1、第 52 卷 第 1 期 Vol.52,No.1,18 2023 年 1 月 GEOCHIMICA Jan.,2023 收稿日期:2021-03-30;改回日期:2021-05-18 项目资助:广东省科技计划项目(2020B1212060053,2019B121205006)和中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室项目(SKLOG2020-7)联合资助。第一作者简介:杨慧(1989),女,博士研究生,环境科学专业。E-mail: 通信作者:罗孝俊(1972),男,研究员,主要从事痕量毒害性有机污染物的环境生物地球化学研究。E-mail: Geochimica Vol.52 No
2、.1 pp.18 Jan.,2023 四溴双酚A/S及其8种衍生物在清远土壤样品中的 污染特征及生态风险评估 杨 慧1,2,罗孝俊1*,何家卓1,曾艳红1,麦碧娴1(1.中国科学院 广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广东 广州 510640;2.中国科学院大学,北京 100049)摘 要:四溴双酚 A(tetrabromobisphenol-A,TBBPA)、四溴双酚 S(tetrabromobisphenol-S,TBBPS)和它们的衍生物作为阻燃剂被广泛应用于日常用品,以致在多种环境介质中都能检测出它们的存在。本研究分析了清远市龙塘镇的 44 个土壤样品中的 TBBPA、TB
3、BPS 及其 8 种衍生物的含量,并评估了这 10 种目标物的环境风险。在所有检测的目标化合物中,TBBPA、四溴双酚 A 双缩水甘油醚(TBBPA-BGE)和四溴双酚 A 双(2,3-二溴丙基醚)(TBBPA-BDBPE)是样品中的主要污染物,对目标物总浓度的贡献率分别为 30%、26%和 40%。TBBPA、TBBPA-BGE 和 TBBPA-BDBPE 的浓度平均值分别为 1114、1890 和 853 ng/g(干重),浓度范围分别为ND13098、ND15980 和 ND6088 ng/g。TBBPA、TBBPA-BGE 和 TBBPA-BDBPE 的风险商值大于 1,表明这 3 类
4、化合物对清远土壤存在一定生态环境风险,应当引起重视。本研究为进一步了解常用溴系阻燃剂TBBPA、TBBPS 及其衍生物的环境归趋和风险暴露提供了数据支撑。关键词:四溴双酚 A;四溴双酚 S;衍生物;土壤;污染特征;生态风险 中图分类号:X53;X592;X821;X825 文献标志码:A 文章编号:0379-1726(2023)01-0001-08 DOI:10.19700/j.0379-1726.2023.01.001 Occurrence and ecological risk assessment of tetrabromobisphenol A/S and their eight de
5、rivatives in soil samples from Qingyuan YANG Hui1,2,LUO Xiaojun1*,HE Jiazhuo1,ZENG Yanhong1,MAI Bixian1(1.State Key Laboratory of Organic Geochemistry,Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing
6、100049,China)Abstract:Tetrabromobisphenol-A(TBBPA),tetrabromobisphenol-S(TBBPS),and their derivatives are widely used as flame retardants for daily necessities;therefore,their presence in various environmental media has been tested.In this study,the contents of TBBPA,TBBPS,and their eight derivative
7、s in 44 soil samples from Longtang Town,Qingyuan City were analyzed,and the environmental risks caused by the ten target compounds were evaluated.Among all the target compounds detected,TBBPA,TBBPA-BGE,and TBBPA-BDBPE were the main contaminants in the samples,contributing to 30%,26%,and 40%of the to
8、tal concentration of the target compounds,respectively.The concentrations of TBBPA,TBBPA-BGE,and TBBPA-BDBPE were in the range of not detected(ND)to 13,098,ND to 15,980,and ND to 6088 ng/g(dry weight),respectively,with mean concentrations of 1114,1890,and 853 ng/g,respectively.The risk coefficient(I
9、)values for TBBPA,TBBPA-BGE,and TBBPA-BDBPE were 1,indicating a potential risk to the environment in the study area.This study provides a basis for further understanding the environmental trends and exposure risk of the commonly used brominated flame retardants TBBPA,TBBPS,and their derivatives.2 20
10、23 年 Geochimica Vol.52 No.1 pp.18 Jan.,2023 Key words:tetrabromobisphenol A;tetrabromobisphenol S;tetrabromobisphenol derivatives;soil;pollution characteristics;ecological risk 0 引 言 四溴双酚 A(tetrabromobisphenol-A,TBBPA)是一种应用最广泛的溴系阻燃剂,总产量约占整个溴系阻燃剂市场的 60%。四溴双酚 A(TBBPA)、四溴双酚 S(tetrabromobisphenol-S,TBBP
11、S)和 TBBPA、TBBPS 衍生物,均可以用作电器、印刷电路板、泡沫塑料和聚酯纤维等的添加型和反应型溴系阻燃剂(Covaci et al.,2011)。TBBPA、TBBPS 衍生物主要包括四溴双酚 A 双(2-羟乙基醚)(TBBPA bis(2-hydroxyethyl ether),TBBPA-BHEE)、四溴双酚 A 双烯丙基醚(TBBPA diallyl ether,TBBPA-BAE)、四溴双酚 A 双甲醚(TBBPA bismethyl ether,TBBPA-BME)、四溴双酚 A 双缩水甘油醚(TBBPA diglycidyl ether,TBBPA-BGE)、四溴双酚A双
12、(2,3-二溴丙基醚)(TBBPA bis(2,3-dibromopropyl ether),TBBPA-BDBPE)、四溴双酚 S 双甲醚(TBBPS bismethyl ether,TBBPS-BME)、四溴双酚 S 双缩水甘油醚(TBBPS diglycidyl ether,TBBPS-BGE)和四溴双酚 S 双(2,3-二溴丙基醚)(TBBPS bis(2,3-dibromopropyl ether),TBBPS-BDBPE)。TBBPA 作为添加型溴系阻燃剂,很易泄漏进入环境(Liu et al.,2016)。许多电子设备的树脂中未反应的 TBBPA 有可能通过工业排放或产品回收后的
13、废物泄漏进入环境。TBBPA 在沉积物(Watanabe et al.,1983;Sellstrom and Jansson,1995)、污水污泥(Sellstrom and Jansson,1995)和室内空气(Sjodin et al.,2001)等环境介质中均有检出。研究表明,TBBPA具有潜在的内分泌干扰效应、神经毒性和免疫毒性(Meerts et al.,2000;Berg et al.,2001;Legler and Brouwer,2003;Pullen et al.,2003;Kitamura et al.,2005;Kuiper et al.,2007)。TBBPA 和 TB
14、BPS 衍生物是 TBBPA的替代产品,因其具有较好的阻燃性能而被广泛使用,因此 TBBPA 和 TBBPS 衍生物也在环境中慢慢积累,例如 TBBPA-BAE、TBBPA-BDBPE 和TBBPS-BDBPE 在土壤、灰尘、污水污泥、鸟类和鸟蛋等介质中频繁被检出(Covaci et al.,2009,2011)。TBBPA、TBBPS 及其衍生物的广泛使用和生物毒性效应导致环境负荷和人体暴露风险日益增加。Li et al.(2011)研究发现 TBBPA 能够通过土壤进入并富集到植株(萝卜和卷心菜)体内。Wang et al.(2015)检测了来自中国南部电子垃圾拆解地的土壤和沉积物中的 T
15、BBPA,其最高浓度达到 1940 ng/g,同时发现 TBBPA 的浓度随着间隔电子垃圾拆解地距离的增加而降低。Huang et al.(2014)研究发现,电子产品拆解、垃圾回收和露天焚烧能够影响表层土壤中的 TBBPA 浓度分布。TBBPA-BDBPE 在珠江三角洲的沉积物、空气、污泥和农田土中都能检测出,表明 TBBPA-BDBPE 已广泛分布在珠江三角洲地区的环境中(Shi et al.,2009)。在中国湖南的溴代阻燃剂工厂周围的土壤、沉积物和水体中都已检测出TBBPA-BAE(Qu et al.,2011)。食品用塑料器皿中TBBPA和TBBPA-BDBPE的含量较高,表明TBB
16、PA及其衍生物正逐渐取代多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)类 阻 燃 剂(Samsonek and Puype,2013)。尽管 TBBPS 和 TBBPS-BDBPE 在工厂废水中含量较高,但是截至目前环境中有关 TBBPS及其衍生物的报道很少(Wang et al.,2012)。目前,针对 TBBPA 和 TBBPS 衍生物的研究仍处于起步阶段,有关分析方法和环境行为数据较少,其所导致的环境和健康效应也不明确。TBBPA、TBBPS 及其衍生物在环境中的分布和对人类健康的影响已有研究报道(Cantn et al.,2005;Kppen et al.,2006;Knudsen et al.,2007;Nyholm et al.,2008;Qu et al.,2011)。但当前的研究主要集中于TBBPA,有关 TBBPA、TBBPS 及其衍生物环境归趋和风险暴露方面的资料仍然相当匮乏。广东省清远市龙塘镇从 20 世纪 90 年代起经历了近二十年未受管控的粗放式电子垃圾回收活动,为探讨 TBBPA、TBBPS 及其衍生物在该区域的污染状
