浮游生物对渤海环境中持久性卤代烃环境归趋的影响机制

Persistent halogenated hydrocarbons (PHHs), including organochlorine pesticides and brominated flame retardants, are persistent in environment, toxic, bioaccumulative to biota, potential for long-range transport, and are ubiquitous in the Bohai Sea. In the last decades, eutrophication and harmful algae blooms are prevail in the estuarine and coastal regions of Bohai Sea. PHHs are incline to adsorb onto/absorb into the plankton, and hence grazed by the marine food web or deposited to sediment. Using a home-made online filtration system for simultaneously separating bacteria, phytoplankton and zooplankton, air-water-biota-sediment samples will be collected in the entire Bohai Sea to explore the influence mechanism of plankton on the spatial and temporal distribution of PHHs; In the coastal region of Qinhuangdao, air-water-biota-sediment samples will be collected before, during and after the algae blooms (brown tide) event to understand the coupling mechanism between plankton and PHHs; In the Yellow river estuary-Laizhou Bay area and a comparing area of the Bohai Strait, seasonal samples will be collected to unveil the biogeochemical processes between plankton and PHHs under the eutrophication system; Roles of bacteria, phytoplankton and zooplankton on the fates of PHHs will be differentiated; Biota samples in different trophic levels will also be collected in these two regions to elaborate the bioaccumulative factors and biomagnification rules of PHHs in marine food webs under different eutrophication status. The results of this study will help to protect the marine environment and sustain the seafood security.

持久性卤代烃（PHHs）包括有机氯农药和溴系阻燃剂，具有难降解、生物富集性、毒性和长距离迁移的特征，是渤海中常见的有机污染物。近些年渤海河口和近岸海域富营养化和藻华日趋严峻。PHHs因其疏水性，易被浮游生物吸附/吸收，随之进入食物链或者沉积物中。自制同步分离富集细菌-浮游植物-浮游动物的过滤装置，在渤海大面调查中获得气-水-生-泥样品，揭示浮游生物对PHHs时空分布的影响机制；在秦皇岛外海褐潮爆发前-中-后期采集气-水-生-泥样，阐明褐潮对PHHs的区域环境过程影响机制；在黄河口-莱州湾区域，及海峡砣矶岛海域对照区，采集不同季节样品，阐述富营养化过程中浮游生物与PHHs的耦合机制；量化细菌、浮游植物和浮游动物各自在近海水体PHHs环境归趋的贡献；采集两个海域不同营养级生物样，分析不同富营养化水平下PHHs的生物富集和食物链传递规律。相关结果为我国海洋环境保护和食品安全提供科学依据。

持久性卤代烃（PHHs）包括氯系阻燃剂和溴系阻燃剂，具有难降解、生物富集性、毒性和长距离迁移的特征，是渤海中常见的有机污染物。近些年渤海河口和近岸海域富营养化和藻华日趋严峻。PHHs因其疏水性，易被浮游生物吸附/吸收，随之进入食物链或者沉积物中。本项目以渤海为研究区域，以短链氯化石蜡（SCCPs)、溴系阻燃剂(BFRs)、有机磷酸酯阻燃剂(OPFRs)和全氟烷基化合物(PFAS)为目标化合物，通过野外航次调查，获得河流-河口-近海区域大气-海水-生物-沉积物样品，分析这些污染物的浓度水平、分布特征、源汇过程以及环境效应，获得如下结论：1）渤海BFRs的高浓度区域主要存在于黄河口与莱州湾区域，来源于周边区域的生产与使用；大气沉降和河流输入是BDE209主要的输入源，而大气沉降是DBDPE主要的源，降解是BDE209和DBDPE 在海水和沉积物中主要去除过程；2）季节上，水体中的BFRs呈现冬季高、夏季低的明显特征；渤海沉积物的再悬浮是冬季BFRs浓度高的主要原因, 春季浮游植物大量繁殖后出现了急剧消亡过程，通过吸附、凝聚等方式将水体表层中BFRs带到沉积物中；同时夏季海水的分层也阻碍了污染物在垂直方向上的交换，成为影响春夏季BFRs表层水体浓度低的主要因素之一; 3）利用自制同步分离富集细菌-浮游植物-浮游动物的过滤装置，发现在<1 nm、1nm ~0.2µm、0.2 µm ~ 0.45µm、0.45µm ~ 5µm和>5µm的粒径中，BFRs 绝大部分集中在 0.45µm ~ 5µm 组分中；4) 小清河口与莱州湾食物网研究表明：长链全氟聚醚羧酸（PFECAs， 比如HFPO-TrA、HFPO-TeA、PFO5DoA）可沿食物链生物放大，而短链PFECAs（PFMOAA）具有明显的生物稀释潜力；低溴化PBDEs可以通过营养级传递而表现出生物放大，而高卤化BFRs则具有生物稀释潜力。项目总共发表论文18篇，其中SCI论文17篇，包括ES&T 3篇，Water Research 2篇，Environmental Pollution 4篇。相关结果为我国海洋环境保护和食品安全提供科学依据。