沉积物中有机污染物的生物可利用性的化学测量方法

沉积物中有机污染物的生物可利用性的化学测量方法

准确测定疏水性有机污染物(HOCs)的生物可利用性对于评估沉积物生态毒性风险，实施沉积物污染修复极其重要.在研究生物可利用性的理论机制的同时，不少工作也从实践上探索测定生物可利用性的快速有效方法.传统的沉积物生态风险评估，常常运用沉积物中HOCs的有机碳标准化浓度来表征该污染物在生物体内的蓄积量及其对生物体的毒性效应.但是，除了有机碳之外，还存在多种因素可能影响HOCs的生物可利用性，因此，这种方法的运用受到了一定限制，预测结果与实际测量结果出现较大偏差.利用分析化学手段测定污染物的生物可利用性，因具有快捷简易、价格相对低廉的特点，已经成为一个研究热点.为了扩大化学测量技术的应用范围，需要建立相对独立于沉积物基质的方法，从而可以广泛用于测定不同类型沉积物中HOCs的生物可利用性.

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游静研究组近年来在沉积物中HOCs的生物可利用性与生态毒性方面开展了一系列工作.最近，在英国皇家化学会学术期刊Journal of Environmental Monitoring上发表了一篇综述性文章(JEnviron Monit，2011，13，792)，针对目前多种生物可利用性测定技术并存的情况，特别探讨了两种代表性的化学测定方法(固相微萃取(solid phase microextaction，SPME)与Tenax树脂萃取)在沉积物中HOCs生物可利用性测定的应用基础及其特点.

该综述总结了近年来利用基质-SPME和/或Tenax树脂萃取预测不同类型沉积物中不同种类的HOCs的生物可利用性的文章，概述了两种技术的理论基础和方法学，讨论了它们在沉积物风险评估中的应用以及这两种方法之间的关联，并着重比较了这两种方法的优缺点.这两种化学测量方法从不同角度估算沉积物中HOCs的生物可利用性，基质-SPME方法测定了HOCs的化学活性(即沉积物孔隙水中自由溶解态化合物的浓度)，而Tenax树脂萃取技术所测定的是HOCs的生物可及性(即沉积物中可快速解吸部分的HOCs).尽管两种方法的测量手段和目标不一样，大量研究显示它们所测定的结果都与沉积物生物积累实验室中的动物体内HOCs的蓄积量直接相关，因此可用于推断HOCs的生物可利用性.采用基质-SPME技术测定生物可利用性的优势在于该技术可方便实现在线检测，而且通过选择不同类型(极性)的SPME纤维，可将该技术用于测定较宽极性范围的污染物的生物可利用性.但是，为达到HOCs在SPME纤维与沉积物孔隙水之间的平衡，SPME的采样时间通常较长.与之相反，单点Tenax树脂萃取方法更为省时省力.另外，Tenax树脂萃取方法的检测限更低，使之对于检测高毒性污染物的生物有可利用性和毒性效应更为有利.

最后，该综述对这两种化学方法用于测量沉积物中HOCs的生物可利用性的进一步研究提出了建议，指出需要开展更多的研究，以便了解沉积物中“锁定”的污染物以及底栖动物直接食用沉积物颗粒等对沉积物中HOCs的生物可利用性是否具有显著性贡献及其贡献的量化.同时，运用确效参考化合物等方法，通过动力学采样技术，降低基质-SPME技术的采样时间，以及进一步完善化学分析技术测定指标与生物毒性效应的关系等，都是将来能更好地将简单快速的化学测量手段用于沉积物中HOCs的生物可利用性与毒性测定的理论与技术保障.