寧波東錢湖典型環(huán)境雌激素的檢測及風(fēng)險評價

沙昊雷，張芝燕，夏靜芬，陶丹丹

(浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波　315100)

寧波東錢湖典型環(huán)境雌激素的檢測及風(fēng)險評價

沙昊雷，張芝燕，夏靜芬，陶丹丹

(浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波315100)

采用固相萃取-衍生化-氣相色譜法對東錢湖水體中典型環(huán)境雌激素進(jìn)行了檢測。結(jié)果顯示，在東錢湖水體中檢測到6種環(huán)境雌激素，其中水上樂園和小普陀2個采樣點的4-壬基酚(4-NP)含量普遍高于其他采樣點。分析其原因，該2個采樣點的餐飲業(yè)和旅游業(yè)較發(fā)達(dá)，推測有餐飲廢水和洗滌廢水排入水體導(dǎo)致。最后對雙酚A(BPA)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)這3種殘留量較大的環(huán)境雌激素選用美國環(huán)境保護(hù)署(US EPA)推薦的暴露計算方法進(jìn)行健康風(fēng)險評價，結(jié)果顯示，非致癌風(fēng)險指數(shù)均小于1，不會對人體造成明顯的不良影響，飲用所帶來的風(fēng)險要遠(yuǎn)大于皮膚接觸。

環(huán)境雌激素；類固醇類；雙酚A；烷基酚；鄰苯二甲酸酯；風(fēng)險評價

1　前　言

環(huán)境雌激素包括類固醇類、雙酚類和烷基酚類、鄰苯二甲酸酯類、多氯聯(lián)苯類、二噁英類、農(nóng)用化學(xué)品等。環(huán)境雌激素屬于內(nèi)分泌干擾物質(zhì)，一旦進(jìn)入到生物體中，會對生物體內(nèi)正常的內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，從而破壞內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)控作用，甚至造成神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)異常等[1～3]。然而隨著工業(yè)的發(fā)展，水體中的環(huán)境雌激素含量也在不斷的增加，總量已經(jīng)不容小覷，而東錢湖作為飲用水源保護(hù)地，是寧波市境內(nèi)最重要的水體之一，對其水體中環(huán)境雌激素的檢測和風(fēng)險評價很有必要。

表1　實驗試劑

2　實驗部分

2.1實驗試劑

實驗試劑詳見表1。

2.2實驗儀器及條件

實驗儀器：TRACE 1300型氣相色譜儀(美國熱電公司)；色譜柱：TG-5MS(30m×0.25mm)(美國熱電公司)；SBEQ-CR1012 SPE萃取裝置(美國色譜科(SUPELCO)公司)；CNWBOND HC-C18固相萃取柱(上海安譜科學(xué)儀器有限公司)。

為確保目標(biāo)樣品在檢測中的有效分離，本實驗將采用兩種氣相色譜的升溫程序分別對類固醇類、雙酚類、烷基酚和PAEs進(jìn)行檢測分析，具體升溫程序如下：

(1)類固醇類、雙酚類和烷基酚類的GC檢測條件(升溫程序1)：以氮氣為載氣，柱溫升溫程序：初始溫度100℃，保持2min，然后以20℃/min升至230℃并保持2min，再以2℃/min升至280℃，保持5min。采用不分流進(jìn)樣方式，進(jìn)樣體積為1.0μL。

(2)PAEs 的GC檢測條件(升溫程序2)：以氮氣為載氣，柱溫升溫程序：初始溫度100℃，保持1min，然后以10℃/min升至200℃并保持5min，再以5℃/min升至280℃，保持8min。采用不分流進(jìn)樣方式，進(jìn)樣體積為1.0μL。

2.3實驗方法

那個時候鄭軍里的畫確有唐畫的富麗氣象，筆墨的清新格調(diào)及馬和人物的風(fēng)姿，卓然而立于那個時候難見突破的中國畫領(lǐng)域，尤其洞開廣西少數(shù)民族人物畫沉悶的思維和視覺。這種新風(fēng)格跟80年代以來的那種趨新求變完全不同，有令人心悅誠服的筆墨技巧，借古開今，畫面格調(diào)閃耀著強烈溫暖的時代光芒。

2.3.1樣品采集與預(yù)處理

對東錢湖的4個采樣點(韓嶺、水上樂園、小普陀和沙山公園采樣點)進(jìn)行水樣的采集，將采集好的水樣裝于潔凈的塑料瓶中，密封保存。

將采集的水樣進(jìn)行固相萃取處理，萃取方法參考文獻(xiàn)[4]，使用5mL甲醇和5mL水活化C18小柱；將0.45μm有機濾膜過濾好的水樣通過C18小柱，棄去流出液；用少量水淋洗柱壁，抽氣5min，以除去柱中水分；用2mL的二氯甲烷洗脫小柱兩次；最后在40℃水浴中氮吹至干，用1mL甲醇定容。每個采樣點的樣品取3個平行樣。

2.3.2樣品衍生化

在經(jīng)固相萃取好的水樣中，加入20μL吡啶和20μL五氟丙酸酐，在70℃下衍生30min[5]。衍生好的樣品裝于2mL的進(jìn)樣中，用錫箔紙封住瓶口。

3　實驗結(jié)果分析與討論

3.1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的檢測分析

類固醇類、雙酚類和烷基酚類的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的濃度約20 mg/L，經(jīng)衍生化后，按GC設(shè)定的升溫程序1進(jìn)行檢測，得到的出峰情況如圖1所示。鄰苯二甲酸酯類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(PAEs)的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的濃度約20mg/L，經(jīng)衍生化后，按GC設(shè)定的升溫程序2進(jìn)行檢測，得到的出峰情況如圖2所示。類固醇類、雙酚類、烷基酚類和PAEs的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)(峰面積與濃度之間的線性方程)見表1。

從表2可以看出，實驗所得的相關(guān)系數(shù)均呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，說明實驗的整體誤差相對較少。

圖1　類固醇類、雙酚類和烷基酚類混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖Fig.1　Gas chromatogram of the mixed standard solution of steroid hormone, bisphenol and alkyl phenol

圖2　PAEs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖Fig.2　Gas chromatogram of the mixed standard solution of PAEs

名稱線性回歸方程R24-NPy=84422x-160050.9982BPAy=47825x-357510.9972E1y=34666x-114120.9955E2y=32870x-206220.9967EE2y=33865x-181870.9975E3y=7371.6x-139710.9905DMPy=66504x+1168960.9866DEPy=83062x+1808790.9871DBPy=68158x+431820.9930BBPy=71855x+391990.9912DEHPy=72657x+218110.9931DOPy=64894x+2525.90.9909

3.2樣品的檢測分析

表3　東錢湖上4個采樣點環(huán)境雌激素含量

注：“-”表示水樣中未測得。

分析表3數(shù)據(jù)可得，東錢湖中水上樂園和小普陀2個采樣點的4-NP含量較高，該2個采樣點屬于景區(qū)，餐飲業(yè)較發(fā)達(dá)，且周末戶外野餐、自主燒烤活動較頻繁，因而推斷有較多洗滌廢水流入湖中，而使得4-NP含量較其他2個采樣點高，而其他3種可檢測到的雌激素在4個采樣點的濃度分布相對比較平均。

王凡等[6]對長江武漢段水體中的PAEs類物質(zhì)進(jìn)行了檢測，結(jié)果顯示DMP含量為0.031～0.295 μg/L，DBP含量為0.014～28.63 μg/L，DEP含量為0.032～0.365 μg/L。由檢測數(shù)據(jù)對比可知，東錢湖中的DMP、DBP濃度與其差異不大，而DEP的最大濃度的含量接近長江武漢段水體最大值的10倍，由此看出，東錢湖水體中鄰苯二甲酸二乙酯的污染程度遠(yuǎn)超長江武漢段。

《中華人民共和國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定BPA的濃度限值為10 μg/L，DEP的濃度限值為300 μg/L，DBP的濃度限值為3 μg/L。與標(biāo)準(zhǔn)對照可知，東錢湖的4個采樣點的BPA和DEP含量均符合標(biāo)準(zhǔn)，而DBP在其中3個采樣點中均超過了標(biāo)準(zhǔn)值，而DBP已被美國列為優(yōu)先控制的污染物，并且具有雌激素活性，因此需特別重視其造成的影響。

4　水樣中環(huán)境雌激素含量的健康風(fēng)險評價

本次健康風(fēng)險評價選用美國環(huán)境保護(hù)署(US EPA)推薦的暴露計算方法，擬對所檢測到的6種環(huán)境雌激素進(jìn)行評價，但考慮到很多環(huán)境雌激素沒有可以參考的數(shù)據(jù)，故選擇對BPA、DEP、DBP三種環(huán)境雌激素進(jìn)行健康風(fēng)險評價。其中BPA屬于致癌物，DEP和DBP屬于非致癌物，但BPA沒有可參考的致癌斜率因子，由于致癌物與非致癌物均具有非致癌危險效應(yīng)[7]，所以對這3種環(huán)境雌激素進(jìn)行非致癌風(fēng)險評價。本次健康風(fēng)險評價主要考慮飲用和直接接觸兩種途徑[8]。

4.1長期日攝入量(Chronic Daily Intake,CDI)計算

CDI表示人體每千克重量每天經(jīng)由皮膚通過攝入、吸入或吸收的污染物的量，CDI計算采用US EPA推薦的計算公式[7,8]，如下：

飲水途徑暴露計算：

(1)

皮膚接觸暴露途徑計算：

(2)

(3)

該健康風(fēng)險評價中所有的參考數(shù)據(jù)均是US EPA網(wǎng)站上查的數(shù)據(jù)，部分為估計值[7～9]，如表4所示。

表4　CDI評價過程中的參考數(shù)值

4.2風(fēng)險指數(shù)(Hazard Index，HI)計算

非致癌風(fēng)險通常用風(fēng)險指數(shù)HI表示，計算公式如下，其中RfD(reference dose,RfD)是指非致癌允許攝入量參考劑量：

(4)

BPA、DEP、DBP的非致癌允許攝入量參考劑量(RfD)如表5所示。

表5　非致癌允許攝入量參考劑量(RfD)

將表4中的數(shù)據(jù)代入(1)、(2)、(3)、(4)四個計算公式中，求出非致癌風(fēng)險指數(shù)。東錢湖中3個采樣點計算所得的非致癌風(fēng)險指數(shù)如表6所示。

表6　東錢湖采樣點的非致癌風(fēng)險指數(shù)

注：“-”表示測定數(shù)據(jù)低于檢出限，未進(jìn)行評價，累積風(fēng)險指數(shù)為所有風(fēng)險指數(shù)的累加。

對于非致癌風(fēng)險指數(shù)大于1時，則會對人體產(chǎn)生危害。而從東錢湖的3個采樣點的累積風(fēng)險可見，風(fēng)險指數(shù)均小于1，則認(rèn)為該水體中的環(huán)境雌激素含量暫時不會對人體造成明顯的不良影響，但考慮到低劑量效應(yīng)，不能忽視其所帶來的危害。同時對比飲用含環(huán)境雌激素的水和皮膚接觸兩種途徑的風(fēng)險指數(shù)可得，飲用所帶來的風(fēng)險要遠(yuǎn)大于皮膚接觸，一旦環(huán)境風(fēng)險指數(shù)超過1，將會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

5　結(jié)論與展望

5.1結(jié)論

(1)從分析結(jié)果中可以看出，東錢湖中水上樂園和小普陀2個采樣點的4-NP含量普遍高于其他采樣點，考慮附近餐飲業(yè)和旅游業(yè)較發(fā)達(dá)，有餐飲廢水和洗滌廢水排入而引起的。

(2)在對BPA、DEP和DBP這3種環(huán)境雌激素所做的健康風(fēng)險評價中可以看出，所得的非致癌風(fēng)險指數(shù)均小于1，暫不會對人體產(chǎn)生明顯的不良影響，飲用所帶來的風(fēng)險要遠(yuǎn)大于皮膚接觸。

5.2展望

(1)目前我國沒有完善的環(huán)境雌激素質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及健康風(fēng)險評價模型，考慮到環(huán)境雌激素的低劑量效應(yīng)，希望在將來能完善相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和健康風(fēng)險評價模型。

(2)在水樣預(yù)處理富集的過程中，會造成少量目標(biāo)提取物質(zhì)的損失，需要繼續(xù)不斷完善相關(guān)檢測手段和方法，使結(jié)果更加精確。

[1]施健. 環(huán)境雌激素對健康的影響[J]. 上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志, 2006, 18(1): 41-43.

[2]王莎莎,譚文婷,鄧國宏. 環(huán)境雌激素生物學(xué)檢測方法研究進(jìn)展[J]. 中國公共衛(wèi)生, 2011, 27(1): 120-122.

[3]Jens H, Reinhard B, Stephan H. Effective Removal of Estrogens from Drinking Water and Wastewater by Adsorption Technology[J]. Environmental Processes, 2014, 1(1): 87-94.

[4]張宏, 毛炯, 孫成均, 等. 氣相色譜-質(zhì)譜法測定尿及河底泥中的環(huán)境雌激素[J]. 色譜, 2003, 21(5): 451-455.

[5]Vasilions G, Samaras, Nikolaos, et al. An analytical method for the simultaneous trace determination of acidic pharmaceutical and phenolic endocrine disrupting chemicals in wastewater and sewage sludge by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2011, 399(7): 2549-2561.

[6]王凡, 沙玉娟, 夏星輝, 等. 長江武漢段水體鄰苯二甲酸酯分布特征研究[J]. 環(huán)境科學(xué), 2008, 5(29): 1164-1168.

[7]萬譯文, 康天放, 周忠亮. 北京官廳水庫水體中揮發(fā)性有機物健康風(fēng)險評價[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2009, 2(22): 151-154.

[8]秦普豐, 雷鳴, 郭雯. 湘江湘潭段水環(huán)境主要污染物的健康風(fēng)險評價[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2008, 21(4): 190-195.

[9]Yong L L, Jing L L, Zhi G C, et al. Spatial distribution and health risk of heavy metal and polycylic aromatic hydrocarbons(PAHs) in the water of the Luanhe River Basin, China[J]. Environ Monit Assess, 2010, 163(1):163-169.

The Detection and Risk Assessment of Typical Environmental Estrogens in Dongqian Lake of Ningbo

SHA Hao-lei，ZHANG Zhi-yan，XIA Jing-fen，TAO Dan-dan

(CollegeofBiological&EnvironmentalSciences,ZhejiangWanliUniversity,Ningbo，Zhejiang315100,China)

The typical environmental estrogens in Dongqian Lake were detected by solid-phase extraction, derivatization and gas chromatography. The results showed that six kinds of environmental estrogens were detected in Dongqian Lake. The concentrations of 4-nonylphenol (4-NP) in the two points of Water park and XiaoPuTuo were generally higher than that of other sampling points. By analyzing the facts, the catering and the tourism industries were more developed at these two sampling points, which could be speculated that the discharge of the restaurant wastewater and washing wastewater can resulted in this situation. At last, the health risk caused by the three environmental estrogens (bisphenol A(BPA), diethyl phthalate(DEP), dibutyl phthalate (DBP)) with large remaining amount were assessed and the health risk assessment had utilized the exposure calculation method which recommended by the U. S. Environmental Protection Agency (US EPA). The results showed that the hazard indexes of BPA, DEP and DBP’s were far below one and will not cause obvious adverse effect to human body, and the risk of drinking was more than that of the skin contact.

Environmental estrogens; steroid hormone; Bisphenol A; Alkyl phenol; Phthalie acid estesr(PAEs); health risk assessment

2015-06-30

浙江省自然科學(xué)基金項目(LQ13B070004); 浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)項目(2014R419022)；寧波市基金(2015A610255);寧波市科技富民惠民項目(2015C50002);住建部科技項目(2015-K7-008)。

沙昊雷(1981-)，男，浙江寧波人，2007年畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，助理研究員，研究方向為環(huán)境樣品監(jiān)測和環(huán)境污染控制。

X832

A

1001-3644(2015)06-0010-05