金属有机骨架材料吸附与荧光检测水中持久性有毒有机污染物的研究与应用

近年来,环境中的持久性有毒有机污染物(persistent toxic organic substances,PTOS)因具有毒性高、生物累积性、致癌致突变性和内分泌干扰等特性引起了广泛关注,但是其在水环境介质中含量低、可与其他物质发生相互作用、迁移转化能力强等特点为其高效分离去除和快速的痕量分析检测带来了挑战.因此,开发新材料、新技术、新方法用于水中PTOS的高效分离去除、建立其快速的痕量分析检测方法对于水环境保护、再生水安全利用以及PTOS的环境风险评价具有重要意义.相对于传统的吸附材料,金属有机骨架材料(metal organic frameworks,MOFs)由于其较高的孔隙率和比表面积,易调控的孔径,大量的活性位点、可功能化以及具有良好的发光特性等优点,在吸附去除和分析检测环境中PTOS表现出优异性能.本文综述了MOFs、功能化MOFs以及MOFs衍生物材料在水溶液中吸附去除PTOS的研究与应用进展,归纳总结相应的吸附机理,特别对如何通过功能化手段来提高MOFs材料对PTOS的吸附性能进行了讨论.同时,本文还对基于吸附的荧光传感方法检测PTOS进行了归纳总结,对未来MOFs材料在吸附去除和检测水环境中PTOS方面的应用进行了展望.

东海近岸持久性有机污染物分布及其影响因素

收集分析近10a东海近岸海水和沉积物中全氟烷基物(PFASs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、有机氯农药(OCPs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等六种典型持久性有机污染物(POPs)的分布及其影响因素的研究数据.结果表明,基于半数效应浓度(EC50)或海洋沉积物质量标准对海水和沉积物中POPs的生态风险评估,表明东海近岸大部分海域的PCBs、PBDEs和OCPs生态风险较低,但在杭州湾附近海域处于轻微至中等生态风险水平.PAHs整体上处于中等偏低及以下风险,PAEs处于中等偏高风险.PFASs处于中等及以下风险,但其中的全氟辛烷磺酸(PFOS)在长江口附近的生态风险较高.来自陆源输入的POPs在东海近岸海水和沉积物中的分布主要受到长江冲淡水、大气干湿沉降、沿岸流和潮汐作用的影响,呈现出绝大多数污染物含量在长江口和杭州湾附近较高,且向外海和南部沿岸总体降低的趋势.在浙闽沿岸泥质区、东海陆架泥质区,沉积物中部分污染物含量明显较高,与泥质区细颗粒泥沙对POPs的结合能力较强密切相关.长江冲淡水与东海海水交汇过程中温盐差异形成的“大陆边缘过滤器”效应,使得沉积物中部分POPs含量在盐度1~5的海域较高.东海的季节性低氧使得DDTs和PCBs等POPs普遍发生还原降解作用.除生物降解作用之外,生物泵和生物扰动等也会影响POPs在东海的分布.虽然我国已加强了对POPs的管控,但目前东海近岸的局部海域的POPs污染仍然存在,有待未来进一步完善POPs的监测手段和风险评价标准,并继续加强对新污染物的监测和环境行为研究.

浮游生物对持久性有机污染物迁移和转化影响的研究进展

持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)被持续排放到自然环境中,严重危害环境安全和生命健康。海洋、河流等水环境是POPs重要的“汇”,作为水生食物链的起点,浮游生物在水生生态系统的物质循环和能量流动中扮演着重要的角色,其对POPs的吸附、吸收、转化及运输,在很大程度上影响了POPs的环境行为。本文将浮游生物对POPs迁移和转化的可能影响进行了总结,综合分析了浮游植物和浮游动物对POPs的吸附-吸收和生物富集/放大过程及影响以上过程的生物和环境因素,从脱卤代谢、氧化代谢和微生物联合代谢3个方面阐述了浮游生物对POPs的降解及转化机制,最后讨论了浮游生物的生物泵作用对POPs垂直迁移的影响。本文能够为水生生物影响POPs迁移和转化的研究提供重要参考。

气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱测定植物油中57种持久性有机污染物

建立一种LPAS快速滤过净化柱结合气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱测定植物油中57种持久性有机污染物(POPs)残留量的方法。样品用乙腈-乙酸乙酯(体积比2:1)超声重复提取3次,提取液氮吹浓缩后经LPAS柱净化,用气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱在全扫描模式下检测。结果表明:57种POPs在0.4~100μg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.9950;检出限为0.25~2.00μg/kg,定量限为0.8~6.0μg/kg;基质加标水平为0.8~60μg/kg时,平均回收率为62.4%~125.3%,相对标准偏差为1.2%~9.9%。利用该方法检测市售30例样品,其中8例检出多环芳烃,多氯联苯和有机氯农药均未检出。建立的方法简单、准确,适用于植物油中POPs残留的快速筛查。

持久性有机污染物的危害与治理

持久性有机污染物(POPs)的产生与人工合成化学工业的发展紧密相连,目前POPs主要有三种来源类型:有机氯杀虫剂、工业化学品、工业和热生产工序中的副产物。POPs具有高持久性、高毒性、高脂溶性等特征,进入自然环境后,会在高级生物体内不断积累,并对其神经系统、生殖系统、内分泌系统以及肝脏造成不可逆伤害。为保护人类健康,维持生态平衡,全球127个国家和地区的代表于2001年5月22日在瑞典首都斯德哥尔摩通过了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,我国是该公约首批签约国之一。自该公约生效以来,我国分三阶段积极履约,目前在POPs管控方面已经取得了积极的成效。面对高速增长的人工合成化学品,我们应及早建立完善的化学品管理制度,防止重蹈POPs的覆辙。

水环境中持久性有机污染物风险评价研究进展

为科学实施河湖中POPs治理工程,需充分认识POPs的环境风险。本文系统总结了目前国内外POPs风险评价方法,对沉积物、水体、水生生物及人体中POPs风险评价的研究进展进行了归纳,可为水环境中POPs等新污染物的风险评价体系建立和科学治理提供一定参考。

《中国持久性有机污染物控制(2004-2024年)》发布

在《公约》生效20周年之际,生态环境部联合有关部门发布《中国持久性有机污染物控制(2004—2024年)》,分享中国在持久性有机污染物控制和履约方面的成果和经验。持久性有机污染物是重要的新污染物,具有环境持久性、生物蓄积性、远距离环境迁移的潜力。

水环境中持久性有机污染物检测的研究进展

水环境中的持久性有机污染物(POPs)是一类对人类健康和生态系统具有潜在危害的化学物质。因此,对于这些污染物的及时检测和监测至关重要。本文综述了水环境中持久性有机污染物检测的研究进展,包括检测技术的发展、样品预处理方法、常见污染物种类及其来源、污染物的环境行为和毒性效应等方面内容。同时,对未来该领域的研究方向和挑战进行了展望,以期为水环境污染控制与治理提供参考。

基于多智能体建模的持久性有机污染物动态风险评估展望

持久性有机污染物主要为人工合成的化学物质,对人类健康和环境危害较大。将多智能体建模方法引入持久性有机污染物动态风险评估领域,突破现有的瞬时风险评价,以期为持久性有机污染物的风险评估开拓新的研究思路。该文综述了国内外持久性有机污染物的来源、特征和风险评估技术进展,简要介绍了主要智能体的类型和功能,为应用多智能体技术进行持久性有机污染物的动态风险评估提供了科学依据和理论基础。

气相色谱-串联质谱法测定人血清中43种持久性有机氯污染物

建立了基于液液萃取-固相萃取净化同时测定人血清中43种持久性有机氯污染物(POCPs)的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)方法,包含18种多氯联苯(PCBs)和25种有机氯农药(OCPs)。取250μL血清样本加入甲醇和酸,使用正己烷和甲基叔丁基醚依次对样品进行萃取,硅胶固相萃取柱对提取液进行净化,洗脱液氮吹浓缩后用甲苯复溶,经TG-5SilMS(30 m×0.25 mm×0.25μm)毛细管色谱柱分离,多反应监测(MRM)模式下进行测定,内标法定量。结果表明,18种PCBs和25种OCPs分别在0.008~1μg/L和0.08~10μg/L范围内线性关系良好,方法检出限为0.005~0.1μg/L,定量下限为0.02~0.3μg/L,基质效应为74.9%~126%;加标回收率为71.6%~129%,日内相对标准偏差(RSD)为1.0%~11%,日间RSD为1.3%~18%。使用标准参考样品评估方法准确度,测定结果与参考值的相对偏差均小于30%。应用该方法测定某地区173份普通人群血清样品,共检出28种POCPs,其中p,p'-DDE和PCB153的检出率超过50%,p,p'-DDE质量浓度的中位数为0.46μg/L,是该地区人群血清中主要的POCPs组分。该方法可有效控制基质效应,提高检测灵敏度,适用于人血清中43种POCPs的检测。

土壤中持久性有机污染物不可提取态残留的测试方法、生成特征与环境风险研究进展

持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)是一类具持久性、高生物蓄积性、高毒性且具长距离迁移性的高关注度化学物质,土壤是其主要储存库.POPs进入土壤后,与土壤结合发生老化现象,一部分生成不可提取态残留(non-extractable residue,NER).作为POPs环境归趋中的重要过程,NER的生成传统上被视为污染物的去毒或降解途径;但随着老化时间的增加或者受环境条件变化等因素的影响,土壤中NER可能会再次释放,造成环境风险.国内外有关土壤有机污染物NER的研究已有较多报道,但其中关于POPs-NER的报道相对欠缺.本文介绍了POPs-NER的同位素测试手段和生成机理,对特定组分NER的测试方法、POPs-NER生成的动力学模型与影响因素以及POPs-NER的释放与环境风险等方面的研究进展进行了综述,并简要分析了当前POPs-NER研究领域的局限和未来需要关注的问题.由于部分研究方向缺乏POPs-NER的案例,本文分析了一些非持久性有机污染物NER的相关研究,以期为今后POPs-NER的研究提供参考.

广西普通油茶果及林地土壤持久性有机污染物分布特征

为确定广西普通油茶(Camellia oleifera)中持久性有机污染物的分布特征,以广西主要普通油茶产区48个采样点的48批普通油茶果及林地土壤为研究对象,采用GC-MS/MS分析16种多环芳烃(PAHs)、17种多氯联苯(PCBs)、23种有机氯(OCPs)和18种邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染水平。结果表明,林地土壤及普通油茶种皮、壳和籽仁中主要PAHs有10种;PCBs污染程度均较低;主要PAEs为DIBP、DBP和DCHP;林地土壤主要OCPs为γ-六六六(林丹)、七氯、异狄氏醛和硫丹硫酸盐,普通油茶种皮、壳和籽仁主要OCPs均为p,p′-DDT、七氯、异狄氏酮和γ-六六六(林丹)。PAHs、PCBs在林地土壤中的总含量高于普通油茶种皮、壳和籽仁,但未影响普通油茶果的食用安全;可采用杜绝有机物燃烧、增加炭基肥的施用量降低PAHs、PCBs对土壤的影响。减少农药、化肥的使用,降低OCPs污染。对PAEs的污染情况进行进一步监控。

益生菌对生物体内持久性有机污染物和重金属的调节作用研究进展

持久性有机污染物和重金属的污染问题是全球关注的重要问题,其持续暴露会带来严重的生态风险和健康问题。这些污染物具有稳定的物理和化学性质,在生物体和环境中存在持久性、生物累积性、毒性以及较强的长距离迁移的能力而受到广泛关注。研究表明,持久性有机污染物和重金属在生物体内的积累会引起生物体的氧化应激和免疫损伤,破坏肠道微生物群的组成结构,打破肠道菌群的平衡。益生菌能够维持宿主肠道微生物群的平衡与稳定,有效提高生物体的抗氧化能力和免疫细胞的活性。益生菌已被证明能够减少宿主体内污染物的积累、提高宿主的免疫功能和调节肠道菌群的平衡,从而降低污染物引起的毒性作用。因此,本文综述了益生菌对生物体内持久性污染物和重金属毒性的调节作用,旨在为污染物的消减提供理论参考。

森林地区持久性有机污染物的沉降和释放

持久性有机污染物(POPs)是一类具有毒性、难降解性和生物富集性的污染物。由于具有半挥发性,POPs可以随大气进行长距离传输并富集到极地等寒冷的偏远地区。大气沉降和挥发是POPs全球传输的关键过程。森林是POPs的重要储库,其POPs的强吸收能力加速了POPs的沉降,使得森林成为POPs大气沉降研究的重要介质。本文综述了当前森林POPs沉降研究的主要成果,重点阐述了大气POPs向植被(树冠)沉降和植被POPs向林下土壤迁移沉降这两大关键过程的特征和机制,并简要总结了林下POPs的后沉降过程(循环及再释放)和机制。最后,提出森林POPs沉降研究应着眼于观测技术开发、微观机制解析、关键规律总结、释放特征观测和多污染物耦合等方向,进而拓展大气污染物干湿沉降研究范围、丰富大气污染物干湿沉降研究的理论和方法,力争为气候变化背景下污染防治提供科学依据和理论支撑。

食用油中持久性有机污染物的研究进展

对食用油中持久性有机污染物的来源、检测技术进行了综述,以期为食用油中持久性有机污染物风险防控技术研究提供参考。

婴幼儿乳粉中新兴持久性有机污染物的来源、检测技术及污染水平研究进展

综述了关于婴幼儿乳粉中氯丙醇酯和缩水甘油酯(GEs)、氯酸盐、高氯酸盐、多氯联苯(PCBs)、丙烯酰胺、矿物油、全氟及多氟烷基化合物(PFASs)的污染来源、分析方法、污染水平等方面的研究进展,指出现阶段婴幼儿乳粉新兴持久性有机污染物(POPs)国内外污染现状以及检测技术的优缺点,并对婴幼儿乳粉的新兴POPs检测技术发展与种类进行了展望。

金属有机骨架改性及对水中持久性污染物吸附研究进展

综述了金属有机骨架(MOFs)材料的一般改性方法(金属节点改性、配体功能化改性、制造缺陷改性以及复合改性),总结了近年来MOFs材料在吸附水中抗生素、杀虫剂、染料和酚类等持久性污染物(POP)领域的应用研究进展,并且对POP的特点,以及吸附剂与目标污染物之间存在氢键作用、静电相互作用、π-π相互作用和疏水相互作用等的吸附机制进行了讨论,提出了MOFs基材料在吸附水中污染时存在的一些实际应用问题,针对问题提出了自己的建议并对未来用于水污染吸附的金属骨架改进方向进行了展望。

AMAP评估报告解读:气候变化对北极地区持久性有机污染物和新污染物的影响

气候变化显著影响北极地区的海陆环境,进而影响北极地区典型污染物的来源、传输与环境归趋。北极监测与评估计划(AMAP)近期发布的AMAP 2020评估报告《北极地区持久性有机污染物(POPs)和新污染物(CEACs):气候变化的影响》指出:(1)气候变暖导致北极冰冻圈内长期储存的污染物重新释放和再分配,北极地区随人类活动加剧产生新污染物排放;(2)气候变暖增强了POPs长距离迁移潜力,海洋“生物泵”过程的强化增加了POPs在深海水域的沉积存储;(3)气候变化产生自然环境变化与生物生态变化,进而影响北极食物网的污染物赋存状态和当地居民的暴露水平。该评估报告显示,气候变化对POPs和CEACs的影响十分复杂,相关机制仍有待深入研究。未来需要将更多具有POPs性质的化学品纳入监管,继续开展国家监测项目,加强跨学科交流与活动以及政府、学校、北极本地居民间的合作。

典型持久性有机污染物在土气交换中的结构多样性特征

持久性有机污染物的土气交换是在环境中分配和归趋的重要组成。从采样技术、逸度模型、交换方向和通量,以及影响因素4个方面综述典型持久性有机污染物(POPs)及其同系物、异构体的土气交换行为。有机氯农药滴滴涕(DDTs)及其代谢产物o,p′-DDT和p,p′-DDD表现出沉降趋势,六六六(HCHs)的异构体α-、β-HCH相比γ-、δ-HCH更倾向于向大气扩散。低分子质量的多环芳烃及多氯联苯普遍向大气挥发,而溴化程度较低的多溴二苯醚流动性较高。磷酸三正丁酯比其他有机磷阻燃剂的挥发趋势更明显。对于新型污染物,考察了全氟辛烷磺酸及短、中链氯化石蜡的土气交换通量。此外,土气交换方向会受到温度和土壤有机碳含量的影响。

典型新污染物治理国际经验研究——以《斯德哥尔摩公约》管控的持久性有机污染物为例

持久性有机污染物(POPs)是一类典型的新污染物,以欧美为代表的发达国家早在20世纪70年代就开始对POPs治理进行探索,逐渐形成一套针对有毒有害化学品的管理体系。首先结合《斯德哥尔摩公约》,梳理美国、日本、加拿大、部分欧洲国家等典型发达国家POPs治理相关法律法规以及欧洲针对POPs治理形成的国家—欧盟—国际三级法律体系;其次基于风险控制理念提出了以POPs为代表的具有PBT特性(持久性、生物蓄积性和毒性)的有毒有害化学品管控先进国际经验和对重点化学品进行识别、筛选、评估、管控的优先性策略;为促进我国新污染物治理和《斯德哥尔摩公约》履约工作提出相关建议。