潍坊市滨海开发区人群血清中溴代阻燃剂浓度水平的时间变化趋势

包峻松, 林沐, 刘安明, 王英, 金军. 潍坊市滨海开发区人群血清中溴代阻燃剂浓度水平的时间变化趋势[J]. 环境化学, 2022, 41(3): 862-870. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2020112503
引用本文: 包峻松, 林沐, 刘安明, 王英, 金军. 潍坊市滨海开发区人群血清中溴代阻燃剂浓度水平的时间变化趋势[J]. 环境化学, 2022, 41(3): 862-870. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2020112503
BAO Junsong, LIN Mu, LIU Anming, WANG Ying, JIN Jun. Temporal trends of concentration of brominated flame retardants in serum of population in Binhai Development District of Weifang City[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(3): 862-870. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2020112503
Citation: BAO Junsong, LIN Mu, LIU Anming, WANG Ying, JIN Jun. Temporal trends of concentration of brominated flame retardants in serum of population in Binhai Development District of Weifang City[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(3): 862-870. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2020112503

潍坊市滨海开发区人群血清中溴代阻燃剂浓度水平的时间变化趋势

    通讯作者: Tel:18910087635,E-mail:junjin3799@126.com
  • 基金项目:
    中央民族大学民族发展合作创新中心项目(0910KYQN50),中央民族大学基础研究基金(2015MDTD23C)和高等学校学科创新引智计划项目(111计划)(B08044)资助.

Temporal trends of concentration of brominated flame retardants in serum of population in Binhai Development District of Weifang City

    Corresponding author: JIN Jun, junjin3799@126.com
  • Fund Project: the National Development and Collaborative Innovation Center of the National Central University (0910KYQN50), the Fundamental Research Fund of the National Central University (2015MDTD23C) and the Innovative Talent Introduction Program (111 Program) of Higher Education Institutions (B08044).
  • 摘要: 本研究以溴系阻燃剂生产源区潍坊市滨海开发区作为研究区域,对潍坊市人群血清中PBDEs和NBFRs的浓度水平分布及时间变化趋势进行了分析。潍坊市人群血清样本中的PBDEs浓度(100.52—795.62 ng·g−1 lw(lipid weight,脂重),2016年;85.55—913.12 ng·g−1 lw,2017年)比NBFRs的浓度(0.43—2.37 ng·g−1 lw,2016年;1.36 — 2.28 ng·g−1 lw,2017年)高出1—3个数量级,表明PBDEs仍为当地主要的溴系阻燃剂污染物。8种PBDEs同族体中,BDE-209的浓度(94.45—769.19 ng·g−1 lw,2016年;76.02—900.63 ng·g−1 lw,2017年)最高,这可能是因为十溴联苯醚产品仍在当地生产和使用,且BDE-209作为十溴联苯醚产品的主要成分被大量释放到环境中并被人体吸收。潍坊市滨海开发区人群血清中NBFRs的检出率较高,尤其是PBBz和PBT在2016年和2017年人群混合血清样本中的检出率达到100%,这表明NBFRs在人群体内普遍存在,应该引起关注。值得注意的是,潍坊市滨海开发区人群血清中PBDEs浓度在2007—2015年下降后,2015—2017年间却出现了反弹上升的趋势,而且HBB和PBEB在2014—2017年也呈现出上升的趋势,说明当地人群暴露风险也在增加。
  • 加载中
  • 图 1  2007—2017年山东省潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中PBDEs的浓度变化趋势

    Figure 1.  Trend of the concentration of PBDEs in mixed serum samples of the population in Binhai Development district, Weifang City from 2007 to 2017

    图 2  2007—2017年山东省潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中7种PBDEs的组成

    Figure 2.  Composition of 7 PBDEs in mixed serum samples from the population in Binhai Development district, Weifang City from 2007 to 2017

    图 3  2011—2017年山东省潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中NBFRs的浓度变化趋势

    Figure 3.  Trend of NBFRs concentrations in mixed serum samples of population in Binhai Development district, Weifang City from 2011 to 2017

    表 1  潍坊市滨海开发区人群血清样本基本信息

    Table 1.  Basic information of serum samples of population in Binhai Development district, Weifang City

    年份
    Year
    年龄段
    Age range
    平均年龄 Mean age志愿者数量 Number of volunteers
    男性女性男性女性
    2016 20—29 26 26 10 47
    30—39 36 36 9 60
    40—49 43 45 8 47
    50—59 53 55 11 12
    ≥60 68 67 25 27
    总计 63 193
    2017 20—29 26 25 28 54
    30—39 34 34 43 77
    40—49 44 44 80 66
    50—59 54 54 40 27
    ≥60 73 72 40 40
    总计 231 264
    年份
    Year
    年龄段
    Age range
    平均年龄 Mean age志愿者数量 Number of volunteers
    男性女性男性女性
    2016 20—29 26 26 10 47
    30—39 36 36 9 60
    40—49 43 45 8 47
    50—59 53 55 11 12
    ≥60 68 67 25 27
    总计 63 193
    2017 20—29 26 25 28 54
    30—39 34 34 43 77
    40—49 44 44 80 66
    50—59 54 54 40 27
    ≥60 73 72 40 40
    总计 231 264
    下载: 导出CSV

    表 2  2007—2017年山东省潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中PBDEs和NBFRs的浓度水平(单位:ng·g−1 lw)

    Table 2.  Concentrations of PBDEs and NBFRs in mixed serum samples of the population in Binhai Development district, Weifang City from 2007 to 2017 (ng·g−1 lw)

    2007年[19]2011年[20]2013年[25]2014年[10]2015年[10]2016年2017年
    PBDE 范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    BDE-28 23.40—
    45.90
    29.24 1.67—
    6.89
    4.07 1.30—
    14.88
    4.51 N.D.–
    1.06
    0.38 N.D.—
    1.15
    0.31 0.27—
    1.21
    0.72 0.37—
    1.85
    1.06
    BDE-47 17.20—
    33.90
    21.34 0.79—
    2.00
    1.47 N.D.—
    7.07
    3.02 N.D.—
    0.20
    0.05 N.D.—
    1.60
    0.19 N.D.—
    0.50
    0.26 0.64—
    0.97
    0.79
    BDE-99 18.70—
    37.20
    23.30 1.82—
    3.20
    2.23 2.42—
    13.74
    5.63 N.D.—
    1.55
    0.73 0.64–
    2.66
    1.41 0.73—
    2.76
    1.19 1.29–
    2.22
    1.71
    BDE-100 11.90—
    23.60
    14.74 0.94—
    1.21
    1.08 N.D.—
    5.13
    2.48 N.D.–
    0.21
    0.04 N.D.—
    1.46
    0.23 N.D.—
    0.77
    0.33 0.57—
    1.18
    0.92
    BDE-153 25.70—
    51.50
    32.64 3.91—
    25.81
    11.23 2.13—
    9.78
    6.09 0.47—
    3.79
    1.33 0.47—
    7.75
    3.04 1.04—
    16.66
    4.81 1.91—
    6.17
    4.41
    BDE-154 33.70—
    67.00
    41.73 0.28—
    0.72
    0.51 N.D.—
    1.30
    0.26 N.D. N.D. N.D.—
    0.38
    0.05 N.D. N.D. 0.38—
    1.13
    0.77
    BDE-183 37.60—
    74.50
    46.77 1.38—
    8.86
    2.87 N.D.—
    6.98
    3.24 N.D. N.D. N.D.—
    4.45
    0.69 N.D.—
    6.73
    1.22 N.D.—
    3.08
    1.68
    BDE-209 105.70—
    1640.40
    440.04 62.03—
    738.08
    219.98 30.83—
    225.81
    91.31 22.71—
    63.47
    38.50 3.33—
    125.87
    25.72 94.45—
    769.19
    216.23 76.02—
    900.63
    361.67
    a7PBDE 168.20—
    333.60
    209.76 13.45—
    40.38
    23.46 13.54—
    41.15
    25.24 0.80—
    5.62
    2.65 1.20—
    15.58
    5.91 2.48—
    26.42
    8.54 6.21—
    14.23
    11.34
    b8PBDE 304.20—
    1827.70
    649.80 79.73—
    778.46
    243.44 44.37—
    256.52
    116.55 24.88—
    65.96
    41.15 8.68–
    128.98
    31.64 100.52—
    795.62
    224.77 85.55—
    913.12
    373.01
    PBBz c c 1.10—
    21.00
    4.90 3.50—
    10.00
    6.30 1.27—
    2.17
    1.57 1.88—
    3.21
    2.26 0.23—
    0.78
    0.38 0.21—
    0.41
    0.29
    PBT c c 0.89—
    2.30
    1.40 2.00—
    5.70
    3.80 0.50—
    0.77
    0.62 0.84—
    1.39
    1.05 0.20—
    0.97
    0.44 0.28—
    0.64
    0.42
    PBEB c c c/ c 0.70—
    4.30
    2.00 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D. N.D. 0.11—
    0.30
    0.20
    HBB c c c c 0.40—
    4.20
    1.10 N.D.—
    0.43
    0.04 N.D. —
    0.91
    0.16 N.D.—
    0.71
    0.37 0.60—
    1.31
    0.90
      a7PBDEs:除BDE-209外其余7种检测的PBDEs的浓度总和;a7PBDEs, The total concentrations of the other 7 PBDEs except for
    BDE-209.
      b8PBDEs:8种PBDEs的浓度总和;b8PBDEs, The total concentration of 8 PBDEs.
      c/:代表所在年份未检测该种物质;c/, The substance was not detected in the same year.
      N.D. :未检出. N.D. , Not detected.
    2007年[19]2011年[20]2013年[25]2014年[10]2015年[10]2016年2017年
    PBDE 范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    范围
    Range
    均值
    Mean
    BDE-28 23.40—
    45.90
    29.24 1.67—
    6.89
    4.07 1.30—
    14.88
    4.51 N.D.–
    1.06
    0.38 N.D.—
    1.15
    0.31 0.27—
    1.21
    0.72 0.37—
    1.85
    1.06
    BDE-47 17.20—
    33.90
    21.34 0.79—
    2.00
    1.47 N.D.—
    7.07
    3.02 N.D.—
    0.20
    0.05 N.D.—
    1.60
    0.19 N.D.—
    0.50
    0.26 0.64—
    0.97
    0.79
    BDE-99 18.70—
    37.20
    23.30 1.82—
    3.20
    2.23 2.42—
    13.74
    5.63 N.D.—
    1.55
    0.73 0.64–
    2.66
    1.41 0.73—
    2.76
    1.19 1.29–
    2.22
    1.71
    BDE-100 11.90—
    23.60
    14.74 0.94—
    1.21
    1.08 N.D.—
    5.13
    2.48 N.D.–
    0.21
    0.04 N.D.—
    1.46
    0.23 N.D.—
    0.77
    0.33 0.57—
    1.18
    0.92
    BDE-153 25.70—
    51.50
    32.64 3.91—
    25.81
    11.23 2.13—
    9.78
    6.09 0.47—
    3.79
    1.33 0.47—
    7.75
    3.04 1.04—
    16.66
    4.81 1.91—
    6.17
    4.41
    BDE-154 33.70—
    67.00
    41.73 0.28—
    0.72
    0.51 N.D.—
    1.30
    0.26 N.D. N.D. N.D.—
    0.38
    0.05 N.D. N.D. 0.38—
    1.13
    0.77
    BDE-183 37.60—
    74.50
    46.77 1.38—
    8.86
    2.87 N.D.—
    6.98
    3.24 N.D. N.D. N.D.—
    4.45
    0.69 N.D.—
    6.73
    1.22 N.D.—
    3.08
    1.68
    BDE-209 105.70—
    1640.40
    440.04 62.03—
    738.08
    219.98 30.83—
    225.81
    91.31 22.71—
    63.47
    38.50 3.33—
    125.87
    25.72 94.45—
    769.19
    216.23 76.02—
    900.63
    361.67
    a7PBDE 168.20—
    333.60
    209.76 13.45—
    40.38
    23.46 13.54—
    41.15
    25.24 0.80—
    5.62
    2.65 1.20—
    15.58
    5.91 2.48—
    26.42
    8.54 6.21—
    14.23
    11.34
    b8PBDE 304.20—
    1827.70
    649.80 79.73—
    778.46
    243.44 44.37—
    256.52
    116.55 24.88—
    65.96
    41.15 8.68–
    128.98
    31.64 100.52—
    795.62
    224.77 85.55—
    913.12
    373.01
    PBBz c c 1.10—
    21.00
    4.90 3.50—
    10.00
    6.30 1.27—
    2.17
    1.57 1.88—
    3.21
    2.26 0.23—
    0.78
    0.38 0.21—
    0.41
    0.29
    PBT c c 0.89—
    2.30
    1.40 2.00—
    5.70
    3.80 0.50—
    0.77
    0.62 0.84—
    1.39
    1.05 0.20—
    0.97
    0.44 0.28—
    0.64
    0.42
    PBEB c c c/ c 0.70—
    4.30
    2.00 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D. N.D. 0.11—
    0.30
    0.20
    HBB c c c c 0.40—
    4.20
    1.10 N.D.—
    0.43
    0.04 N.D. —
    0.91
    0.16 N.D.—
    0.71
    0.37 0.60—
    1.31
    0.90
      a7PBDEs:除BDE-209外其余7种检测的PBDEs的浓度总和;a7PBDEs, The total concentrations of the other 7 PBDEs except for
    BDE-209.
      b8PBDEs:8种PBDEs的浓度总和;b8PBDEs, The total concentration of 8 PBDEs.
      c/:代表所在年份未检测该种物质;c/, The substance was not detected in the same year.
      N.D. :未检出. N.D. , Not detected.
    下载: 导出CSV
  • [1] 王亚韡, 蔡亚岐, 江桂斌. 斯德哥尔摩公约新增持久性有机污染物的一些研究进展 [J]. 中国科学:化学, 2010, 40(2): 99-123.

    WANG Y H, CAI Y Q, JIANG G B. Research progress of new persistent organic pollutants in Stockholm Convention [J]. Science China Chemistry, 2010, 40(2): 99-123(in Chinese).

    [2] ZOTA A R, LINDERHOLM L, PARK J S, et al. Temporal comparison of PBDEs, OH-PBDEs, PCBs, and OH-PCBs in the serum of second trimester pregnant women recruited from San Francisco General Hospital, California [J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(20): 11776-11184.
    [3] United Nations Environment Programme-Stockholm convention [BJ/OL]. Available at: http://www.pops.int/.
    [4] 《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》修正案 [BJ/OL]. Available at: http://www.china-pops.org/gyjc/gyjs/201010/t20101028_14678.htm.

    Amendments to the Stockholm Convention on persistent organic pollutants. [BJ/OL]. Available at: http://www.china-pops.org/gyjc/gyjs/201010/t20101028_14678.htm(in Chinese).

    [5] AZNAR-ALEMANY, òSCAR, YANG X, et al. Preliminary study of long-range transport of halogenated flame retardants using Antarctic marine mammals [J]. Science of the Total Environment, 2018, 650: 1889-1897.
    [6] BOER J, STAPLETON H M. Toward fire safety without chemical risk. [J]. Science, 2019, 364(6437): 231-232. doi: 10.1126/science.aax2054
    [7] ZUIDERVEEN E A R, SLOOTWEG J C, BOER J D. Novel brominated flame retardants - A review of their occurrence in indoor air, dust, consumer goods and food [J]. Chemosphere, 2020, 255: 126816. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126816
    [8] MCGRATH T J, BALL A S, CLARKE B O. Critical review of soil contamination by polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and novel brominated flame retardants (NBFRs); concentrations, sources and congener profiles [J]. Environmental Pollution, 2017, 230: 741-757. doi: 10.1016/j.envpol.2017.07.009
    [9] DONG L Y, WANG S T, QU J Z, et al. New understanding of novel brominated flame retardants (NBFRs): Neuro(endocrine) toxicity [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2021,208: 111570. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.111570
    [10] MA Y L, LI P, JIN J, et al. Current halogenated flame retardant concentrations in serum from residents of Shandong Province, China, and temporal changes in the concentrations [J]. Environmental Research, 2017, 155: 116-122. doi: 10.1016/j.envres.2017.02.010
    [11] KIM J, SON M H, SHIN E S, et al. Occurrence of dechlorane compounds and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in the Korean general population [J]. Environmental Pollution, 2016, 212: 330-336. doi: 10.1016/j.envpol.2016.01.085
    [12] KIM J, KANG J H, CHOI S D, et al. Levels of polybrominated diphenyl ethers in the Korean metropolitan population are declining: A trend from 2001 to 2013 [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2018, 37(9): 2323-2330. doi: 10.1002/etc.4222
    [13] 董梦洁, 李兴红. 我国典型电子垃圾循环地区人体血清中多溴联苯醚浓度与特征的时间变化趋势 [J]. 环境化学, 2020, 39(6): 1504-1512. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2019041801

    DONG M J, LI X H. Temporal changes in the profiles and concentrations of polybrominated diphenyl ethers in human serum collected from a typical e-waste recycling area in China [J]. Environmental Chemistry, 2020, 39(6): 1504-1512(in Chinese). doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2019041801

    [14] HARRAD S, DIAMOND M. New Directions: Exposure to polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and polychlorinated biphenyls (PCBs): Current and future scenarios [J]. Atmospheric Environment, 2006, 40(6): 1187-1188. doi: 10.1016/j.atmosenv.2005.10.006
    [15] PARRY E, ZOTA A R, PARK J S, et al. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and hydroxylated PBDE metabolites (OH-PBDEs): A six-year temporal trend in Northern California pregnant women [J]. Chemosphere, 2018, 195: 777-783. doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.12.065
    [16] HURLEY S, GOLDBERG D, NELSON D O, et al. Temporal Evaluation of Polybrominated Diphenyl Ether (PBDE) Serum Levels in Middle-Aged and Older California Women, 2011-2015 [J]. Environmental Science & Technology, 2017, 51(8): 4697-4704.
    [17] SCHECTER A, COLACINO J, SJODIN A, et al. Partitioning of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in serum and milk from the same mothers [J]. Chemosphere, 2010, 78(10): 1279-1284. doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.12.016
    [18] SJODIN A, JONES R S, CAUDILL S P, et al. Polybrominated diphenyl ethers, polychlorinated biphenyls, and persistent pesticides in serum from the national health and nutrition examination survey: 2003—2008 [J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(1): 753-760.
    [19] LI Y, NIU S, HAI R, et al. Concentrations and distribution of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in soils and plants from a Deca-BDE manufacturing factory in China [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2014, 22(2): 1133-1143.
    [20] JIN J, WANG Y, YANG C, et al. Polybrominated diphenyl ethers in the serum and breast milk of the resident population from production area, China [J]. Environ International, 2009, 35(7): 1048-1052. doi: 10.1016/j.envint.2009.05.006
    [21] HE S J, LI M Y, JIN J, et al. Determination of new halogenated flame retardants in human serum by gel permeation chromatography-gas chromatography-mass spectrometry [J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2012, 40(10): 1519-1523. doi: 10.1016/S1872-2040(11)60578-1
    [22] LIANG S, XU F, TANG W, et al. Brominated flame retardants in the hair and serum samples from an e-waste recycling area in southeastern China: the possibility of using hair for biomonitoring [J]. Environ Sci Pollut Res Int, 2016, 23(15): 14889-14897. doi: 10.1007/s11356-016-6491-x
    [23] THURESSON K, HOGLUND P, HAGMAR L, et al. Apparent half-lives of hepta- to decabrominated diphenyl ethers in human serum as determined in occupationally exposed workers [J]. Environ Health Perspect, 2006, 114(2): 176-181. doi: 10.1289/ehp.8350
    [24] WANG Y, XU M, JIN J, et al. Concentrations and relationships between classes of persistent halogenated organic compounds in pooled human serum samples and air from Laizhou Bay, China [J]. Science of the Total Environment, 2014, 482: 276-282.
    [25] 林沐. 潍坊市和烟台市人群血清中持久性有机卤代化合物浓度及变化趋势研究[D]. 北京: 中央民族大学, 2019.

    LIN M. Study on the concentration and trend of persistent organic halogenated compounds in serum of people in Weifang and Yantai. [D]. Beijing: Minzu University of China, 2019(in Chinese).

    [26] 李鹏. 典型地区普通人群血清中持久性有机阻燃剂的暴露水平及途径研究 [D]. 北京: 中央民族大学, 2016.

    LI P. Study on exposure level and route of persistent organic flame retardants in serum of general population in typical areas [D]. Beijing: Minzu University of China, 2016(in Chinese).

    [27] BRAMWEL L, HARRAD S, ABDALLAH M A, et al. Predictors of human PBDE body burdens for a UK cohort [J]. Chemosphere, 2017, 189: 186-197. doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.08.062
    [28] KIERKEGAARD A, BALK L, TJARNLUND U, et al. Dietary uptake and biological effects of decabrodomiphenyl ether in rainbow trout. [J]. Environmental Science & Technology, 1999, 33(10): 1612-1612.
    [29] FENG C, XU Y, ZHA J, et al. Metabolic pathways of decabromodiphenyl ether (BDE209) in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) via intraperitoneal injection [J]. Environ Toxicol Pharmacol, 2015, 39(2): 536-544. doi: 10.1016/j.etap.2015.01.006
    [30] CEQUIER E, MARCE R M, BECHER G, et al. Comparing human exposure to emerging and legacy flame retardants from the indoor environment and diet with concentrations measured in serum [J]. Environment International, 2015, 74: 54-59. doi: 10.1016/j.envint.2014.10.003
    [31] GAO L, LI J, WU Y D, et al. Determination of novel brominated flame retardants and polybrominated diphenyl ethers in serum using gas chromatography-mass spectrometry with two simplified sample preparation procedures [J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016, 408(27): 7835-7844. doi: 10.1007/s00216-016-9887-z
    [32] COVACI A, HARRAD S, ABDALLAH MAE, et al. Novel brominated flame retardants: A review of their analysis, environmental fate and behaviour [J]. Environment International, 2011, 37(2): 532-556. doi: 10.1016/j.envint.2010.11.007
    [33] ARP H P, MOSKELAND T, ANDERSSON P L, et al. Presence and partitioning properties of the flame retardants pentabromotoluene, pentabromoethylbenzene and hexabromobenzene near suspected source zones in Norway [J]. J Environ Monit, 2011, 13(3): 505-513. doi: 10.1039/C0EM00258E
    [34] GRAMATICA P, CASSANI S, SANGION A. Are some "safer alternatives" hazardous as PBTs? The case study of new flame retardants [J]. Journal of Hazardous Materials, 2016, 306: 237-246. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.12.017
  • 加载中
图( 3) 表( 2)
计量
  • 文章访问数:  2060
  • HTML全文浏览数:  2060
  • PDF下载数:  30
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-25
  • 录用日期:  2022-02-14
  • 刊出日期:  2022-03-27

潍坊市滨海开发区人群血清中溴代阻燃剂浓度水平的时间变化趋势

    通讯作者: Tel:18910087635,E-mail:junjin3799@126.com
  • 1. 中央民族大学生命与环境科学学院,北京 ,100081
  • 2. 北京市食品环境与健康工程技术研究中心,北京 ,100081
  • 3. 滨海人民医院,潍坊,262737
基金项目:
中央民族大学民族发展合作创新中心项目(0910KYQN50),中央民族大学基础研究基金(2015MDTD23C)和高等学校学科创新引智计划项目(111计划)(B08044)资助.

摘要: 本研究以溴系阻燃剂生产源区潍坊市滨海开发区作为研究区域,对潍坊市人群血清中PBDEs和NBFRs的浓度水平分布及时间变化趋势进行了分析。潍坊市人群血清样本中的PBDEs浓度(100.52—795.62 ng·g−1 lw(lipid weight,脂重),2016年;85.55—913.12 ng·g−1 lw,2017年)比NBFRs的浓度(0.43—2.37 ng·g−1 lw,2016年;1.36 — 2.28 ng·g−1 lw,2017年)高出1—3个数量级,表明PBDEs仍为当地主要的溴系阻燃剂污染物。8种PBDEs同族体中,BDE-209的浓度(94.45—769.19 ng·g−1 lw,2016年;76.02—900.63 ng·g−1 lw,2017年)最高,这可能是因为十溴联苯醚产品仍在当地生产和使用,且BDE-209作为十溴联苯醚产品的主要成分被大量释放到环境中并被人体吸收。潍坊市滨海开发区人群血清中NBFRs的检出率较高,尤其是PBBz和PBT在2016年和2017年人群混合血清样本中的检出率达到100%,这表明NBFRs在人群体内普遍存在,应该引起关注。值得注意的是,潍坊市滨海开发区人群血清中PBDEs浓度在2007—2015年下降后,2015—2017年间却出现了反弹上升的趋势,而且HBB和PBEB在2014—2017年也呈现出上升的趋势,说明当地人群暴露风险也在增加。

English Abstract

  • 多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)在20世纪70年代以后被大量地用于化工、建材、纺织和电子电器等行业,从而成为全世界用量最大的溴系阻燃剂[1-2],其主要商业产品有五溴联苯醚、八溴联苯醚和十溴联苯醚,由于其毒性特征,PBDEs已被全球各个国家和地区部分限制使用[3-4]。2004年美国部分地区和欧盟全面禁止了五溴联苯醚、八溴联苯醚的生产和使用,2009年五溴联苯醚被纳入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》名单当中。对于十溴联苯醚,欧盟在2012年将其列为潜在的强持久性和高生物累积性物质,对限制其生产和使用,2017 年十溴联苯醚也被列入《斯德哥尔摩公约》[5]。中国从未生产和使用过八溴联苯醚,并于2007年全面禁止五溴联苯醚的生产和使用,直到2018年,我国对十溴联苯醚的生产和使用加以限制[6]。随着PBDEs被限制和禁用,新型溴代阻燃剂(novel brominated flame retardants, NBFRs)作为替代品进入市场并陆续投入使用。全球21种NBFRs 的产量估计约为每年180000吨[7]。有研究表明,NBFRs同PBDEs一样会从阻燃产品中释放,并且会通过填埋、倾倒、焚烧和回收处理等过程释放[8],现有研究在大气、水、沉积物和生物体等环境介质中均监测到NBFRs的存在。此外NBFRs已经被证实具有直接的神经毒性和神经内分泌系统的破坏作用,对神经行为和生殖发育有不良影响[8]。目前各个国家对NBFRs生产使用并未做出限制,但是人们非常关注这些化学品可能引起的环境和人类健康问题[10]

    由于上述污染物广泛存在并对人类和环境健康构成威胁,其浓度水平在人体组织中的时间变化趋势逐渐成为人们的关注重点。已有大量研究分析了不同国家和地区人体组织中PBDEs浓度的时间趋势[2, 11-17],但是并未得出统一结论。大部分研究表明,由于各个国家已禁止生产和使用商业多溴联苯醚,PBDEs在人体组织内的浓度一直在下降[11-13]。不过有研究学者提出,尽管政府对PBDEs采取了有效的监管行动已经成功地导致某些PBDEs同族体的暴露量下降,但是PBDEs暴露的相对稳定性则表明,人类对这类传统污染物的暴露可能仍然会保持在某一个较高浓度并持续数十年[2, 11- 12]。除以上观点外,也有研究学者发现人体血清中PBDEs的浓度正在增加[16-18]。目前关于人体组织中NBFRs浓度的时间变化研究还比较少,Ma等[10]分析了2011—2015年我国潍坊市人群血清中NBFRs浓度水平,结果显示PBBz(pentabromobenzene)和PBT(pentabromotoluene)均没有明显的变化趋势。中国始终未禁用十溴联苯醚和新型溴代阻燃剂,因此本研究选择我国主要的溴系阻燃剂重要生产基地山东省潍坊市滨海经济技术开发区作为研究区域[19-20],研究当地人体血清中PBDEs和NBFRs(PBBz、PBT、HBB(hexabromobenzene)、pTBX(2,3,5,6-tetrabromo-p-xylene)、PBEB(pentabromoethylbenzene)、TBPH(di(2-ethylhexyl)tetrabromophthalate)和PBBA(pentabormobenzyl acrylate))近十年来的水平和分布的时间变化趋势,以揭示人体PBDEs和NBFRs的暴露风险。

    • 本研究分别于2016年4月和2017年7月赴潍坊市滨海经济技术开发区采集当地人群血清样本。本次实验所采集的血清样本均由当地专业的医护人员采集于当地居民的前臂肘窝静脉,样本采集完毕后将所有血清样本低温保存在便携式冰箱并立即带回实验室,储存至−20 °C环境下直至实验分析。每次样本采集时间持续两周,所采集的所有血清样本均为非患有传染性疾病的当地居民。采集的血清样本基本信息详见表1

    • 实验仪器:超纯水净化系统(Milli-Q,Millipore)、离心机(TDL-40B,上海安亭科学仪器厂)、氮气吹干仪(BF-2000,北京八方世纪科技有限公司)、电子分析天平(AB204-L,Mettler Toledo)、旋转蒸发仪(RE-2000A,上海振捷实验设备有限公司)和气相色谱-质谱联用仪(6890N-5975I, Agilent Technologies)。

      实验试剂:正己烷(农残级)、异丙醇(色谱级)、甲基叔丁基醚(色谱级)和二氯甲烷(色谱级)(J.T. Baker);正壬烷(≥99%)(Alfa Aesar);盐酸(分析纯)、氯化钾(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯)和中性氧化铝(层析用)(国药集团化学试剂有限公司);氢氧化钾(分析纯)(北京化工厂);硅胶(100—200目)(Merck KGaA);凝胶(Bio-beads SX-3,0.046—0.098 mm)(Bio-Rad Laboratories美国);高纯氮气(99.99%)、高纯氦气(99.99%)和高纯氩气(99.99%)(北京诚为峰科技发展有限公司)。

      标准样本:BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154、BDE-183、BDE-209、13C-BDE-139和13C-BDE-209(Cambridge Isotope Laboratories ,ANdover,,MA, USA);pTBX、PBBz、PBT、PBEB、HBB、PBBA、TBPH和13C-HBB(Accusta Ndard ,NH,USA)。

    • 采用He等[21]的前处理方法并加以适当修改对人体血清样本中的PBDEs和NBFRs进行提取和净化,具体实验操作如下:在3.0 mL血清样本中加入4.0 ng 13C12-BDE-139、40.0 ng 13C-BDE-209和4.0 ng 13C-HBB的内标物质,然后依次加入1.0 mL盐酸(6.0 mol·L−1)、6.0 mL异丙醇和4.0 mL正己烷-甲基叔丁基醚混合溶液(1∶1,V/V),混合均匀后静置过夜。将过夜后的溶液置于离心机(3000 r·min−1,5 min)离心,取上层有机相转移至15.0 mL离心管中,下层水相用4.0 mL正己烷-甲基叔丁基醚混合溶液(1∶1,V/V)萃取,离心后将上层有机相合并至上述15.0 mL离心管中,上述离心萃取步骤重复两次后,将合并的有机溶液氮吹浓缩至5.0 mL,向浓缩液中加入4.0 mL质量分数1%的 KCl水溶液,混合均匀后静置过夜。将过夜的溶液离心后取上层有机相转移至已事先称重的10.0 mL离心管中,下层水相用4.0 mL正己烷-甲基叔丁基醚混合溶液(1∶1,V/V)萃取2次,离心后将上层有机相并入10.0 mL离心管中,将合并后的有机相溶液氮吹浓缩至恒重,利用离心管质量差测定样本的脂肪质量,称重后立即向样本中加入4.0 mL正己烷和2.0 mL KOH溶液(0.50 mol·L−1,水∶乙醇(1∶1,V/V)),将上述溶液混合均匀后静置过夜。将过夜样本离心后,上层有机相转移至10.0 mL离心管中,下层水相用3.0 mL正己烷萃取两次,离心后将上层有机相合并至上述10.0 mL离心管中,将合并后的有机相溶液氮吹浓缩至1.0 mL。将上述浓缩液依次通过GPC和酸性硅胶柱(填充物从下到上依次为玻璃棉0.10 g中性硅胶、0.50 g酸性硅胶和1.50g无水硫酸钠)进行净化除杂,将洗脱液浓缩至80.0 μL后利用GC-MS进行定性定量分析。

    • 每批实验过程中均加入空白对照以监测实验过程中可能引入的污染,目标化合物均未在空白样本中检出。目标化合物采用同位素内标法进行定量分析,各物质的校准曲线相关系数r均大于0.9990。采用3倍的信噪比定量, PBDEs(除BDE-209外)、BDE-209和NBFRs的仪器检出限(LOD)分别为0.05—0.27 ng·g−1 lw、3.31 ng·g−1 lw和0.02—0.77 ng·g−1 lw。血清样本中13C-BDE-139、13C-BDE-209和13C-HBB的回收率(中位数±SD)分别为87%±18%、71%±17%和88%±21%。

    • 混合血清样本浓度水平低于LOD,表示待测物质在混合血清样本中未检出。计算时,将未检出待测目标物质的混合血清样本的浓度设为零。混合血清样本浓度高于LOD的样本个数占同一年份同一地区总样本个数的百分比定义为检出率。使用IBM SPSS Statistics 19(Armonk,NY,美国)软件对实验数据进行统计学分析。利用独立样本的非参数Mann-Whitney U检验对不同样本之间浓度的差异性进行表征。利用非参数检验Spearman相关分析对两个变量之间的相关性进行衡量。利用因子分析对样本进行分类。所有统计检验均为双侧,当P值小于0.05时在统计学上被认为是显著的。

    • 2007、2011、2013—2017年潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中PBDEs的浓度详见表2。2016年和2017年潍坊市滨海开发区采集的人群血清样本中BDE-209(平均浓度:216.23 ng·g−1 lw,2016年;361.67 ng·g−1 lw,2017年)和∑7PBDEs(平均浓度:8.54 ng·g−1 lw,2016年;11.34 ng·g−1 lw,2017年)浓度低于2015年浙江省温岭市电子垃圾拆解地工人血清中BDE-209(520.70 ng·g−1 lw)和∑7PBDEs(33.40 ng·g−1 lw)的平均浓度[22],而与世界其他地区相比则处于较高水平,这表明当地居民受到PBDEs的污染状况仍较为严重。Li等[19]研究认为十溴联苯醚产品的生产是当地环境中PBDEs的重要来源,这可能是造成当地人群血清中PBDEs浓度较高的根本原因。

      本研究发现,潍坊市滨海经济技术开发区人群血清混合样本中∑8PBDEs 的浓度在2007—2015年间显著下降后,又在2015—2017年间显著上升,而BDE-209浓度在8种PBDEs中占比超过95%,主导了8种PBDEs总浓度的变化。BDE-209在人体血清内的半衰期只有15 d左右,当地普通人群必须持续暴露于BDE-209环境下才能维持血清中所检测到的浓度水平[23]。这也说明了BDE-209在人体血清中的浓度水平能一定程度地反映采样时期环境中BDE-209的浓度水平。2007—2017年间潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中PBDEs的主要同族体均为BDE-209[10, 19, 24],这与中国使用和生产PBDEs产品的实际情况相吻合。2007—2015年间潍坊市人群混合血清样本中BDE-209的浓度显著下降(P<0.01)(图1),中国商业十溴联苯醚制造商的产能从2009年的2.5万吨下降到2011年的1万吨[25],这可能是造成当地人群混合血清中BDE-209浓度水平显著下降的重要原因之一[10]。值得注意的是,2015—2017年间BDE-209浓度又呈现出显著上升(P<0.01)趋势(图1)。我国直到2018年才对十溴二苯醚的生产和使用作出明确限制[6],既然当地居民十溴二苯醚暴露水平与该商品生产规模有关,因此当地人群暴露BDE-209的浓度水平及其时间变化趋势还需要持续关注。

      不同国家或地区人体组织样本中PBDEs浓度的变化趋势是不同的。大部分研究表明,由于各个国家已禁止生产和使用商业多溴联苯醚,PBDEs在人体组织内的浓度一直在下降[12]。例如,Kim等[11]的结果显示,2006年(5.98 ng·g−1 lw)至2013年(2.89 ng·g−1 lw)韩国普通人群血清中的PBDEs浓度呈显著下降趋势。还有学者认为,尽管政府对PBDEs采取了有效的监管行动已经成功地减少某些PBDEs同族体的暴露量,但是由于PBDEs暴露的相对稳定性,人类对这类传统污染物的暴露可能仍然会保持在一个较高浓度并持续数十年[2, 14-15]。例如,Parry等[15]的研究结果显示,美国某地区孕妇血清中∑5PBDEs的浓度在2008—2009年(85.50 ng·g−1 lw)到2011—2012年(51.60 ng·g−1 lw)间大幅下降,但是在2011—2012年到2014(43.60 ng·g−1 lw)年间达到稳定水平。除以上观点外,有研究学者发现人体血清中PBDEs的浓度正在增加[16-19],如Hurley等[16]发现2011—2015年间加利福尼亚中老年女性血清中BDE-47、BDE-100和BDE-153的浓度有所增长,并认为人体血清中的PBDEs浓度在多溴联苯醚产品逐步淘汰后的下降已经趋于稳定,并且已经呈现出增长的趋势。

    • 从PBDEs在人体血清中的组成来看在除BDE-209外的7种PBDEs同族体中,浓度所占比例较大的同族体分别为BDE-153、BDE-183和BDE-99。这与潍坊市十溴联苯醚制造工厂周围土壤的PBDEs的组成相似[19]。这说明可能是十溴联苯醚制造厂在生产或运输过程中释放的BDE-153和BDE-183对当地人群产生了较大的影响。BDE-183在人体血清中占比在2007—2014年显著下降(P<0.01),而在2014—2017年又出现逐渐上升的趋势(P<0.01)(图2),这与当地十溴联苯醚的产量变化相似,说明BDE-183作为商用十溴联苯醚的成分之一,其对人体的暴露量会随着当地十溴联苯醚产量的变化而变化。除2007年外,BDE-153在7种PBDEs中占比均为最大,并在2007—2016年呈现上升趋势(P<0.05)。有文献指出,BDE-153化学性质稳定,能被长时间地储存在脂肪组织中[27],这可能是其占比升高的一个原因。此外,Kierkegaard等[28]认为BDE-209可以在虹鳟鱼体内代谢脱溴成为BDE-153。人体内较高浓度的BDE-153可能是由于BDE-209在人体内发生类似的代谢过程导致的。Feng等[29]认为BDE-99也是BDE-209在虹鳟鱼体内脱溴代谢的产物之一。但是本研究中BDE-99的占比变化与BDE-209的变化并不一致,可能是BDE-209在不同物种体内的代谢途径不完全相同所导致的,而本研究中BDE-99占比变化的原因还需进一步探究。目前的研究证明低溴代PBDEs同族体对人体健康的影响更大[29],但是对于PBDEs在人体内代谢途径和机理的研究较少,因此仍需进一步明确PBDEs在人体内的代谢机制。

    • 潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清中NBFRs浓度(0.43—2.37 ng·g−1 lipid,2016年;1.36 —2.28 ng·g−1 lipid,2017年)比PBDEs浓度(100.52—795.62 ng·g−1 lw,2016年;85.55–913.12 ng·g−1 lw,2017年)低1—3个数量级。2011—2017年当地人群混合血清样本中可检出的各NBFRs浓度详见表2,pTBX、PBBA和TBPH均未检出,表明当地人群受到这几种物质的影响较小。目前,国内外关于人体血清中NBFRs浓度的报道还比较少。Cequier等[29]分析了2012年挪威女性血清样本中HBB的浓度,检出率为48%,浓度范围为N.D—0.41 ng·g−1 lw,平均浓度为0.07 ng·g−1 lw。国内方面,Gao等[31]在研究的7个样本中检测到PBT的浓度范围为0.11—0.37 ng·g−1 lipid,仅在1个样本中发现HBB和PBEB的浓度(小于0.05 ng·g−1 lw)高于检出限。与之相比,2016年和2017年潍坊市人群血清中NBFRs(PBBz、PBT、PBEB和HBB)浓度较高,且普遍存在。

      目前,NBFRs在人体内浓度的时间变化趋势的研究还鲜有报道。本研究2011—2017年间潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中PBBz和PBT的浓度呈现出显著下降趋势(P<0.05)(图3)。PBBz和PBT在2016年和2017年潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中的检出率均为100%,这表明目前PBBz和PBT仍然是当地居民人群体内仍然普遍存在的污染物质。潍坊市滨海经济技术开发区内存在PBT的生产厂家[28],因此当地的生产活动可能是人群血清中PBT的主要来源。不过目前关于PBBz的主要用途、产量和使用情况等信息较少,无法分析该物质的主要来源。目前仅有Gao等[31]在北京人群血清样本中检测出了PBEB,其浓度水平低于0.05 ng·g−1 lw。而在2014—2016年潍坊市人群血清中未检出PBEB,但是在2017年潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清样本中的检出率为100%,说明当地人群体内PBEB普遍存在,潍坊市内可能存在新的PBEB释放源。潍坊市滨海经济技术开发区人群混合血清中HBB的浓度在2014年较2013年下降2个数量级,但是在2014—2017年间呈现出逐年上升趋势(图3),且2016年和2017年当地人群血清中HBB的检出率均为100%。据了解当地存在HBB的生产厂家,且HBB在人体内不易降解[32],其自2014年起逐年增长的趋势应该引起人们的注意。综上所述,已检出的4种NBFRs在潍坊市滨海经济技术开发区人群体内普遍存在,NBFRs可能会对人体健康造成危害[32-34],应持续关注当地人群血清中NBFRs的浓度水平和时间变化趋势。

    • 潍坊市滨海经济技术开发区人群血清样本中的主要溴代阻燃剂为PBDEs,其浓度比NBFRs的浓度高出1—3个数量级,BDE-209是人体血清中PBDEs的主要同族体,这可能与其使用历史较长并且商业十溴联苯醚目前仍在中国使用有关。潍坊市滨海经济技术开发区人群血清中的∑8PBDE浓度在2007—2015年下降后,2015—2017年间呈现显著上升趋势,这表明当地人群PBDEs的暴露风险出现了反弹且正在增加,尤其是暴露于BDE-209的风险正在增加。在本文所研究的7种NBFRs中,PBT、PBBz、PBEB、和HBB在潍坊市人群血清中普遍存在,尤其是PBEB在2014—2016年未检出,但在2017年检出率为100%,同时2014—2017年HBB浓度逐年上升,需持续关注。

      由于当地溴代阻燃剂产品的生产和运输等过程是当人体暴露溴代阻燃剂的主要途径,在今后还应持续关注溴代阻燃剂生产源区人体血清中溴代阻燃剂浓度水平的变化趋势,尤其是在PBDEs逐步淘汰的情况下,要更加关注当地NBFRs产品的生产情况以及人群血清中NBFRs浓度水平的变化。

    参考文献 (34)

目录

/

返回文章
返回