李蓓，陳蘭，王留鎖，胡國成*，張麗娟，蔡丹，李歆，柳曉琳，魏東洋

(1.錦州醫(yī)科大學，遼寧 錦州 121001；2.生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學研究所，國家環(huán)境保護環(huán)境污染健康風險評價重點實驗室，廣東 廣州 510535；3.西安工程大學，陜西 西安 710048；4.遼寧省生態(tài)環(huán)境保護科技中心，遼寧 沈陽 110161)

溴代阻燃劑廣泛應用于聚苯乙烯樹脂、紡織品、聚氨酯海綿及各類電子電氣產品中，是一種產量大、價格低廉且阻燃效率高的添加型阻燃劑[1]，其種類主要有多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷(HBCDs)和十溴二苯乙烷等。PBDEs有四溴、五溴、六溴、八溴、十溴等209種同系物。PBDEs經常在塑料和紡織品中用作阻燃劑。這類物質能夠廣泛且持久地存在于環(huán)境中，因其不易分解，會對人體健康造成潛在危害[2-3]。商品化HBCDs中主要含有3種異構體：α-HBCD、β-HBCD和γ-HBCD，可在聚丙烯塑料和纖維、聚苯乙烯泡沫塑料、滌綸織物中用作阻燃劑。雖然HBCDs有良好的阻燃效果，但HBCDs幾乎存在于所有環(huán)境介質中，包括水、空氣、土壤和生物群等[4-6]。PBDEs和HBCDs結構穩(wěn)定、脂溶性強、不易降解，且具有較強的生物富集性[7]、慢性毒性[8]和持久性[9-11]，一些流行病學和動物研究表明，這一類持久性有機污染物會對環(huán)境和人體健康帶來長期的危害[12]。

《斯德哥爾摩公約》中新增的持久性有機污染物將溴代阻燃劑中部分多溴聯(lián)苯、PBDEs和HBCDs列入其中[6, 13-14]，PBDEs和HBCDs由于其低水溶性和高親脂性，更易在水生生物中積累[15]，因此對水產品中溴代阻燃劑的監(jiān)測和暴露風險評估研究成為目前國內外的研究熱點。

我國對PBDEs和HBCDs在淡水魚類中的富集研究主要集中在南方地區(qū)，北方及東北地區(qū)的研究較少[16]。我國東北的遼河流域擁有豐富的漁業(yè)資源，其中，淡水魚是當?shù)鼐用耧嬍车闹匾M成部分。隨著經濟的快速發(fā)展，遼河流域的工廠星羅棋布，且大多數(shù)工廠在運行時需要大量水資源，因此會選擇沿河修建，但工廠將產生的大量有機污染物排放到水環(huán)境中，有可能對遼河流域的水生生物造成危害，而水產品的攝入是人體吸收PBDEs和HBCDs的主要途徑之一。流域附近的遼寧省撫順、沈陽、鞍山和盤錦市[17]，當?shù)鼐用袼a品消費水平相對較高，因此選擇這4個典型城市的淡水魚來分析溴代阻燃劑的富集特征，并評估遼寧省淡水魚對人類的健康風險。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

淡水魚中的草魚、鯽魚和鯉魚是撫順、沈陽、鞍山和盤錦市農貿市場售出量最高的三大品種，因此選取這3種魚類作為實驗樣本。分別于2020年9月25—26日在這4個城市當?shù)刈畲蟮霓r貿市場購買當?shù)氐啮a魚(Carassiusauratus)、鯉魚(Cyprinuscarpio)和草魚(Ctenopharyngodonidella)，每個城市每種魚各3條，共計36條。將采集的樣品冷凍干燥1周，然后研磨至肉松狀，放入冰箱于-80 ℃進行保存。

1.2 樣品前處理

1.2.1 試劑與材料

PBDEs標準品(包括BDE-28, BDE-47, BDE-99, BDE-100, BDE-153, BDE-154, BDE-183, BDE-209混標，以及BDE-77, BDE-118, BDE-128, BDE-205單標，購自劍橋同位素實驗室)；HBCDs標準品(包括α-HBCD，β-HBCD，γ-HBCD單標，以及13C-α、β、γ-HBCD混標，購自劍橋同位素實驗室)；硅膠(AR級，德國默克公司)；氧化鋁(AR級，上海西格瑪奧德里奇貿易有限公司)；正己烷(HPLC級)，二氯甲烷、甲醇、異辛烷、濃硫酸(均為GR級)，均購自上海安譜實驗科技股份有限公司；超純水(美國密里博超純水系統(tǒng)提供)。

1.2.2 前處理步驟

在研磨好的樣品中加入回收率指示物(BDE-77、BDE-205混標，13C-BDE-209單標和13C-α、β、γ-HBCD混標)，以正己烷/二氯甲烷(V∶V=1∶1)為溶劑，在100 ℃和10.34 MPa條件下進行加速溶劑萃取[18]，旋蒸濃縮至1～2 mL，加入正己烷定容至10 mL。取1 mL測定脂肪含量，其余9 mL濃縮至1～2 mL，再經復合氧化鋁硅膠柱除雜凈化，然后加入70 mL的正己烷/二氯甲烷(V∶V=1∶1)溶劑洗脫，旋蒸至1～2 mL，加入1 mL的濃硫酸震蕩10 min，離心10 min。取上清液過0.22 μm的有機濾膜，氮吹至近干，加入甲醇定容至100 μL，用于測定樣品中HBCDs的質量分數(shù)。再次氮吹至近干后加入進樣內標物(BDE-118、BDE-128)，加入異辛烷定容至100 μL，用于測定樣品中PBDEs的質量分數(shù)[19-20]。

1.3 儀器分析

1.3.1 PBDEs 分析方法

分析儀器：7890 A 型氣相色譜與5975 C型質譜聯(lián)用系統(tǒng)(GC/MS)(美國安捷倫公司)；DB-5HT MS Column色譜柱(15 m×0.25 mm×0.1 μm，加拿大J&W Scientific公司)。

升溫程序：0～5 min，110 ℃→5～9.5 min，200 ℃→9.5～14 min，200 ℃→14～27.3 min，300 ℃→27.3～44.0 min，300 ℃；柱流速：1.2 mL/min；進樣口溫度：260 ℃；進樣方式和進樣量：無分流，1 μL；離子監(jiān)測模式：單離子監(jiān)測模式(SIM)[21]；反應氣：甲烷；離子源溫度：250 ℃；連接線溫度：280 ℃；四極桿溫度：150 ℃；掃描離子：79.0，81.0，486.7，488.7(目標物m/z)，79.0，81.0(回收率標志物m/z)，492.7，494.7(內標物m/z)。

1.3.2 HBCDs 分析方法

分析儀器：1260 HPLC/AB SCIEX 4000 Qtrap MSMS 超高效液相色譜/三重四極桿串聯(lián)質譜儀(美國安捷倫公司)；CORTECS C18 色譜柱(4.6 mm×100 mm×2.7 μm，美國 Waters 公司)。

梯度流動相組成為甲醇(A)和超純水(B)，梯度起始為85%A，保持10 min，然后升至90%A，保持2.5 min，最后調至85%A，平衡3 min；流速：0.5 mL/min；進樣體積：20 μL；柱溫：40 ℃；碰撞氣：氮氣；離子源：負離子電噴霧源(ESI)；掃描離子：m/z范圍為 630～660；掃描時間：0.5 s；監(jiān)測模式：多重離子裂解；電壓：噴霧電壓=-3 500 V，射入電壓=-10 V，碰撞室射出電壓=-15 V[22-23]。

1.4 質量保證與質量控制

前處理的質量控制參考美國環(huán)保局(US EPA)的US EPA1614[24]。樣品前處理同時進行方法空白、空白加標、基質空白、基質加標和樣品平行樣實驗，保證前處理過程的回收率和空白值滿足該方法要求。待測樣品10個為1組，設置1個空白和1個平行，考察整個實驗過程誤差是否在允許范圍內。實驗過程中，樣品中PBDEs 的回收率為 69.03%～80.73%，HBCDs的回收率為86.10%～103.27%。

1.5 健康風險評價方法

根據(jù)US EPA發(fā)布的化學污染物健康風險評估模型[24]，采用膳食暴露量和非致癌風險值來評估遼河流域典型城市水產品中PBDEs和HBCDs的健康風險。

根據(jù)魚體中污染物的質量分數(shù)和膳食攝入量的關系，污染物的膳食暴露量(EDI)計算公式見式(1)：

EDI=(C×M)/BW

(1)

危害特征描述是指由此危害引起的不良健康作用的評估，其核心是劑量-反應關系評估，攝食人群非致癌風險用危害指數(shù) HI 表示[27]，HI<1表明沒有非癌癥影響的顯著風險，而HI>1表明有造成不良非癌癥影響的可能性[28]。計算公式見式(2)：

HI=EDI/RfD

(2)

式中：HI——非致癌風險指數(shù)；RfD ——口服參考劑量，mg/(kgd)[29-31]，根據(jù)US EPA確立的PBDEs各單體以及HBCDs經口攝入?yún)⒖紕┝?，BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-100的RfD取值均為100 mg/(kgd) ，BDE-153和BDE-154的取值均為200 mg/(kgd)，BDE-183的取值為300 mg/(kgd)，BDE-209的取值為700 mg/(kgd)，HBCDs的取值為200 mg/(kgd)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 2018 C軟件做柱狀圖，Arc GIS 10.2軟件做采樣位點圖，Excel軟件繪制表格。采用IBM SPSS Stastistics 26軟件，單因素方差分析的方法分別對不同地區(qū)和不同魚類體內的PBDEs和HBCDs單體質量分數(shù)差異進行比較，顯著性水平為0.05。

2 結果與討論

遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs各單體的平均質量分數(shù)(脂重)見表1。

表1 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs各單體的平均質量分數(shù) ng/g

2.1 不同淡水魚類中PBDEs分布特征

魚類樣本中PBDEs各單體的質量分數(shù)(脂重)見表2。由表2可見，所有單體在36個樣本中均有檢出，表明PBDEs在4個城市的淡水魚類中普遍存在。PBDEs各單體的質量分數(shù)排序為：BDE-183>BDE-209>BDE-153>BDE-47>BDE-99>BDE-28>BDE-100>BDE-154。PBDEs的平均質量分數(shù)為9.73 ng/g(脂重)，這一結果低于臺州電子垃圾回收地區(qū)下游魚體內的PBDEs質量分數(shù)(14 ng/g，脂重)[32]以及中國南部高度工業(yè)化地區(qū)魚體內的PBDEs質量分數(shù)(92～100 ng/g，脂重)[33],但高于上海市菜市場太湖魚體內的PBDEs質量分數(shù)(3.4 ng/g，脂重)[34]，表明遼河流域附近的工廠對當?shù)厮a品造成了一定的污染，魚體內PBDEs一方面可能通過鰓呼吸進入體內，另一方面則可能通過食用被PBDEs污染的食物富集于體內[35]。

表2 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs各單體的質量分數(shù) ng/g

從城市分布上來看，不同城市魚類樣本中PBDEs各單體質量分數(shù)存在差異。草魚體內的BDE-28質量分數(shù)在撫順和沈陽、撫順和鞍山間存在顯著差異(P<0.05)；BDE-154質量分數(shù)在盤錦和其他3個城市間均存在顯著差異(P<0.05)；BDE-209質量分數(shù)在鞍山和沈陽、鞍山和盤錦間存在顯著差異(P<0.05)。鯽魚體內的BDE-100和BDE-153質量分數(shù)均在盤錦和沈陽、盤錦和鞍山間存在顯著差異(P<0.05)；BDE-154質量分數(shù)在盤錦和鞍山間存在顯著差異(P<0.05)。鯉魚體內的BDE-154質量分數(shù)在鞍山和其他3個城市間均存在顯著差異(P<0.05)；BDE-209質量分數(shù)在鞍山和沈陽、鞍山和盤錦間存在顯著差異(P<0.05)(表1)。PBDEs在不同城市淡水魚中的分布特征見圖1。由圖1可見，3種魚體內的PBDEs在4個城市中的質量分數(shù)分布無顯著差異(P>0.05)。PBDEs各單體在城市間的顯著差異表明，各個城市的工廠排放的污染物種類不同，但污染物的總排放量水平相當。

圖1 PBDEs在不同城市淡水魚中的分布特征

從魚類分布上來看，同一城市的不同魚類中PBDEs各單體質量分數(shù)存在差異。撫順市的3種魚類中，BDE-28質量分數(shù)在3種魚類之間存在顯著差異(P<0.05)；BDE-154質量分數(shù)在草魚和鯽魚、鯽魚和鯉魚之間存在顯著差異(P<0.05)。沈陽市的3種魚類中，BDE-154質量分數(shù)在草魚和鯽魚、鯽魚和鯉魚之間存在顯著差異(P<0.05)。鞍山市的3種魚類中，BDE-154質量分數(shù)在草魚和鯽魚之間存在顯著差異(P<0.05)。盤錦市的3種魚類中，BDE-28質量分數(shù)在草魚和鯉魚之間存在顯著差異(P<0.05)；BDE-47質量分數(shù)在鯉魚和草魚、鯉魚和鯽魚之間存在顯著差異(P<0.05)；BDE-99和BDE-154質量分數(shù)均在草魚和鯽魚、草魚和鯉魚之間存在顯著差異(P<0.05)(表1)。PBDEs在不同種類淡水魚中的分布特征見圖2。由圖2可見，不同魚類對于PBDEs各單體的富集能力是不同的。

圖2 PBDEs在不同種類淡水魚中的分布特征

遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs占比特征見圖3。由圖3可見，8種PBDEs單體在所有魚類樣本中均有檢出，8種單體的總占比排序為：BDE-183>BDE-209>BDE-153>BDE-47>BDE-99>BDE-28>BDE-100>BDE-154。其中占比最高的3個單體為BDE-183、BDE-209和BDE-153，分別占PBDEs的26.8%～40%，17%～44%和14%～22%；占比最低的單體為BDE-154和BDE-100，分別占PBDEs的0.7%～5%和0.9%～5.46%。4個城市3種魚類中的PBDEs都以BDE-183、BDE-209和BDE-153為主要成分。

圖3 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs占比特征

2.2 不同淡水魚類中HBCDs的分布特征

魚類中HBCDs各單體的質量分數(shù)見表3(脂重)。由表3可見，所有單體在36個魚類樣本中均有檢出，表明HBCDs在4個城市的3種市售魚類中普遍存在。HBCDs各單體的質量分數(shù)排序為：α-HBCD>γ-HBCD>β-HBCD。HBCDs的平均質量分數(shù)為21.81 ng/g(脂重) 。

表3 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中HBCDs各單體的質量分數(shù) ng/g

從城市分布上來看，不同城市魚類樣本中HBCDs各單體質量分數(shù)存在差異。草魚體內的α-HBCD質量分數(shù)在撫順和鞍山、盤錦和其他3個城市間均存在顯著差異(P<0.05)；β-HBCD質量分數(shù)在撫順和鞍山、撫順和盤錦、沈陽和盤錦間存在顯著差異(P<0.05)；γ-HBCD質量分數(shù)在盤錦和其他3個城市間均存在顯著差異(P<0.05)。鯽魚和鯉魚體內的α-HBCD、γ-HBCD、β-HBCD質量分數(shù)在4個城市間均無顯著差異(P>0.05)(表1)。HBCDs在不同城市淡水魚中的分布特征見圖4。由圖4可見，草魚體內的HBCDs質量分數(shù)在撫順和鞍山、盤錦和其他3個城市間均存在顯著差異(P<0.05)；鯽魚和鯉魚體內的HBCDs在4個城市中的質量分數(shù)分布均無顯著差異(P>0.05)。HBCDs各單體在城市間的顯著差異表明，各個城市的工廠排放的污染物不同，鞍山市的總排放量最高。

圖4 HBCDs在不同城市淡水魚中的分布特征

從魚類分布來看，同一城市的不同魚類中HBCDs各單體質量分數(shù)存在差異。撫順市的3種魚類中，α-HBCD和β-HBCD質量分數(shù)在草魚和鯽魚間存在顯著差異(P<0.05)；γ-HBCD質量分數(shù)在3種魚類間均無顯著差異(P>0.05)。沈陽市的3種魚類中，α-HBCD質量分數(shù)在草魚和鯽魚間存在顯著差異(P<0.05)；β-HBCD和γ-HBCD質量分數(shù)在3種魚類間均無顯著差異(P>0.05)。鞍山市HBCDs各單體質量分數(shù)在3種魚類間均無顯著差異(P>0.05)。盤錦市的3種魚類中，α-HBCD和γ-HBCD質量分數(shù)在草魚和鯽魚、草魚和鯉魚間存在顯著差異(P<0.05)；β-HBCD質量分數(shù)在草魚和鯽魚、草魚和鯉魚、鯽魚和鯉魚間均存在顯著差異(P<0.05)(表1)。HBCDs在不同種類淡水魚中的分布特征見圖5。由圖5可見，不同魚類對于HBCDs各單體的富集能力是不同的，總體來說，鯉魚的富集能力高于草魚和鯽魚。

圖5 HBCDs在不同種類淡水魚中的分布特征

遼寧省典型城市不同種類淡水魚中HBCDs占比特征見圖6。由圖6可見，3種HBCDs單體在所有魚類樣本中均有檢出，3種單體的總占比排序為：α-HBCD>γ-HBCD>β-HBCD。其中占比最高的單體為α-HBCD，占HBCDs的45.15%～84.71%，其次為γ-HBCD，占HBCDs的5.92%～45.2%，占比最低的單體為β-HBCD，占HBCDs的4.42%～14.5%。4個城市3種魚類中的HBCDs都以α-HBCD為主要成分。其他研究者也得到了類似的結論[1, 36]，原因是α-HBCD在生物體內的代謝速度最慢，而且γ-HBCD可能會轉化為α-HBCD，因此α-HBCD在魚體內的富集能力大于其他2種單體[37]。

圖6 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中HBCDs占比特征

2.3 PBDEs和HBCDs健康風險評估

遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs的膳食暴露量(EDI)見表4。

表4 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs的膳食暴露量(EDI) mg/(kgd)

表4 遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs的膳食暴露量(EDI) mg/(kgd)

城市EDIPBDEsHBCDs撫順平均值9.829.09最大值30.5416.80最小值4.903.49沈陽平均值6.2116.19最大值13.3946.83最小值4.586.61鞍山平均值8.7232.20最大值14.86180.71最小值4.395.31盤錦平均值7.6415.13最大值13.4724.71最小值4.095.01

由表4可見，PBDEs各單體的EDI排序為：BDE-183>BDE-209>BDE-153>BDE-47>BDE-99>BDE-28>BDE-100>BDE-154，其中BDE-183的EDI為2.72 mg/(kgd)，BDE-154的EDI為0.15 mg/(kgd)。各城市PBDEs的EDI排序為：撫順市>鞍山市>盤錦市>沈陽市。

HBCDs各單體的EDI排序為：α-HBCD>γ-HBCD>β-HBCD，其EDI分別為13.24，2.93和1.98 mg/(kgd)。各城市HBCDs的EDI排序為：鞍山市>沈陽市>盤錦市>撫順市。

遼寧省典型城市不同種類淡水魚中PBDEs和HBCDs的HI值見圖7。由圖7可見，撫順市、沈陽市、鞍山市、盤錦市的草魚、鯽魚、鯉魚中PBDEs的HI值分別為0.062，0.03，0.034，0.021，0.025，0.053，0.033，0.027，0.046，0.042，0.039，0.021，其中撫順市草魚體內PBDEs的HI值最高。撫順市、沈陽市、鞍山市、盤錦市的草魚、鯽魚、鯉魚中HBCDs的HI值分別為0.025，0.066，0.045，0.04，0.084，0.119，0.061，0.056，0.366，0.120，0.053，0.054，其中鞍山市鯉魚體內HBCDs的HI值最高。撫順市、沈陽市、鞍山市、盤錦市4個城市PBDEs的HI值分別為0.126，0.099，0.106，0.103；HBCDs 的HI值分別為0.136，0.243，0.483，0.227，各單體的HI值均<1，表明這4個城市居民食用的淡水魚中PBDEs和HBCDs的非致癌風險均較小或可以忽略。

圖7 遼寧省典型城市淡水魚中PBDEs和HBCDs的HI值

3 結論

(1)遼寧省典型城市淡水魚中的PBDEs質量分數(shù)為4.91～36.69 ng/g(脂重)，均值為9.73 ng/g (脂重)，質量分數(shù)最高的城市為撫順市，質量分數(shù)最高的魚類是草魚。HBCDs質量分數(shù)為4.19～217.1 ng/g(脂重)，均值為21.81 ng/g(脂重)，質量分數(shù)最高的城市為鞍山市，質量分數(shù)最高的魚類是鯉魚。

(2)遼寧省典型城市淡水魚體內PBDEs中的BDE-183和BDE-209單體的蓄積量最高，HBCDs中α-HBCD單體的蓄積量最高。

(3)撫順市草魚體內PBDEs的HI值最高，為0.062；鞍山市鯉魚體內HBCDs的HI值最高，為0.366。遼河流域水產品中PBDEs和HBCDs的非致癌風險均較小或可以忽略，但是由于PBDEs和HBCDs能夠通過食物鏈傳遞，具有生物放大的效應，因此，遼寧省淡水魚類體內PBDEs和HBCDs的積累應引起有關部門重視。