k gb w 或者更低的剂量时就可以对实验大鼠造成微弱的肾脏损害。还有研究表明【”，大鼠口服半致死浓度是5g k g b w ：兔子皮肤8实验，半致死浓度是2g k gb w 。用幼小动物和年轻成年动物来检验t b b p a 毒性，分别给大鼠注射5 0 ，1 0 0m g k e , d 的t b b p - a ，结果发现，喂养2 8d 和9 0d 后，大鼠均无中毒症状。在9 0d 内，给小鼠的食物中添加71 0 0 m g k g d t b b p - a ，n d , 鼠会出现营养不良和贫血等症状，并且最终所有小鼠都死亡【l 】。在大鼠食物中加2 2 0 0 m g k g d t b b p - a 后，会出现体重停止增长和贫血症。无毒害症状出现的最大添加剂量是7 0 0m g k g dt b b p “”，当t b b p - a 浓度增加至30 0 0m g k g d 后，处于哺乳期的大鼠无明显中毒症状。2 0 0 1 年，k o i z u m i m 掣3 5 1 用刚出生4 2 1d 的幼年大鼠连续做1 8d l ：lj 艮毒性实验，发现t b b p a 具有严重肾毒性；同时新生的大鼠服用60 0 0m g k g dt b b p - a ，可以进一步证实它的肾毒性3 6 1 。在体外实验中可以发现大多数t b b p a 的不利影响。它对动物肝细胞有很大的副作用，特别是能够破坏线粒体。同时，它可以改变生物膜的渗透性，抑制一种多功能氧化酶一细胞色素p 4 5 02 c 9 的活性3 7 1 。2 0 0 3 年，p u i l e n 等删研究表明，t b b p a 有很强的免疫毒性，在浓度3p m o l l 时，就能够抑制蛋白质c d 2 5 的表达。c d 2 5 的表达有利于t细胞的分芽繁殖，可作为t 细胞活化的标记物。t b b p a 严重抑$ i j c d 2 5 可能会造成有机体对细菌、病毒和可能肿瘤免疫力的下降。t b b p a 还对小脑线粒体细胞和小鼠的脑突触体具有神经毒性。鱼体测试显示，t b b p a 会造成实验鱼烦躁不安，游动抽搐、鱼体变色、呼吸困难等现象。而在哺乳动物喂食测试中发现，实验动物出现皮肤轻微红斑、体重降低、脾脏重量增加、红细胞、血清蛋白和血清中的三酸甘油酯浓度降低等现象。此外，在人体细胞测试时发现会造成人体的红细胞溶解等现象【l 】。1 a 2 甲状腺素干扰性同其它溴代阻燃剂( b f r s ) 一样，如：五溴联苯醚和八溴联苯醚和十溴联苯醚等，t b b p - a 最主要的危害是干扰甲状腺素。o a n a 等【3 9 1 对蝌蚪进行了2 ldt b b p - a 的暴露实验，t b b p - a 的浓度范围是2 5 5 0 0m g l 。实验结果表明，当t b b p - a 在5 0 0 m g l 时，会抑制蝌蚪的生长发育，而对甲状腺素感应器信使核糖核酸( r n a ) 却没有影响。长期的暴露，会轻微抑制蝌蚪的生长发育；短期的暴露，会使甲状腺素有轻微干扰，这就间接地证明它是一种甲状腺素的干扰剂。在体外实验中，当t b b p - a 浓度为1 x 1 0 - 6 l x l o r 4 m o i l ，抑制三碘甲状腺氨酸( t 3 )9和甲状腺运送蛋白，提高大鼠脑垂体瘤细胞( g h 3 ) 和小鼠下垂体细胞( m t t e 2 ) 的繁殖，刺激生长激素的分泌【柏j 。在甲状腺素形成过程中，t b b p a 对甲状腺素的干扰是最值得关注的问题，因为母代甲状腺状况轻微的改变都会在很大程度上影响予代甲状腺素的状况【4 。甲状腺素水平的改变可以被不同的机制影响，如激素的合成、分解、分配以及与其它甲状腺素受体结合。现阶段没有明显的证据表明t b b p a 影响甲状腺素( t 4 ) 的合成。同样的，清除t 4 的主要途径是葡萄糖苷酸化、硫酸盐化作用，但是没有证据表明这些受t b b p - a 影响。由于t b b p - a 与t 4 在和某种关键血清转移蛋白的结合上存在竞争，所以t b b p - a 对甲状腺的毒性与t 4 在血液中的转移有关，其与人类甲状腺运送蛋白的结合率比正常的t 4 的结合率高1 0 倍。虽然对体外培养细胞有如此高的作用效果，但是在生物体体内测试时，却未发现有相关效果。到目前为止，还没有t b b p - a 影响甲状腺素的脱碘作用的研究，这可能是t b b p - a 毒性效应数据的缺i ：l t 4 2 j 。1 4 3 雌激素干扰性t b b p a 对鹌鹑和鸡胚胎没有雌激素影响，但会在高剂量时导致胚胎死亡【4 3 1 。2 0 0 1年，m e e r t s 等4 2 】研究表明，t b b p a 对小鼠雌激素的影响很小，但是却发现低溴酚类化合物能够增强雌激素活性。但是体外实验表明，羟基化的t b b p - a 代谢物却抑制雌激素的磺基转移酶的活性 4 4 1 。i 4 4 其它毒性t b b p a 对水生动物有很强的毒性，并且它可能对水生生物产生一定长期的毒性作用。其对蓝鳃太阳鱼的半致死浓度是0 1m g l ，水蚤的半致死浓度是0 9 6m g l ，海藻的半致死浓度是0 0 9m g l ，虹鳟鱼半致死浓度是0 1 8m g l ，胖头鲤鱼的半致死浓度是0 2 6m g l ，毒理一生物体内积累研究表明：水生脊椎和无脊椎动物的生物富集系数范围是从2 0 到3 2 0 0 ，对胖头鲤鱼来说，其生物富集质数大约是1 2 0 0 1 1 1 。1 9 9 5 年，k e m i 等h 5 1 研究表明，t b b p - a x 对海藻、跳蚤、糖虾和鱼有急性毒性作用。在2 个关于t b b p a 对小鼠致畸研究中，无畸形现象。但是给小鼠注射t b b p - a1 0n g k g ，6 1 6d 后，3 5 的小鼠死亡。对5 4 个志愿者进行t b b p - a 皮肤测试，未观察到过敏现象【”。此外，现阶段没有t b b p a 的相关流行病学或其它数据。由于缺乏关于t b b p - a 的毒理学数据，对它所产生的暴露风险评价无从着手。所以，现在迫切需要进行充分的 r b b p a 毒理学研究。对人体而言，到目前为止仍缺乏t b b p - a 对人体毒性的相关资料，1 0急待各界开展各方面的研究。1 5t b b p a 分析方法概述1 5 1 溴代阻燃剂分析方法的特点溴代阻燃剂在环境样品中的分析属于复杂基质中痕量组份的分析技术，溴代阻燃剂在环境样品中的分析的方法特点可概括为3 个方面：l 、待测物质浓度低，浓度波动范围大这是化学污染物分析的显著特点，多数痕量水平为1p e g k g 一1n g k g ，浓度变化的动态范围达l ：1 0 0 0 以上。实际痕量测定或监控通常在( 肛g k g 级) 水平上进行，如水体中溴代阻燃剂痕量监控及其它迁移转化规律的预测，既要求准确定量和定性，又需要考察动力学情况，对方法的可靠性( 灵敏度、准确度和选择性) 要求极高。2 、样品基质复杂，干扰物质多环境介质的成分十分复杂，组成介质的分子种类和数量不计其数，而且对它们确切的理化性质了解甚少，不同环境介质的样品、同种环境介质的不同地域的成分也存在明显差异，这是导致残留样品干扰物质复杂和方法通用性差的主要原因。其它干扰因素，有环境污染物的自身的分解、氧化还原、监测仪器自身状况等。3 、以各种仪器分析方法为主这是由痕量分析对象和仪器分析方法的特点决定的。痕量样品要求分析技术具有灵敏度高、选择性或分离能力强和线性范围宽的特点。显然传统意义上的化学分析方法通常不能独立进行痕量分析。1 5 2 痕量分析原理痕量分析的目的是了解待测组分的种类( 定性) 和浓度( 定量) 。环境样品中含有大量性质未知的组分，以无法预料的方式影响分析过程，因而分离通常是无法避免的分析步骤。分离和检测是一个痕量分析方法的两个基本组成部分。1 5 2 1 分离分离是检测的必要条件。无论从涉及的原理还是消耗的时间和资源，分离过程在痕量分析中的复杂性和重要性都是显而易见的，一般需消耗整个分析过程9 0 以上的时间和资源。样品基质组成的复杂性和低浓度( 低于百万分之一) 的被测组分是使分离过程或残留分析复杂化的根源。分离方法的原则可以简单地比作将组分a ( 待测组分) 从基质和其它组分b 中分离出来，而且a 回收率尽可能地高。但根据统计学或热力学原理，即使混合物中只含有两种物质也不可能达到完全分离。这样在分离过程中就存在降低检出限和减少待测物损失这对矛盾。检测方法一旦确定，分离效果则决定了方法的灵敏度和准确度。一般根据待测物和样品基质的性质差异，利用组合的分离步骤( 多维分离) 可以达到分离和分析目的要求。多数分析方法中至少采用3 个分离步骤：1 个提取步骤( 将待测物从样品中释放进入溶液状态) ：1 - 3 个净化步骤( 除去部分干扰杂质) ；1 个分离步骤，或称分辨，通常借用仪器进行连续在线分离的过程，如高效液相色谱质谱( h p l c ) 、气相色谱法( g c ) 等。色谱是最重要的分离技术。这种由固定相和流动相组成的分离体系可供选择的分离机制很多，几乎能够利用待测物所有常见的理化性质，如待测物极性月# 极性、溶解性、酸碱性、分子量等。而且操作方便、自动化程度高，具有广泛的适用性。1 5 2 2 检测直接对痕量残留物质进行定性或定量分析的方法，主要利用待测物分子的整体性质进行检测。如紫外可见光分光光度计、荧光光度计、质谱等。残留分析中分离和检测过程是一个整体，分离必须根据分析目的和检测方法设计，一个高灵敏度和高选择性的检测方法有助于简化分离。另外，待测物浓缩和衍生化也是常用的提高检测灵敏度的方法。1 5 3t b b p - a 的分析现状近年来，世界各个国家开展t b b p a 分析方法的相关研究。空气中的溴代有机物，通常采用大容积的采样器和玻璃棉过滤装置来采集，并使用气相色谱一电子捕获检测器( g c - e c d ) 、气相色谱质谱联用技术( g c - m s ) 来检验环境样品中痕量t b b p - a i l 】。由于t b b p - a 含有羟基等极性基团，需要采用衍生化技术，改善其挥发性及其极性。采用g c m s 测定环境样品q b t b b p a 已经是一项比较成熟的技术，其检出限可达0 8p 矿4 “。但g c m s 法样品前处理复杂，需要衍生化。由于衍生化试剂非常怕水，样品中含水会导致衍生化失败，所以对整个前处理过程要求很高，并且衍生化过程本身也极其繁琐，还存在衍生化效率的因素。采用o c m s 测定环境样品中t b b p - a 采用负化学电离源才能达到灵敏度要求，仪器造价高；测定环境样品中t b b p - a 非常容易污染离子源，需要经常清洗仪器。这样导致整个分析过程极其繁琐，对方法的推广造成一定的困难。1 2因此，现阶段迫切需要新的方法和新的技术来检测环境及生物样品中的t b b p - a 。近年来，随着高效液相色谱质谱( l c - m s ) 或高效液相色谱- 质谱串联( l c - m s m s )以及其它辅助技术的快速发展，l c - m s 方法逐步运用于t b b p - a 的测定，采用l c m s 法测定环境样品中t b b p a 的报道越来越多。l c m s 技术检测t b b p - a 比g c m s 迅速，样品前处理简单，无需衍生化。j o h a n n at o l l b a c k 4 7 】建立了用高效液相色谱一离子阱质谱( l c e s i m s ) 分析空气中t b b p a 的分析方法；同时s a i n t - l i o u s 【2 3 】等建立了高效液相色谱离子阱质谱串联( l c e s i m s m s ) 分析沉积物和底泥中的t b b p - a 分析方法。到目前为止，在四溴双酚a 分析方法建立的研究上，国外已经进行了一些实验研究，针对一些环境样品萃取的前处理方法包括索氏萃取法( s o x h l e te x t r a c t i o n ) 口列、固相萃取法( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) 2 4 - 2 5 】等方法，而在国内，对于t b b p - a 的研究尚处于起步阶段。本文采用l c m s 法对环境样品中t b b p - a 检测方法进行了深入研究和探索，在进一步简化样品前处理过程的同时，降低方法的检出限，从而满足现在检测水平的要求。1 6 本研究的目的和意义尽管目前的研究表明人体q 6 b f r s ( b r o m i n a t e df l a m er e t a r d a n t s ) 浓度可能会快速增加，但对这些化合物的源、环境行为和毒性的了解依然有限。因此各国环境科学家正致力于进一步进行监测和风险评估的研究工作，并每三年都举办有关溴代阻燃剂国际论坛( 1 1 1 ei n t e r n a t i o n a lw o r k s h o po nb r o m i n a t e df l a m er c t a r d a n t s ) 以及每年的二恶英( d i o x i n ) 年会上都有b f r s 的专题报道。我国生产的反应型阻燃剂主要品种为四溴双酚a ，但耐喷霜性、耐热性、加工性和卫生安全性高的四溴双酚a 衍生物( 如四溴双酚- a 碳酸酯齐聚物) 等目前国内还没有生产。四溴双酚a 主要与印制电路板中的环氧树脂结合，树脂中未反应的t b b p - a 极易释放进入环境中。事实上，在国外的研究中已经在沉积物，污水淤泥和室内空气中检测到t b b p - a ；此外一系列的毒理学实验初步证明它可能是一种潜在的内分泌干扰物。在我国，近几年开展了b f r s 的相关研究，但对t b b p a 尚未开展环境科学领域内的研究，我国环境中t b b p - a 的背景水平、生物体及人体暴露水平、污染源调查以及其环境行为的研究尚为空白。由于四溴双酚a 阻燃性能良好，现阶段四溴双酚一a 在世界范围内，尤其是发展中国家，特别是在我国这样一个经济高速发展的国度里，不仅会持续使用，而且还将保持相当高的增长速度。总之，它的高消耗量、高辛醇- 水分配系数可能导致它在环境中的持续存在及生物积聚，因此，迫切需要开展此方面的研究，进一步保障我国人民健康和国家生态环境安全，开展对t b b p a 环境行为的研究非常必要。本研究将首次对t b b p a 在我国环境介质中的水平以及生物体的水平进行研究，建立相关分析方法。本研究将有助于建立我国环境中t b b p a 分析标准方法，可以积累原创性和基础性环境中t b b p a 背景值资料，为进一步有效控制和修复t b b p - a 环境污染提供理论依据，同时研究结论也将为环保部门控制污染决策提供依据。本文采用内标法对环境样品进行液相色谱电喷雾离子阱质谱法分析。离子阱质谱利用特有的多重反应监测( m r m ) 技术可以过滤环境样品中的大部分基质，采用二级质谱进行定性定量，减少了方法的假阳性。1 4第二章l c e s i - m s 钡j j 定t b b p a 分析方法的建立目前测定环境样品中t b b p - a 的分析方法有高效液相色谱法、气相色谱质谱法、毛细管电泳法和l c m s 。其中l c m s 是检测环境样品中t b b p a 一种重要的方法，该方法