有機磷酸酯在岷江干流魚體中的分布

劉小雯，印紅玲，彭斐，李世平，唐娟，鄧旭，蹇林潔，方淑紅

成都信息工程大學資源環境學院，成都 610225

有機磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)是一類人工合成的磷酸衍生物，作為阻燃劑和增塑劑效果優良。近年來，由于溴代阻燃劑在世界范圍內逐步禁止使用，OPEs的需求量與生產量都大幅增長，然而其并非絕對安全。磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPhP)可能具有遲發性神經毒性[1-2]，且TPhP暴露與男性精子數量的下降有顯著相關性[3-4]。在動物長期暴露實驗中，磷酸丁酯(tri-n-butyl phosphate, TnBP)也表現出內分泌干擾性并與哮喘、過敏性鼻炎的流行顯著相關[5]。磷酸三氯乙酯(tri(2-chloroethyl)phosphate, TCEP)和磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)可引發腫瘤細胞生長[6]，TCEP被列入歐盟“潛在人類致癌物(第H類致癌物)”名單[7]，TDCPP也被美國確定為潛在致癌物質[8]。然而，人們對于OPEs的生物地球化學行為及其生態風險仍缺乏全面深入的認識。

魚體中OPEs的含量與其營養等級、生活習性、年齡、性別、脂肪含量及水體中OPEs的濃度等多種因素有關[9-17]。然而，目前各研究對各種影響因素的結論差異較大。首先，研究者對OPEs是否會在食物網中隨營養級別上升而生物放大的觀點不一致。Guo等[9]在大湖盆地收集的魚類樣品中發現TnBP可以隨著食物鏈積累；Eulaers等[10]發現食物鏈頂部的捕食者可能會富集更多的OPEs。然而，Brandsma等[11]在荷蘭西部河口的食物網中觀察到OPEs在中上層食物網中顯示出營養稀釋效應，指出OPEs更可能通過底棲食物網而不是通過水生環境中的上層食物網放大。其次，生物體的質量是否是影響OPEs含量的主要因素也存在爭議。Sundkvist等[12]發現大型鱸魚體內的OPEs含量明顯大于小型鱸魚體內OPEs的含量，但Kim等[13]認為OPEs是通過鰓和上皮組織吸收，其在魚體內的含量與魚體和長度無關。另外，Wang等[14]發現雌性斑馬魚中TDCPP的濃度高于雄性斑馬魚，表明OPEs的生物積累具有性別依賴；Wang等[15]發現OPEs的生物富集因子(BCFww)與脂肪含量呈正相關；但也有許多研究指出[11-13,16-17]脂質含量對多種OPEs的影響有限。因此，目前關于OPEs進入生物體的途徑，魚體的不同器官是否對各OPEs存在富集效應，不同魚類對OPEs的富集、代謝能力、機制及其影響因素尚未清楚，需要大量的野外調查數據去探索和驗證。

岷江是長江水量最大的支流，流域面積13萬km2，全長達1 279 km。本文以岷江干流為研究區域，定量測定沿岸重點城市(新津、宜賓和樂山)點位中各類魚體肌肉、鰓、肝臟和腎臟中OPEs的含量，以填補岷江流域生物體中OPEs含量的數據空白，為進一步了解OPEs的生物富集及健康風險評估提供參考。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 樣品采集

在岷江干流所經主要城市(新津、宜賓和樂山)等地采集當地居民在岷江里垂釣的魚類，包括鯰魚、黃辣丁、白鰱、鯽魚、烏江青波魚、鯉魚、草魚和白魚等8個品種，每個品種2～3條。采樣時間為2020年8月，樣品具體信息如表1所示。

1.2 樣品前處理

準確稱取全魚質量后，解剖出鰓、肝、腎、和肌肉等組織，冷凍干燥至凍干(約36 h)。準確稱取干燥后的樣品若干，加入無水硫酸鈉充分研磨并除去殘存水分。加入乙酸乙酯：丙酮(V(乙酸乙酯)∶V(丙酮)=3∶2)15 mL，并加入內標TDCPP-d15和TPhP-d15各1 ng，浸泡過夜。超聲萃取30 min，3次，合并萃取液，離心10 min，轉速為3 000 r·min-1。-80 ℃冷凍保存12 h，使其脂肪凝成固體后進行過濾(0.45 μm，有機濾膜)。濾液真空濃縮至1 mL左右，加入1 mL正己烷后繼續濃縮至300 μL左右，過氧化鋁/硅膠吸附劑層析柱(分析純，成都科龍化工試劑廠)。正己烷淋洗雜質，乙酸乙酯/丙酮(V(乙酸乙酯)∶V(丙酮)=3∶2)洗脫15 mL。洗脫液真空濃縮至近干，用微量進樣針將其轉移到進樣瓶中，正己烷定量到200 μL后用氣相色譜-質譜聯用儀(日本島津2010 plus)進行測定。

1.3 儀器分析

儀器分析條件：色譜柱SH-Rxi-5Sil MS(30 m×0.25 μm×0.25 mm，日本島津)，進樣口溫度為280.0 ℃，不分流進樣，載氣為高純He，流量為1.00 mL·min-1。升溫程序：60.0 ℃(保持1 min)，以30.00 ℃·min-1升至220.0 ℃(保持1 min)，以5.00 ℃·min-1升至300 ℃(保持4 min)。MS條件為：EI源，SIM模式，離子源溫度為200 ℃，接口溫度為280 ℃。6種目標化合物的目標離子和參考離子m/z分別為TnBP：155/99、211、125；TCEP：249/63、143、251；TCPP：125/99、201、277、157；TPhP：326/325、77、215；TBEP：85/100、199、299；TEHP：99/113、211。

1.4 質量保證與質量控制

采用外標法定量。配制50.00～2 000.00 μg·L-1的混標溶液做標準曲線，相關系數(r2)均在0.990以上。每個樣品中均加入內標TDCPP-d15和TPhP-d15，用于保證回收率。魚樣加標回收率為71.6%～90.2%。每批次樣品同時做基質加標回收率和空白加標回收率1個。魚樣基質加標回收率為80.6%～92.3%，空白加標回收率為89.4%～105.4%。在空白實驗中僅有少量的TnBP與磷酸三異辛酯(TEHP)檢出，但其濃度均小于樣品的5%，其余目標物均未檢出，故可以忽略實驗過程中帶來的污染。儀器檢出限以3倍信噪比(S/N)計算，為0.07～0.4 ng·L-1。將同一標準品連續測定7次，計算其精密度為8.3%～8.7%，精密度良好。

2 結果與討論(Results and discussion)

2.1 岷江干流魚體中∑6OPEs的含量

在宜賓采集的5種魚體肌肉組織中∑6OPEs的平均濃度分別為鯰魚(565.74 ng·g-1dw)>鯽魚(552.43 ng·g-1dw)>黃辣丁(466.93 ng·g-1dw)>烏江青波魚(336.46 ng·g-1dw)>白鰱(335.44 ng·g-1dw)。在樂山采集的5種魚體肌肉組織中∑6OPEs的濃度分別為白鰱(638.43 ng·g-1dw)>白魚(580.28 ng·g-1dw)>黃辣丁(511.71 ng·g-1dw)>鯽魚(333.57 ng·g-1dw)>鯰魚(322.79 ng·g-1dw)。在新津采集的6種魚體肌肉組織中∑6OPEs的含量分別為草魚(637.91 ng·g-1dw)>鯽魚(503.38 ng·g-1dw)>鯰魚(235.23 ng·g-1dw)>黃辣丁(296.8 ng·g-1dw)>鯉魚(256.34 ng·g-1dw)>白鰱(240.37 ng·g-1dw)(圖1)。OPEs在不同地點不同種類魚體的含量之間沒有發現明顯規律，如在鯽魚肌肉中∑6OPEs的含量表現為宜賓>新津>樂山，但是在白鰱中卻表現為樂山>宜賓>新津。但是，總的來說，處于中下游的樂山和宜賓的魚體中∑6OPEs含量高于處于岷江上游的新津，說明隨著岷江干流從上游到中下游，魚體中OPEs含量明顯增加，這與沿岸人為活動密切相關。

目前已有關于OPEs在魚等生物體中含量的報道，但各研究的魚品種及組織不同、OPEs單體及個數不同、數據單位不一致(ww：濕質量；lw：脂質量；dw：干質量)，不便于直接比較數值。如黃色條紋緋鯢鰹體內總OPEs高達2 000 ng·g-1，銀多鱗鱚體內含量為1 800 ng·g-1[13]；青魚脂肪中總OPEs濃度為61～200 ng·g-1，鱸魚脂肪中總OPEs為330～490 ng·g-1。貝類脂肪中OPEs濃度為190～1 600 ng·g-1[18]。機場附近的河流魚脂肪中總OPEs濃度高達10 200 ng·g-1[19]。Liu等[20]在珠江三角洲的河流中發現鯪魚、尼羅羅非魚和下口鲇的肌肉中∑12OPEs的濃度分別為2.3～16 ng·g-1ww、3.4～16 ng·g-1ww和3.5～30 ng·g-1ww；據報道，廣東省魚肉中OPEs濃度高達4 692 ng·g-1lw[21]。然而，總體來看，本研究中魚體的肌肉組織中∑6OPEs的總含量大概處于中等偏上水平。鑒于部分烷基類OPEs容易被生物體代謝，半衰期較短[22-23]，而魚體內卻觀察到相對較高的OPEs水平，說明該地區有持續的OPEs輸入，建議開展持續性監測并評估其潛在的生態風險。

表1 樣品信息Table 1 Sample information

圖1 6種OPEs (∑6OPEs)在魚肌肉中的濃度Fig. 1 Concentrations of six kinds of OPEs (∑6OPEs) in muscles of fishes

2.2 岷江魚體各組織中∑6OPEs的含量

本研究解剖了所有魚體的肌肉、鰓、肝臟和腎臟等組織。∑6OPEs在所有樣品各組織中的平均濃度依次為腎臟(1 402.41±419.65) ng·g-1dw>肝臟(1 202.44±593.16) ng·g-1dw>鰓(785.67±321.44) ng·g-1dw>肌肉(409.35±145.17) ng·g-1dw。所有魚種類的各組織中∑6OPEs的濃度占魚體中∑6OPEs總濃度的比例順序基本一致，依次為腎臟(16%～53%，平均值37%)>肝臟(23%～50%，32%)>鰓(7%～29%，20%)>肌肉(5%～21%，11%)(圖2)。這與Choo等[24]報道的韓國Nakdong河鯽魚肝臟∑9OPEs含量(6.22～18.1 ng·g-1ww)>肌肉(4.23～7.75 ng·g-1ww)>性腺(3.08～7.70 ng·g-1ww)的結果有一定相似性；與Hou等[22]報道的磷酸三丁氧乙酯(TBEP)和TnBP在魚的腎臟和肝臟富集最多的結果一致，也與其他有機物在腎臟和肝臟中的濃度更高的結果相似[25-28]。但本研究結果與Hou等[29]報道的中國成都市錦江魚體中13種OPEs在肌肉中的平均濃度(1 161 ng·g-1lw)>內臟(692 ng·g-1lw)>鰓(375 ng·g-1lw)結果相反，與Wang等[23]等通過實驗室模擬發現腸內含有最高的d15-TPhP濃度(3.12±0.43) μg·g-1ww，其次是鰓(2.76±0.12) μg·g-1ww>腦(2.58±0.19) μg·g-1ww>肝臟(2.30±0.34) μg·g-1ww>>肌肉(0.53±0.04) μg·g-1ww不同，也與Greaves和Letcher[30]在大湖地區的研究結果不同，他們發現雌性海鷗體內16種OPEs主要在脂肪和肌肉中含量較高，而在其他組織中含量較低。生物體中有機污染物在腎臟和肝臟中含量高的原因主要是器官功能差異。肝臟是生物體的代謝器官，是第一個通過血液流動被微量污染物灌注的組織，故比肌肉具有更高的同化率；而腎臟是生物體的排泄器官，會匯集魚體內OPEs進行代謝和清除，故其含量更高。另外，血液灌流和通過與特定生物分子相互作用的主動轉運可導致肝、腎中OPEs的生物富集系數(BCF)較高。OPEs對蛋白質的疏水性配體，如脂肪酸結合蛋白和細胞色素P450顯示出高親和力。而鰓中高濃度的OPEs積聚可能是歸因于它們從周圍的水吸收外來物質并轉移到血漿的能力[13]。因此，越高的功能組織(腎、肝和鰓)血液灌注可導致其較高的OPEs積累。

2.3 岷江魚體中OPEs單體的分布

通過OPEs各單體在全魚各部位中的濃度和占全魚中∑6OPEs總濃度的比例(圖3)，分析各單體在不同地點全魚中分布的差異性。總的來說，TBEP和磷酸三氯丙酯(TCPP)的比例較高，在大多數魚體中，兩者加和占∑6OPEs的50%以上，故魚體中TBEP和TCPP為優勢單體，這與Hou等[29]發現TCPP是中國成都錦江魚體和水中的主要污染物，占比為31%的結果相似；但歐洲、加拿大、菲律賓和中國等[13, 31-33]部分水體中烷基磷酸酯(TnBP和TBEP)是其淡水和海水魚類中主要的污染物，其在魚

體內的含量為1.43～6 000 ng·g-1lw，與本研究結果有一定差異；Ma等[21]報道中國珠江入海口魚體中的首要污染物是TnBP與TCEP，與本研究結果差異較大。故不同地區OPEs的使用種類和用量不同，水體及水生生物中OPEs的污染水平及成分差異較大。

部分OPE單體在不同的魚體中所占比例差異明顯，如TnBP在新津的鯽魚中占比為14%，但在宜賓的白鰱中僅占3%；TPhP在樂山白魚中的占比高達44%，遠高于在同一地點其他種類的魚體(6%～13%)，也高于在宜賓(14%～19%)及新津的占比(7%～15%)；TEHP在不同魚體中的占比為3%～26%，其中在新津的白鰱中占比高達26%，在樂山的白鰱中占比為14%，說明不同種類的魚對不同單體的吸收或富集效應差異明顯。

為了進一步觀察OPEs的分布，將不同地點每種魚體的各組織中OPEs單體的分布作圖，結果如圖4所示。由圖4(a)知，在肌肉中各OPE單體的濃度依次為：TBEP(22.95～342.29 ng·g-1dw，中位濃度87.77 ng·g-1dw)>TPhP(23.20～308.89 ng·g-1dw，83.10 ng·g-1dw)>TCEP(20.44～106.84 ng·g-1dw，72.86 ng·g-1dw)>TCPP(14.42～121.19 ng·g-1dw，50.77 ng·g-1dw)>TnBP(18.76～65.11 ng·g-1dw，33.10 ng·g-1dw)>TEHP(ND～128.74 ng·g-1dw，10.37 ng·g-1dw)。濃度最高的TBEP是濃度最低的TEHP的8.4倍，是TCPP的1.7倍。在不同生物體之間，新津鯽魚肌肉中TBEP (342.20 ng·g-1dw)的濃度顯著高于其他魚體，是同一地點鯰魚(22.95 ng·g-1dw)的約15倍。本研究魚肌肉中OPEs的含量高于Evenset等[34]在魚肌肉中檢測出的TCPP(1.4～2.9 μg·kg-1)、TCEP(0.5～5.0 μg·kg-1)和TEHP(<0.04～<0.1 μg·kg-1)含量。TBEP和TPhP是肌肉中的主要單體，這與Liu等[20]在中國珠江三角洲發現TEHP、TCPP、TCEP和TnBP是魚體肌肉中的主要單體，其占比高達90%的結果不同，與Sundkvist等[12]等在瑞典某湖泊魚體肌肉中檢出的OPEs主要以TCPP(170～770 g·kg-1lw)和TPhP(21～180 g·kg-1lw)為主也有一定的差異性，這與不同地區OPEs的使用種類及應用范圍不同、附近污染源不同有關。

圖2 魚體不同組織中∑6OPEs的分布Fig. 2 Distribution of ∑6OPEs in different tissues of fishes

圖3 OPE單體在魚體中的分布注：TEHP表示磷酸三異辛酯；TBEP表示磷酸三丁氧乙酯；TPhP表示磷酸三苯酯；TCPP表示磷酸三氯丙酯； TCEP表示磷酸三氯乙酯；TnBP表示磷酸丁酯。Fig. 3 Distribution of OPE in different fishesNote: TEHP represents tris(2-ethylhexyl) phosphate; TBEP represents tributoxyethyl phosphate; TPhP represents triphenyl phosphate; TCPP represents trichloropropyl phosphate; TCEP represents tri(2-chloroethyl) phosphate; TnBP represents tri-n-butyl phosphate.

在肝臟中(圖4(b))，各單體的濃度順序為：TBEP(40.70～1 764.74 ng·g-1dw，中位濃度371.25 ng·g-1dw) >TCPP(16.94～561.69 ng·g-1dw，157.18 ng·g-1dw)>TPhP(33.70～409.31 ng·g-1dw，130.68 ng·g-1dw)>TCEP(53.61～338.38 ng·g-1dw，82.69 ng·g-1dw)>TnBP(12.10～233.22 ng·g-1dw，58.26 ng·g-1dw)>TEHP(6.82～339.86 ng·g-1dw，57.61 ng·g-1dw)。濃度最高的TBEP是濃度最低的TEHP的6.4倍。該結果與其他地區在魚體肝臟中檢測到的主要優勢單體差異較大，如Evenset等[34]在魚的肝臟中檢測到TCPP(5.5～8.9 ng·g-1ww)和TCEP(13～26 ng·g-1ww)為主要污染物，Reemtsma等[35]報道挪威江鱈肝臟中TCEP的含量最高，為17 μg·kg-1；Green等[36]發現瑞典等地的鱈魚肝中TCPP的濃度最高(3～137 μg·kg-1)；Choo等[24]發現肝臟中TCEP為優勢單體(1.31～2.96 ng·g-1ww)。

在鰓中(圖4(c))，各單體的濃度依次為：TBEP(31.33～884.31 ng·g-1dw，中位濃度408.86 ng·g-1dw)>TCPP(28.75～248.80 ng·g-1dw，105.11 ng·g-1dw)>TPhP(12.82～164.75 ng·g-1dw，82.20 ng·g-1dw)>TEHP(3.80～284.48 ng·g-1dw，60.17 ng·g-1dw)>TCEP(19.20～217.51 ng·g-1dw，58.55 ng·g-1dw)>TnBP(9.47～221.79 ng·g-1dw，38.94 ng·g-1dw)。TBEP在不同魚體中差別較大，在新津采集的鯰魚中TBEP的含量(884.31 ng·g-1dw)是同一地點采集的鯉魚(225.44 ng·g-1dw)的3.9倍，是宜賓鯰魚(453.68 ng·g-1dw)的1.9倍。大多數魚鰓中TBEP的含量都明顯高于其他單體，這與岷江流域水體中TBEP的含量較高，通過鰓轉運到魚體中富集有關[13,37]。Kim等[13]的研究也表明，鰓對水中的OPEs有顯著的吸收作用。目前國內外關于OPEs在鰓中的報道甚少，Hou等[29]在中國成都錦江魚體的鰓中發現OPEs的含量分別為：TCPP(140 ng·g-1lw)>TBEP(34.2 ng·g-1lw)>TCEP(29.7 ng·g-1lw)>TnBP(29.1 ng·g-1lw)>TPhP(8.9 ng·g-1lw)>TEHP(9.8 ng·g-1lw)，與本文結果差異較大。

在腎臟中(圖4(d))，各單體的濃度依次為：TBEP(26.73～957.46 ng·g-1dw，中位濃度514.26 ng·g-1dw)>TCPP(64.7～982.14 ng·g-1dw，304.93 ng·g-1dw)>TCEP(78.01～388.66 ng·g-1dw，192.77 ng·g-1dw)>TPhP(33.80～1 161.28 ng·g-1dw，90.27 ng·g-1dw)>TEHP(27.78～276.42 ng·g-1dw，82.19 ng·g-1dw)>TnBP(18.09～235.40 ng·g-1dw，79.19 ng·g-1dw)。不同生物體之間，單體含量差異較大，TCPP在宜賓采集的鯰魚腎臟中的含量為982.14 ng·g-1dw，是在同一地點采集的白鰱(64.7 ng·g-1dw)的15倍；TEHP在新津采集的鯰魚中含量為34.01 ng·g-1dw，但是在同一地點采集的白鰱腎臟中含量為276.42 ng·g-1dw。值得注意的是，TPhP在樂山白魚腎臟中的含量達到1 161.82 ng·g-1dw，比其他魚體中的含量高出一個數量級。

圖4 不同組織中OPEs的分布Fig. 4 Distribution of OPEs in different tissues

總的來說，魚體各功能器官中TBEP和TCPP的含量較高。值得注意的是，TBEP在水中的溶解度為1.1 g·L-1，易溶于水，logKow為3.75[38]，其生物代謝較快。本研究得到其含量最高，說明研究區域內有持續不斷的TBEP輸入，這與采樣點所在位置、污染物排放、人口密度、經濟水平等密切相關。這一結果與劉琴[37]報道的2016年和2017年岷江流域水體中TCPP、TCEP和TBEP含量較高這一事實相符。本研究與Wang[15]等發現的烷基、烷氧基和低氯代烷基OPEs在肝、腦和卵富集較突出，芳香基OPEs在腸道和鰓中富集較突出的結果不同。OPEs是否具有組織特異性積累，需要更多的野外調查和實驗研究來說明。