手性多氯联苯在水生植物莲藕体内的对映体选择性富集行为研究

多氯联苯（PCBs）因其难降解、易蓄积、具有致癌性而严重威胁人类健康，被斯德哥尔摩公约列为优先控制的持久性有机污染物。本项目以水生植物莲藕为试验对象，研究整个生长期内手性PCBs对映体在莲藕体内的选择性富集行为和分布变化规律，探究其在小型池塘生态系统内的迁移转化规律。在此基础上与市售莲藕产品污染实际调查结果进行对比，从而明确水生植物对手性PCBs的选择性富集行为机制。本项目的开展将在对映体水平上获得手性PCBs在水生植物和池塘环境中的归趋信息，为明确莲藕PCBs的污染原因及其控制技术提供科学依据，亦对采取针对性措施开展PCBs环境污染治理具有重要意义。

本项目采用手性毛细管气相色谱及气相色谱-质谱法，建立了莲藕、荷茎、荷叶、底泥和水体中6种手性多氯联苯（PCBs）对映体的高灵敏度分析方法，为开展其在植物和环境样品中的分析和研究提供了重要技术手段。通过池塘和盆栽模拟试验研究，发现6种手性PCBs在盆栽和池塘莲藕中对映体选择性趋势是一致的，并且随着底泥PCBs浓度的提高富集效率也随之提高。多数PCBs富集浓度在莲藕生长60 d时达到最大值，并且随其快速生长而下降，在生长后期120-150 d趋于稳定。PCB 149、176、183浓度在池塘莲藕中则随时间快速下降直至未检出，但在盆栽莲藕中的富集总量则随时间不断增加并在后期趋于稳定。较低的生物富集因子说明莲藕对底泥中PCBs的富集净化能力较差，因此不适宜用于其污染环境的植物快速修复。. 莲藕、荷茎、荷叶对PCBs 95、91、136的富集均具有对映体选择性，分别优先富集PCB 95-1、PCB 91-2、(-)-PCB 136对映体，而对PCBs 149、176、183的富集则无选择性，且富集相对较弱，尤其是在池塘莲藕中更为明显，可能源于不同氯原子取代数目和位置所形成的立体空间结构的差异。底泥和水体中的PCBs均未呈现出对映体选择性，水体中浓度较低，在莲藕生长中后期更未检出，可能源于PCBs难溶于水，而且从底泥溶出到水中的PCBs最后会不断沉降到底泥中。同时鉴于莲藕主要植根于底泥中生长，因此莲藕中的PCBs应主要来源于底泥。. 由于3种手性PCBs在莲藕各部位中呈现出了方向一致的对映体选择性，在莲藕中的富集浓度均大于荷茎、荷叶，而在底泥中的对映体比例却未发生改变，因此推测莲藕应先从底泥中选择性地吸收或运转PCBs对映体至根部，然后由根部依次传导至荷茎和荷叶，并在此过程中因不同的传输、代谢或蛋白结合等作用进一步产生对映体选择性。据此，本项目明确了手性PCBs在水生植物莲藕及其池塘和盆栽生长环境系统中的迁移变化规律、选择性富集行为机制和归趋，为明确莲藕PCBs污染的成因及其食源安全性评估提供了科学依据，同时为开展其他动植物对手性PCBs的对映体选择性环境行为及机理研究提供了重要的参考和借鉴。