典型区域土壤/沉积物中HBCD的污染特征及源解析研究

随着欧美国家对PBDEs阻燃物质禁令的实施，HBCD做为重要的替代品得到了越来越多的使用，并因其显著的持久性有机污染物特征得到了各国政府和科学家的广泛关注。有关其在环境中的分布特征和来源归趋也迅速成为了相关研究的热点领域。本项目拟选江苏省典型HBCD生产地区为研究区域，研究HBCD在高风险暴露区域土壤/沉积物中的存在水平与污染特征，评价生产点源对于周边环境的影响程度；利用手性技术系统研究土壤/沉积物中HBCD的异构体组成特征，同时结合实验室模拟实验，探讨可能存在的生物转化过程对其异构体组成和手性特征的影响机制，进而初步揭示其在土壤/沉积物中的主要来源。我国HBCD的生产量巨大，但对环境中HBCD的研究还处于起步阶段。本项目的完成，对于找出HBCD重污染区域，阐明其污染来源，及进一步预测其环境风险意义重大,同时也为有关方面更好的科学管理与控制HBCD的生产和使用提供科学依据。

六溴环十二烷（HBCD）是“POPs公约”正在考察的新型持久性有机污染物，其在环境过程中的降解转化和环境归趋是目前HBCD的热点问题。由于HBCD作为化学助剂添加使用时容易受到热过程的影响发生构型转化，因此如何识别环境过程与生产使用过程的转化机制是研究难点。本项目选取HBCD的生产基地为研究靶区，开展HBCD的环境转化研究（避免了使用过程中HBCD的变化干扰），较为系统的探讨了HBCD在土壤和沉积物中的转化规律。在HBCD的方法学方面，本项目取得重要进展，通过液相色谱柱串联技术解决了HBCD十种非对映异构体的分离难题，建立了全部十种HBCD单体检测的LC-MS/MS分析方法。该方法灵敏度、分离度以及稳定性等均优于目前国际上报道的同类技术。通过对生产基地周边土壤/沉积物的研究发现，该区域存在严重的HBCD污染，平均浓度高达10497 ng/g dw，厂家周边区域也已受到HBCD生产活动的严重影响（平均含量为27.2 ng/g dw），显著高于国内电子垃圾拆解地区和珠三角工业地区以及国内外其他地区。土壤中HBCD异构体组成已发生明显改变，除α-、β-和 γ-HBCD外，还检测到少量δ-、η-、ε-、ζ-、ι-和θ-HBCD的存在；同时HBCD的手性研究表明该区域土壤/沉积物中HBCD的转化并非生物转化，光化学过程可能是主要原因。为更好的识别光化学与热化学转化的区别，项目通过热转化模拟证实，α-、β-和γ-HBCD在热处理过程中可相互转化，并生成少量的δ-、η-、θ-和ε-HBCD。但β-HBCD和γ-HBCD向α-HBCD的转化远大于其逆反应。η-和δ-HBCD可能是热过程构型转化的指示物。值得注意的是，目前的研究仅证实HBCD构型的转化，尚未发现HBCD的脱溴及氧化降解产物。未来的研究中需进一步加强此方面的工作。