利用脂肪酸组成研究非PBDE类卤系阻燃剂的生物放大效应

With the bans of the use of flame retardant polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), some non-PBDE halogenated flame retardants (NHFRs) have been used as alternatives for the discontinued PBDEs. Recently, NHFRs have been found to be present widely in the environment. However, trophic transfer of these chemicals in the food chains, especially in terrestrial food chains, has been rarely studied. Current understanding of the biomagnification of NHFRs is still limited and the results are not conclusive, possibly resulting from the imprecise estimates of the diets of the predators. Compared with traditional methods describing trophic relationships, fatty acid (FA) signature analysis between the predator and the prey can accurately estimate the proportions of prey species in the diets of individual predators. This proposed study will detect the levels of several NHFRs including hexabromocyclododecanes (HBCDs), Dechlorane Plus (DP), decabromodiphenyl ethane (DBDPE), and 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy) ethane (BTBPE) in predators (predatory fish and piscivorous bird) and their possible diets from an electronic waste (e-waste) recycling site in Guangdong Province, and in a terrestrial raptor and its prey species from Beijing City. FA signature and stable nitrogen and carbon isotope compositions of the predators and the prey will be also examined, to provide quantitative estimates of the proportions of prey species in the diets of the predators. Biomagnification factors (BMFs) of the NHFRs in the predators will be estimated based on the diet compositions, to assess magnification of these contaminants in the aquatic and terrestrial predators. This study will be essential to characterize trophic transfer of NHFRs along food chains, and can provide basic data to assess the ecological risks of these emerging pollutants.

随着阻燃剂多溴联苯醚（PBDEs）的禁用或限用，生产厂家使用一些非PBDE类卤系阻燃剂（NHFRs）作为PBDEs的替代品。近年来，NHFRs在环境中广泛检出。然而，NHFRs沿食物链（尤其是陆生食物链）的传递特征研究较少，且不同研究结论不尽相同，可能是由于捕食者摄食关系的不确定性造成。相对于传统的摄食关系鉴别方法，捕食者和被捕食者的脂肪酸组成能够较为准确的反映捕食者的食物构成及每种食物的贡献。本项目拟测试NHFRs典型污染区域（广东电子垃圾拆解地和北京地区）几种捕食者（捕食性鱼类、食鱼鸟和猛禽）及其食物中HBCDs、DP、DBDPE和BTBPE等NHFRs含量，利用脂肪酸组成分析并辅以稳定性氮、碳同位素组成技术，确定捕食者的食物构成，研究NHFRs沿水生食物链和陆生食物链的生物放大效应。本项目的完成，对于认识NHFRs沿食物链的传递机理、正确评价这些新兴污染物的生态风险具有重要的意义。

随着阻燃剂多溴联苯醚（PBDE）的禁用，生产厂家使用一些非PBDE 类卤系阻燃剂（NHFRs）作为PBDE 的替代品。近年来，NHFRs 在环境中广泛检出。然而，NHFRs沿食物链的传递特征研究较少，且不同研究结论不尽相同，可能是由于捕食者摄食关系的不确定性造成。相对于传统的摄食关系鉴别方法，捕食者和被捕食者的脂肪酸组成能够较为准确的反映捕食者的食物构成及每种食物的贡献。本项目在NHFRs典型污染区域--电子垃圾拆解地采集了一种捕食性鱼类（乌鳢）及其可能的食物（鲫鱼、鲮鱼、罗非鱼、鳑鲏、中国斗鱼、米虾、水虿、螃蟹和幼蛙等），测试了这些样品中五溴甲苯（PBT）、五溴乙苯（PBEB）、六溴苯（HBB）、1,2-双(2,4,6- 三溴苯氧基)乙烷（BTBPE）和十溴二苯乙烷（DBDPE）等NHFRs的含量，并利用脂肪酸组成分析并辅以稳定性氮、碳同位素组成技术，确定了捕食者的食物构成和各种食物的贡献率，研究了NHFRs 在乌鳢体内的生物放大效应。本项目得到的如下主要结论：.1）乌鳢肌肉中稳定性氮同位素比值（δ15N）高于鲫鱼、鲮鱼、罗非鱼、鳑鲏、中国斗鱼、米虾、水虿、螃蟹和幼蛙的稳定性氮同位素比值，表明所采集的样品在理论上均是乌鳢的食物。.2）根据捕食者和被捕食者的脂肪酸组成，建立了乌鳢的食物组成及每种食物的贡献计算模型。模型计算结果显示，乌鳢主要以中国斗鱼、米虾和水虿为主要食物，分别占其食物组成的37.8%~73.1%、9.7%~43.8%和0.5%~24.7%。.3）乌鳢肌肉中PBT、PBEB、HBB、BTBPE和DBDPE的平均含量分别为3.09、7.06、12.6、3.14和268 ng/g脂重。乌鳢食物中PBT、PBEB、HBB、BTBPE和DBDPE的平均含量范围分别为0.58~1.28、1.9~3.08、0.25~3.6、2.21~5.23和54~203 ng/g脂重。.4）基于各种食物的贡献率计算的生物放大因子（BMF）显示，除BTBPE外，所有NHFRs均在乌鳢体内产生了生物放大效应（BMF>1）。.综上，本项目建立了基于脂肪酸组成确定捕食者的食物组成模型，较为准确的计算了PBT、PBEB、HBB、BTBPE和DBDPE等NHFRs的生物放大因子。本项目的研究成果对于认识NHFRs 的生物放大效应、正确评价这些新兴污染物的生态风险具有重要的意义。