有机磷酸酯在岷江干流鱼体中的分布

刘小雯，印红玲，彭斐，李世平，唐娟，邓旭，蹇林洁，方淑红

成都信息工程大学资源环境学院，成都 610225

有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)是一类人工合成的磷酸衍生物，作为阻燃剂和增塑剂效果优良。近年来，由于溴代阻燃剂在世界范围内逐步禁止使用，OPEs的需求量与生产量都大幅增长，然而其并非绝对安全。磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPhP)可能具有迟发性神经毒性[1-2]，且TPhP暴露与男性精子数量的下降有显著相关性[3-4]。在动物长期暴露实验中，磷酸丁酯(tri-n-butyl phosphate, TnBP)也表现出内分泌干扰性并与哮喘、过敏性鼻炎的流行显著相关[5]。磷酸三氯乙酯(tri(2-chloroethyl)phosphate, TCEP)和磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)可引发肿瘤细胞生长[6]，TCEP被列入欧盟“潜在人类致癌物(第H类致癌物)”名单[7]，TDCPP也被美国确定为潜在致癌物质[8]。然而，人们对于OPEs的生物地球化学行为及其生态风险仍缺乏全面深入的认识。

鱼体中OPEs的含量与其营养等级、生活习性、年龄、性别、脂肪含量及水体中OPEs的浓度等多种因素有关[9-17]。然而，目前各研究对各种影响因素的结论差异较大。首先，研究者对OPEs是否会在食物网中随营养级别上升而生物放大的观点不一致。Guo等[9]在大湖盆地收集的鱼类样品中发现TnBP可以随着食物链积累；Eulaers等[10]发现食物链顶部的捕食者可能会富集更多的OPEs。然而，Brandsma等[11]在荷兰西部河口的食物网中观察到OPEs在中上层食物网中显示出营养稀释效应，指出OPEs更可能通过底栖食物网而不是通过水生环境中的上层食物网放大。其次，生物体的质量是否是影响OPEs含量的主要因素也存在争议。Sundkvist等[12]发现大型鲈鱼体内的OPEs含量明显大于小型鲈鱼体内OPEs的含量，但Kim等[13]认为OPEs是通过鳃和上皮组织吸收，其在鱼体内的含量与鱼体和长度无关。另外，Wang等[14]发现雌性斑马鱼中TDCPP的浓度高于雄性斑马鱼，表明OPEs的生物积累具有性别依赖；Wang等[15]发现OPEs的生物富集因子(BCFww)与脂肪含量呈正相关；但也有许多研究指出[11-13,16-17]脂质含量对多种OPEs的影响有限。因此，目前关于OPEs进入生物体的途径，鱼体的不同器官是否对各OPEs存在富集效应，不同鱼类对OPEs的富集、代谢能力、机制及其影响因素尚未清楚，需要大量的野外调查数据去探索和验证。

岷江是长江水量最大的支流，流域面积13万km2，全长达1 279 km。本文以岷江干流为研究区域，定量测定沿岸重点城市(新津、宜宾和乐山)点位中各类鱼体肌肉、鳃、肝脏和肾脏中OPEs的含量，以填补岷江流域生物体中OPEs含量的数据空白，为进一步了解OPEs的生物富集及健康风险评估提供参考。

1 材料与方法(Materials and methods)

1.1 样品采集

在岷江干流所经主要城市(新津、宜宾和乐山)等地采集当地居民在岷江里垂钓的鱼类，包括鲶鱼、黄辣丁、白鲢、鲫鱼、乌江青波鱼、鲤鱼、草鱼和白鱼等8个品种，每个品种2～3条。采样时间为2020年8月，样品具体信息如表1所示。

1.2 样品前处理

准确称取全鱼质量后，解剖出鳃、肝、肾、和肌肉等组织，冷冻干燥至冻干(约36 h)。准确称取干燥后的样品若干，加入无水硫酸钠充分研磨并除去残存水分。加入乙酸乙酯：丙酮(V(乙酸乙酯)∶V(丙酮)=3∶2)15 mL，并加入内标TDCPP-d15和TPhP-d15各1 ng，浸泡过夜。超声萃取30 min，3次，合并萃取液，离心10 min，转速为3 000 r·min-1。-80 ℃冷冻保存12 h，使其脂肪凝成固体后进行过滤(0.45 μm，有机滤膜)。滤液真空浓缩至1 mL左右，加入1 mL正己烷后继续浓缩至300 μL左右，过氧化铝/硅胶吸附剂层析柱(分析纯，成都科龙化工试剂厂)。正己烷淋洗杂质，乙酸乙酯/丙酮(V(乙酸乙酯)∶V(丙酮)=3∶2)洗脱15 mL。洗脱液真空浓缩至近干，用微量进样针将其转移到进样瓶中，正己烷定量到200 μL后用气相色谱-质谱联用仪(日本岛津2010 plus)进行测定。

1.3 仪器分析

仪器分析条件：色谱柱SH-Rxi-5Sil MS(30 m×0.25 μm×0.25 mm，日本岛津)，进样口温度为280.0 ℃，不分流进样，载气为高纯He，流量为1.00 mL·min-1。升温程序：60.0 ℃(保持1 min)，以30.00 ℃·min-1升至220.0 ℃(保持1 min)，以5.00 ℃·min-1升至300 ℃(保持4 min)。MS条件为：EI源，SIM模式，离子源温度为200 ℃，接口温度为280 ℃。6种目标化合物的目标离子和参考离子m/z分别为TnBP：155/99、211、125；TCEP：249/63、143、251；TCPP：125/99、201、277、157；TPhP：326/325、77、215；TBEP：85/100、199、299；TEHP：99/113、211。

1.4 质量保证与质量控制

采用外标法定量。配制50.00～2 000.00 μg·L-1的混标溶液做标准曲线，相关系数(r2)均在0.990以上。每个样品中均加入内标TDCPP-d15和TPhP-d15，用于保证回收率。鱼样加标回收率为71.6%～90.2%。每批次样品同时做基质加标回收率和空白加标回收率1个。鱼样基质加标回收率为80.6%～92.3%，空白加标回收率为89.4%～105.4%。在空白实验中仅有少量的TnBP与磷酸三异辛酯(TEHP)检出，但其浓度均小于样品的5%，其余目标物均未检出，故可以忽略实验过程中带来的污染。仪器检出限以3倍信噪比(S/N)计算，为0.07～0.4 ng·L-1。将同一标准品连续测定7次，计算其精密度为8.3%～8.7%，精密度良好。

2 结果与讨论(Results and discussion)

2.1 岷江干流鱼体中∑6OPEs的含量

在宜宾采集的5种鱼体肌肉组织中∑6OPEs的平均浓度分别为鲶鱼(565.74 ng·g-1dw)>鲫鱼(552.43 ng·g-1dw)>黄辣丁(466.93 ng·g-1dw)>乌江青波鱼(336.46 ng·g-1dw)>白鲢(335.44 ng·g-1dw)。在乐山采集的5种鱼体肌肉组织中∑6OPEs的浓度分别为白鲢(638.43 ng·g-1dw)>白鱼(580.28 ng·g-1dw)>黄辣丁(511.71 ng·g-1dw)>鲫鱼(333.57 ng·g-1dw)>鲶鱼(322.79 ng·g-1dw)。在新津采集的6种鱼体肌肉组织中∑6OPEs的含量分别为草鱼(637.91 ng·g-1dw)>鲫鱼(503.38 ng·g-1dw)>鲶鱼(235.23 ng·g-1dw)>黄辣丁(296.8 ng·g-1dw)>鲤鱼(256.34 ng·g-1dw)>白鲢(240.37 ng·g-1dw)(图1)。OPEs在不同地点不同种类鱼体的含量之间没有发现明显规律，如在鲫鱼肌肉中∑6OPEs的含量表现为宜宾>新津>乐山，但是在白鲢中却表现为乐山>宜宾>新津。但是，总的来说，处于中下游的乐山和宜宾的鱼体中∑6OPEs含量高于处于岷江上游的新津，说明随着岷江干流从上游到中下游，鱼体中OPEs含量明显增加，这与沿岸人为活动密切相关。

目前已有关于OPEs在鱼等生物体中含量的报道，但各研究的鱼品种及组织不同、OPEs单体及个数不同、数据单位不一致(ww：湿质量；lw：脂质量；dw：干质量)，不便于直接比较数值。如黄色条纹绯鲵鲣体内总OPEs高达2 000 ng·g-1，银多鳞鱚体内含量为1 800 ng·g-1[13]；青鱼脂肪中总OPEs浓度为61～200 ng·g-1，鲈鱼脂肪中总OPEs为330～490 ng·g-1。贝类脂肪中OPEs浓度为190～1 600 ng·g-1[18]。机场附近的河流鱼脂肪中总OPEs浓度高达10 200 ng·g-1[19]。Liu等[20]在珠江三角洲的河流中发现鲮鱼、尼罗罗非鱼和下口鲇的肌肉中∑12OPEs的浓度分别为2.3～16 ng·g-1ww、3.4～16 ng·g-1ww和3.5～30 ng·g-1ww；据报道，广东省鱼肉中OPEs浓度高达4 692 ng·g-1lw[21]。然而，总体来看，本研究中鱼体的肌肉组织中∑6OPEs的总含量大概处于中等偏上水平。鉴于部分烷基类OPEs容易被生物体代谢，半衰期较短[22-23]，而鱼体内却观察到相对较高的OPEs水平，说明该地区有持续的OPEs输入，建议开展持续性监测并评估其潜在的生态风险。

表1 样品信息Table 1 Sample information

图1 6种OPEs (∑6OPEs)在鱼肌肉中的浓度Fig. 1 Concentrations of six kinds of OPEs (∑6OPEs) in muscles of fishes

2.2 岷江鱼体各组织中∑6OPEs的含量

本研究解剖了所有鱼体的肌肉、鳃、肝脏和肾脏等组织。∑6OPEs在所有样品各组织中的平均浓度依次为肾脏(1 402.41±419.65) ng·g-1dw>肝脏(1 202.44±593.16) ng·g-1dw>鳃(785.67±321.44) ng·g-1dw>肌肉(409.35±145.17) ng·g-1dw。所有鱼种类的各组织中∑6OPEs的浓度占鱼体中∑6OPEs总浓度的比例顺序基本一致，依次为肾脏(16%～53%，平均值37%)>肝脏(23%～50%，32%)>鳃(7%～29%，20%)>肌肉(5%～21%，11%)(图2)。这与Choo等[24]报道的韩国Nakdong河鲫鱼肝脏∑9OPEs含量(6.22～18.1 ng·g-1ww)>肌肉(4.23～7.75 ng·g-1ww)>性腺(3.08～7.70 ng·g-1ww)的结果有一定相似性；与Hou等[22]报道的磷酸三丁氧乙酯(TBEP)和TnBP在鱼的肾脏和肝脏富集最多的结果一致，也与其他有机物在肾脏和肝脏中的浓度更高的结果相似[25-28]。但本研究结果与Hou等[29]报道的中国成都市锦江鱼体中13种OPEs在肌肉中的平均浓度(1 161 ng·g-1lw)>内脏(692 ng·g-1lw)>鳃(375 ng·g-1lw)结果相反，与Wang等[23]等通过实验室模拟发现肠内含有最高的d15-TPhP浓度(3.12±0.43) μg·g-1ww，其次是鳃(2.76±0.12) μg·g-1ww>脑(2.58±0.19) μg·g-1ww>肝脏(2.30±0.34) μg·g-1ww>>肌肉(0.53±0.04) μg·g-1ww不同，也与Greaves和Letcher[30]在大湖地区的研究结果不同，他们发现雌性海鸥体内16种OPEs主要在脂肪和肌肉中含量较高，而在其他组织中含量较低。生物体中有机污染物在肾脏和肝脏中含量高的原因主要是器官功能差异。肝脏是生物体的代谢器官，是第一个通过血液流动被微量污染物灌注的组织，故比肌肉具有更高的同化率；而肾脏是生物体的排泄器官，会汇集鱼体内OPEs进行代谢和清除，故其含量更高。另外，血液灌流和通过与特定生物分子相互作用的主动转运可导致肝、肾中OPEs的生物富集系数(BCF)较高。OPEs对蛋白质的疏水性配体，如脂肪酸结合蛋白和细胞色素P450显示出高亲和力。而鳃中高浓度的OPEs积聚可能是归因于它们从周围的水吸收外来物质并转移到血浆的能力[13]。因此，越高的功能组织(肾、肝和鳃)血液灌注可导致其较高的OPEs积累。

2.3 岷江鱼体中OPEs单体的分布

通过OPEs各单体在全鱼各部位中的浓度和占全鱼中∑6OPEs总浓度的比例(图3)，分析各单体在不同地点全鱼中分布的差异性。总的来说，TBEP和磷酸三氯丙酯(TCPP)的比例较高，在大多数鱼体中，两者加和占∑6OPEs的50%以上，故鱼体中TBEP和TCPP为优势单体，这与Hou等[29]发现TCPP是中国成都锦江鱼体和水中的主要污染物，占比为31%的结果相似；但欧洲、加拿大、菲律宾和中国等[13, 31-33]部分水体中烷基磷酸酯(TnBP和TBEP)是其淡水和海水鱼类中主要的污染物，其在鱼

体内的含量为1.43～6 000 ng·g-1lw，与本研究结果有一定差异；Ma等[21]报道中国珠江入海口鱼体中的首要污染物是TnBP与TCEP，与本研究结果差异较大。故不同地区OPEs的使用种类和用量不同，水体及水生生物中OPEs的污染水平及成分差异较大。

部分OPE单体在不同的鱼体中所占比例差异明显，如TnBP在新津的鲫鱼中占比为14%，但在宜宾的白鲢中仅占3%；TPhP在乐山白鱼中的占比高达44%，远高于在同一地点其他种类的鱼体(6%～13%)，也高于在宜宾(14%～19%)及新津的占比(7%～15%)；TEHP在不同鱼体中的占比为3%～26%，其中在新津的白鲢中占比高达26%，在乐山的白鲢中占比为14%，说明不同种类的鱼对不同单体的吸收或富集效应差异明显。

为了进一步观察OPEs的分布，将不同地点每种鱼体的各组织中OPEs单体的分布作图，结果如图4所示。由图4(a)知，在肌肉中各OPE单体的浓度依次为：TBEP(22.95～342.29 ng·g-1dw，中位浓度87.77 ng·g-1dw)>TPhP(23.20～308.89 ng·g-1dw，83.10 ng·g-1dw)>TCEP(20.44～106.84 ng·g-1dw，72.86 ng·g-1dw)>TCPP(14.42～121.19 ng·g-1dw，50.77 ng·g-1dw)>TnBP(18.76～65.11 ng·g-1dw，33.10 ng·g-1dw)>TEHP(ND～128.74 ng·g-1dw，10.37 ng·g-1dw)。浓度最高的TBEP是浓度最低的TEHP的8.4倍，是TCPP的1.7倍。在不同生物体之间，新津鲫鱼肌肉中TBEP (342.20 ng·g-1dw)的浓度显著高于其他鱼体，是同一地点鲶鱼(22.95 ng·g-1dw)的约15倍。本研究鱼肌肉中OPEs的含量高于Evenset等[34]在鱼肌肉中检测出的TCPP(1.4～2.9 μg·kg-1)、TCEP(0.5～5.0 μg·kg-1)和TEHP(<0.04～<0.1 μg·kg-1)含量。TBEP和TPhP是肌肉中的主要单体，这与Liu等[20]在中国珠江三角洲发现TEHP、TCPP、TCEP和TnBP是鱼体肌肉中的主要单体，其占比高达90%的结果不同，与Sundkvist等[12]等在瑞典某湖泊鱼体肌肉中检出的OPEs主要以TCPP(170～770 g·kg-1lw)和TPhP(21～180 g·kg-1lw)为主也有一定的差异性，这与不同地区OPEs的使用种类及应用范围不同、附近污染源不同有关。

图2 鱼体不同组织中∑6OPEs的分布Fig. 2 Distribution of ∑6OPEs in different tissues of fishes

图3 OPE单体在鱼体中的分布注：TEHP表示磷酸三异辛酯；TBEP表示磷酸三丁氧乙酯；TPhP表示磷酸三苯酯；TCPP表示磷酸三氯丙酯； TCEP表示磷酸三氯乙酯；TnBP表示磷酸丁酯。Fig. 3 Distribution of OPE in different fishesNote: TEHP represents tris(2-ethylhexyl) phosphate; TBEP represents tributoxyethyl phosphate; TPhP represents triphenyl phosphate; TCPP represents trichloropropyl phosphate; TCEP represents tri(2-chloroethyl) phosphate; TnBP represents tri-n-butyl phosphate.

在肝脏中(图4(b))，各单体的浓度顺序为：TBEP(40.70～1 764.74 ng·g-1dw，中位浓度371.25 ng·g-1dw) >TCPP(16.94～561.69 ng·g-1dw，157.18 ng·g-1dw)>TPhP(33.70～409.31 ng·g-1dw，130.68 ng·g-1dw)>TCEP(53.61～338.38 ng·g-1dw，82.69 ng·g-1dw)>TnBP(12.10～233.22 ng·g-1dw，58.26 ng·g-1dw)>TEHP(6.82～339.86 ng·g-1dw，57.61 ng·g-1dw)。浓度最高的TBEP是浓度最低的TEHP的6.4倍。该结果与其他地区在鱼体肝脏中检测到的主要优势单体差异较大，如Evenset等[34]在鱼的肝脏中检测到TCPP(5.5～8.9 ng·g-1ww)和TCEP(13～26 ng·g-1ww)为主要污染物，Reemtsma等[35]报道挪威江鳕肝脏中TCEP的含量最高，为17 μg·kg-1；Green等[36]发现瑞典等地的鳕鱼肝中TCPP的浓度最高(3～137 μg·kg-1)；Choo等[24]发现肝脏中TCEP为优势单体(1.31～2.96 ng·g-1ww)。

在鳃中(图4(c))，各单体的浓度依次为：TBEP(31.33～884.31 ng·g-1dw，中位浓度408.86 ng·g-1dw)>TCPP(28.75～248.80 ng·g-1dw，105.11 ng·g-1dw)>TPhP(12.82～164.75 ng·g-1dw，82.20 ng·g-1dw)>TEHP(3.80～284.48 ng·g-1dw，60.17 ng·g-1dw)>TCEP(19.20～217.51 ng·g-1dw，58.55 ng·g-1dw)>TnBP(9.47～221.79 ng·g-1dw，38.94 ng·g-1dw)。TBEP在不同鱼体中差别较大，在新津采集的鲶鱼中TBEP的含量(884.31 ng·g-1dw)是同一地点采集的鲤鱼(225.44 ng·g-1dw)的3.9倍，是宜宾鲶鱼(453.68 ng·g-1dw)的1.9倍。大多数鱼鳃中TBEP的含量都明显高于其他单体，这与岷江流域水体中TBEP的含量较高，通过鳃转运到鱼体中富集有关[13,37]。Kim等[13]的研究也表明，鳃对水中的OPEs有显著的吸收作用。目前国内外关于OPEs在鳃中的报道甚少，Hou等[29]在中国成都锦江鱼体的鳃中发现OPEs的含量分别为：TCPP(140 ng·g-1lw)>TBEP(34.2 ng·g-1lw)>TCEP(29.7 ng·g-1lw)>TnBP(29.1 ng·g-1lw)>TPhP(8.9 ng·g-1lw)>TEHP(9.8 ng·g-1lw)，与本文结果差异较大。

在肾脏中(图4(d))，各单体的浓度依次为：TBEP(26.73～957.46 ng·g-1dw，中位浓度514.26 ng·g-1dw)>TCPP(64.7～982.14 ng·g-1dw，304.93 ng·g-1dw)>TCEP(78.01～388.66 ng·g-1dw，192.77 ng·g-1dw)>TPhP(33.80～1 161.28 ng·g-1dw，90.27 ng·g-1dw)>TEHP(27.78～276.42 ng·g-1dw，82.19 ng·g-1dw)>TnBP(18.09～235.40 ng·g-1dw，79.19 ng·g-1dw)。不同生物体之间，单体含量差异较大，TCPP在宜宾采集的鲶鱼肾脏中的含量为982.14 ng·g-1dw，是在同一地点采集的白鲢(64.7 ng·g-1dw)的15倍；TEHP在新津采集的鲶鱼中含量为34.01 ng·g-1dw，但是在同一地点采集的白鲢肾脏中含量为276.42 ng·g-1dw。值得注意的是，TPhP在乐山白鱼肾脏中的含量达到1 161.82 ng·g-1dw，比其他鱼体中的含量高出一个数量级。

图4 不同组织中OPEs的分布Fig. 4 Distribution of OPEs in different tissues

总的来说，鱼体各功能器官中TBEP和TCPP的含量较高。值得注意的是，TBEP在水中的溶解度为1.1 g·L-1，易溶于水，logKow为3.75[38]，其生物代谢较快。本研究得到其含量最高，说明研究区域内有持续不断的TBEP输入，这与采样点所在位置、污染物排放、人口密度、经济水平等密切相关。这一结果与刘琴[37]报道的2016年和2017年岷江流域水体中TCPP、TCEP和TBEP含量较高这一事实相符。本研究与Wang[15]等发现的烷基、烷氧基和低氯代烷基OPEs在肝、脑和卵富集较突出，芳香基OPEs在肠道和鳃中富集较突出的结果不同。OPEs是否具有组织特异性积累，需要更多的野外调查和实验研究来说明。