研究发现多溴联苯醚在白洋淀生态系统具有生物放大效应

2010-8-18 11:01 来源: 中国科学院
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  中国科学院动物研究所许木启研究员与广州地球化学研究所合作,发现在典型溴代阻燃剂——多溴联苯醚(PBDEs)在白洋淀淡水生态系统中不同生物体内不同程度积累,而且通过食物链传递具有生物放大效应。这项研究成果对于全面系统了解新型持久性有机污染物(POPs)特性及其综合管理具有重要意义。

  多溴联苯醚(PBDEs)是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其具有环境持久性,远距离传输,生物可累积性及对生物和人体具有毒害效应等特性,对其环境问题的研究已成为当前环境科学的一大热点。2009年5月,联合国环境规划署正式将四溴联苯醚和五溴联苯醚、六溴联苯醚和七溴联苯醚列入《斯德哥尔摩公约》。已有的研究资料主要集中在PBDEs的环境行为研究方面,而关于这类化合物在淡水生态系统中水生生物体内生物积累的研究资料有限,且通过食物链传递产生生物放大效应的研究结果并不一致。

  针对上述问题,科研人员以白洋淀生态系统为研究对象,开展处于不同营养级水生生物体内PBDEs的积累放大研究。结果显示,PBDEs能在浮游动物(枝角类和桡足类)、底栖动物(田螺和河蚌)、甲壳动物(虾和蟹)、鱼类(草食性鱼类、杂食性鱼类和肉食性鱼类)及水禽(鸭子)组织中不同程度积累,PBDEs最高含量达到160 ng/g(以脂肪重计)。BDE-209在一部分水生生物体内检测出,说明十溴联苯醚(主要为BDE-209)具有生物获得性。所有水生生物体内PBDE同系物组成分析结果显示,BDE-47是最主要的同系物(除田螺和河蚌以外),如图1所示。白洋淀水生生物体内PBDEs的含量与稳定性同位素氮(δ15N)确定的营养级之间的相关性表明PBDEs沿着食物链传递具有生物放大效应,其中营养级放大因子(TMFs)的范围在1.3~2.1之间波动。营养级放大因子与PBDE的正辛醇-水分配系数(Log Kow)之间的相关性分析显示,低溴代同系物(BDE-66、BD-E154等)的生物放大现象更加明显,如图2所示。

  上述研究成果已经在环境科学国际知名期刊Environment International(IF=4.78)上发表。该研究得到国家重点基础研究发展计划(973计划—2006CB403306)和国家自然科学基金(No. 30870311)资助。

  论文链接:Hu GC, Dai JY, Xu ZC, Luo XJ, Cao H, Wang JS, Mai BX*, Xu MQ*. 2010. Bioaccumulation behavior of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in the freshwater food chain of Baiyangdian Lake, North China. Environment International 36:309-315.

   图1 白洋淀生态系统水生生物体内PBDEs组成模式图(ZPK=浮游动物,RSN=田螺,SWM=河蚌,SRM=虾,CRB=蟹,CCA=鲤鱼,CRC=鲫鱼,BCA=鳙鱼,GCA=草鱼,NSH=乌鳢,OSF=鲇鱼,YCF=黄颡鱼,RFE=黄鳝,LCH=泥鳅,TUR=甲鱼,DUC=鸭子)

  图2 PBDE同系物含量与生物体所处营养级之间的相关分析(ZPK=浮游动物,RSN=田螺,SWM=河蚌,SRM=虾,CRB=蟹,CCA=鲤鱼,CRC=鲫鱼,BCA=鳙鱼,GCA=草鱼,NSH=乌鳢,YCF=黄颡鱼,RFE=黄鳝,LCH=泥鳅)