導讀

鄰苯二甲酸酯（PAEs）是一類常用的塑化劑，隨著工業生產與塑料制品的使用，進入環境并分布在各類環境基質中，目前學術界關于PAEs的特定區域內釋放和傳輸機理研究較為缺乏。近日，中國地質大學（北京）的李俊副教授及其團隊與島津分析尹戈博士合作，使用島津GCMS-QP2020 NX分析了青藏高原垃圾堆填埋場周圍PAEs（鄰苯二甲酸酯）的空間分布，并揭示了不同粒徑土壤對PAEs的吸附和解析特征。研究成果發表于“Science of the Total Environment”期刊（IF=7.963）。

課題背景

垃圾填埋場

鄰苯二甲酸酯作為一種環境雌激素，會干擾人體內分泌系統——對于女性，會擾亂雌激素的代謝；對于男性，則可能造成低雄或雌化。此外，人體過多暴露PAEs還與眾多疾病（如肥胖、糖尿病、甲狀腺癌等）相關聯。拉薩垃圾堆填埋場——作為該地區主要的有機污染物釋放源，是一個考察PAEs在高原區域內環境行為的理想場所。

分析利器

研究團隊使用島津GCMS-QP2020 NX測定了垃圾填埋場土壤中的12種PAEs。

Smart SIM數據庫用于PAEs檢測

島津Smart SIM數據庫，可將已經優化好的PAEs方法參數登記在數據庫中，無需進行復雜設置，利用保留時間或保留指數功能，即可自動創建儀器分析方法。

圖1. 島津鄰苯二甲酸酯Smart SIM數據庫

成果概述

本論文研究了西藏拉薩垃圾填埋場不同距離采集的不同粒徑土壤中12種PAEs的含量。黏土（<2 µm）、粉粒（2-63 µm）和砂粒（65-250 µm）的平均濃度分別為4.20、2.99和4.02 µg/g。鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）是主要的鄰苯二甲酸酯類污染物，其次是鄰苯二甲酸二丁酯（DnBP）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DiBP）和鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）。PAEs的濃度和我國其它地區廢棄物處置點相當，但顯著低于某些電子廢棄物處置點。三種粒徑土壤中PAEs不同的空間分布暗示了污染物初被吸附到垃圾填埋場的土壤層。

圖2. 三種粒徑土壤的空間分布規律

通過擬合，研究認為高斯空氣污染模型和波爾茲曼方程可以分別較好的描述黏土和粉粒的遷移規律，而砂粒中PAEs的分布主要遵循坡下匯聚的規律，從垃圾場向遠處呈現增加趨勢，表現出砂粒沿垂直梯度向坡下的風成輸運。

圖3. 利用高斯空氣污染模型和波爾茲曼方程擬合黏土和粉粒中PAEs的遷移規律

圖4. 砂粒組分中PAE濃度沿坡下遷移示意圖

圖片來源：Wang et al, 2022, Science of the Toal Environment

通過比較土壤清單并使用Level III的逸度模型，發現DEHP在深層土壤中的半衰期較長(~24000 h)，而在表層土壤中的半衰期較短(~5500 h)。后續的研究可以考察其它類型的PAEs在深層土壤中的半衰期，以評估對當地環境的潛在危害。