有机阻燃剂新兴污染物的环境健康风险

付杰*

（华中科技大学环境科学与工程学院，武汉 430074）

关键词: 

有机阻燃剂；多溴联苯醚；有机磷酸酯；新型卤代阻燃剂；发育毒性；肝毒性

摘要：

阻燃剂是一种可以阻止或者减缓火势蔓延的材料或物质，主要应用于建筑材料、电子产品、家具、纺织品以及塑料包装材料中[1]。阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。全球应用最广泛的有机阻燃剂主要有三大类：第 1 类是氯系阻燃剂，主要包括氯化石蜡、五氯硬脂酸甲酯；第 2 类是溴系阻燃剂，主要有四溴双酚A、多溴联苯醚（polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）和六溴环十二烷等；第 3 类是有机磷阻燃剂，主要包括有机磷酸酯（organophosphate esters, OPEs）及磷杂环化合物等。近年来，一些新型卤代阻燃剂也在不断开发和使用，比如得克隆（dechlorane plus, DP）和十溴二苯乙烷（decabromodiphenyl ethane, DBDPE）[2]。

我国生产和消费的阻燃剂以有机阻燃剂为主，阻燃剂的年产量约为 30 万吨，主要分布在长江三角洲和珠江三角洲等交通便捷、经济发达地区[3]。近年来，大量的环境样品中检测到有机阻燃剂，包括空气、水体、沉积物、土壤和生物体等多种环境介质，伴随着物质能量循环过程，其污染范围已遍布全球[4]。随着众多环境学者研究的不断深入，发现有机阻燃剂在环境中具有持久性、生物富集性和生态毒性，并且具有神经、免疫、生殖毒性和内分泌干扰性等[5,6]。因此，有机阻燃剂新兴污染物已成为环境领域的研究热点。

本文的主要内容包括两方面：（1）环境中的有机阻燃剂及其生态风险；（2）新型有机阻燃剂的毒性和健康风险。

环境中的有机阻燃剂及其生态风险 我们选取了有机阻燃剂污染严重的珠江三角洲作为研究区域，系统调查了电子垃圾回收地贵屿镇[7]、深圳福田红树林、广州大坦沙污水处理厂[2]等多种介质（土壤、沉积物、污水、污泥等）中，卤代阻燃剂（包括PBDEs 和新型卤代阻燃剂）的分布特征、与其他污染物（重金属等）相互作用、对土壤微生物的潜在影响、在污水处理厂的去除规律等。结果显示电子垃圾回收造成了严重的卤代阻燃剂土壤污染，其中十溴联苯醚（BDE209）和 DBDPE为主要的卤代阻燃剂，并具有较高的生态风险；在很长一段时间内，自然修复功能（包括迁移扩散和微生物降解）作用有限，因此需要人为修复来降低卤代阻燃剂的风险。 红树林沉积物中检测到较高浓度PBDEs，并且发现作为一个重要环境因子，显著改变了红树林微生物的物种结构。在广州污水厂进水的固体悬浮物中检测到 DP 和DBDPE 新型卤代阻燃剂，这说明大量的新型有机阻燃剂在当地已经在大量使用。

新型有机阻燃剂的毒性和健康风险 我们系统研究了有机磷酸酯（包括TDCPP、TBEP等）、DBDPE等新型有机阻燃剂的毒性和健康风险。我们利用斑马鱼胚胎作为动物模型，采用基因芯片、定量蛋白组等技术，揭示了TDCPP和TBEP等有机磷酸酯对脊椎动物的发育毒性，指出暴露TDCPP可以改变胚胎形成有关基因的表达，导致胚胎畸形和死亡，暴露TBEP可抑制斑马鱼胚胎从母体降解和利用营养物质，从而导致凋亡[8,9]。利用赤子爱胜蚓作为土壤模型动物，揭示 TDCPP、TCEP等有机磷酸酯阻燃剂的急性毒性和生殖毒性，指出TDCPP和TCEP的LC50分别达到30.99 mg/kg和57.79 mg/kg，并且在浓度10 mg/kg时，两种有机磷酸酯阻燃剂均显著抑制了蚯蚓的生殖。我们深入研究了新型溴代阻燃剂DBDPE及其代谢产物的肝毒性，利用细胞实验研究了DBDPE 及其代谢产物对肝细胞的细胞毒性、细胞色素P450亚酶CYP1A1（EROD）活性、芳香受体活性  等，并通过三维定量构效关系（3D-QSAR）研究了阻燃剂化学结构对化合物毒性的影响机制，利用暴露动物实验，通过转录组和蛋白组，在个体水平验证了DBDPE及其代谢产物的肝毒性。

 参 考 文 献

[1] 李素珍，付卫强，冯承莲，等.环境工程，2018，36(9)：180-184

[2] Wu Q, Li H, Hu X, et al. Chin Chem Lett, 2020, 31: 2825-2830

[3] 黄铸颖，李海燕，吴启航，等.环境与健康杂志，2014，31(11)：1026-1032

[4] Hou R, Lin L, Li H, et al. Water Research, 2021, 198: 117168.

[5] Yang Y, Chen P, Ma S, et al. Crit Rev Environ Sci Tech, 2021, doi:10.1080/10643389.2020.1859307.

[6] Lu Q, Cai Z, Fu J, et al. Ecotox Environ Safe, 2014, 101: 83-89.

[7] Wu Q, Du Y, Huang Z, et al. Sci Total Environ, 2019, 669: 1001-1010.

[8] Fu J, Han J, Zhou B, et al. Environ Sci Technol, 2013, 47: 10574-10582.

[9] Han Z, Wang Q, Fu J, et al. Aquat Toxicol, 2014, 150: 175-181.