持久性有机污染物富集检测方法研究及全氟羧酸健康风险评估

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多环芳烃和全氟羧酸属于持久性有机污染物,具有致癌、致畸、致突变作用,长期暴露于环境中会威胁人群的健康,因此监测环境中持久性有机污染物含量具有重要意义。本研究针对环境水中基质复杂且持久性有机污染物含量极低的问题,开发了基于新型吸附材料的样品前处理方法用于持久性有机污染物的高效、灵敏检测,并运用所建立的方法对保定地区环境水和生活饮用水中持久性有机污染物的暴露情况进行检测,采用危险商(HQ)对保定地区生活饮用水中全氟羧酸的健康风险进行了评估。主要研究内容如下:(1)建立了基于二硫化钼–胺基化超交联聚合物(MoS2–EDA–HCP)复合材料的管尖固相萃取方法,用于分析检测环境水中的多环芳烃。通过扫描电子显微镜,红外光谱仪,比表面积仪和热重分析仪对复合材料进行了表征。结果表明,该复合材料表面疏松多孔,具有丰富的吸附作用位点(静电作用、π作用、疏水作用)。将合成的复合材料用于管尖固相萃取的吸附剂,并与超高效液相色谱–荧光检测器(HPLC–FLD)结合,实现了对环境水中痕量多环芳烃(菲,蒽,荧蒽,芘和苯并(α)蒽)的高效、灵敏检测。在最佳萃取条件下,该方法中仅用0.5 mg的吸附剂就可以实现对多环芳烃99.9%的吸附效率,方法的线性范围为0.5–100 ng mL-1(相关系数≥0.9997),且检出限均小于0.1 ng mL-1,加标回收率为73.8%–123.6%(相对标准偏差≤6.69%,n=3)。(2)将剥离的片层氟化石墨烯作为管尖固相萃取吸附剂,结合柱前衍生和气相色谱质谱联用方法(GC–MS),建立了环境水中痕量全氟羧酸(PFCAs)的高效、灵敏检测方法。通过扫描电子显微镜,红外光谱仪,比表面积仪对剥离的氟化石墨烯进行表征。结果表明该材料呈片层结构且结构稳定,具有丰富的C-F结合位点。氟化石墨烯可以与全氟羧酸形成较强的F–F作用,将其用于富集水样中痕量的PFCAs,具有吸附效率高、灵敏度高等优点。该方法有良好的线性范围为0.001–100 ng mL-1(相关系数≥0.999)和较低的最低检测限分别为0.17 ng L-1、2.22 ng L-1和2.30 ng L-1,加标回收率为87.2%–110.2%(相对标准偏差≤11.2%,n=3),将其成功应用于保定地区环境水样中PFCAs的测定,测得含量范围在ND–32.31 ng L-1之间。(3)采用建立的PFCAs检测方法,对从保定市区和各县采集的32份饮用水水样中的PFCAs含量进行了分析检测,结果显示保定地区饮用水中总PFCAs的含量在1.44–21.45 ng?L-1范围内,其中全氟辛酸(PFOA)为主要成分。通过计算得到成人和儿童对于总PFCAs平均日摄入量范围分别为0.044 ng kg-1 d-1–0.654 ng kg-1 d-1和0.074 ng kg-1 d-1–1.099 ng kg-1 d-1,PFOA是主要的被摄入化合物,占总PFCAs平均日摄入量的51.27%。计算得到的总PFCAs危险商(HQ)值成年人在0.0080–0.1191,儿童在0.0036–0.0551之间,HQ均小于1.0,说明目前保定地区饮用水中PFCAs暴露健康风险较低,但是由于PFCAs在环境中蓄积能力强,长期暴露于含有PFCAs的环境中所带来的健康风险仍然值得共同关注。
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