安捷伦液质联用色谱仪助力海洋环境中苯并三唑类紫外吸收剂的监测及风险评估研究

背 景

太阳光虽是自然界重要的一环，但其中包含的紫外线可对人类健康、生态环境和材料结构造成损害。为此，有机紫外线吸收剂兴起，这是一种可吸收特定波长的紫外线而其本身结构不发生变化的光稳定剂，依据用途分为紫外线稳定剂和紫外线过滤剂，分别被用于工业/家用产品和个人护理用品。紫外线吸收剂按分子骨架类型，可分为水杨酸酯系、二苯甲酮系、苯并三唑系、三嗪系等。其中，苯并三唑类紫外线吸收剂（BUAs）拥有较宽的吸收波长范围（300nm～385nm）、极高的吸光系数、低挥发性及易于修饰改性等优势，在工业领域具有广泛的应用。随着研究者对 BUAs 的认知加深，部分 BUAs 组分因其显著的环境持久性、多种人体毒性效应、生物放大性，而受到普遍关注。2023 年 5 月，UV-328 被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的附件 A。作为新兴有机污染物，目前有关BUAs的研究多基于陆地环境，而海洋环境中 BUAs 的研究仍处于起步阶段。

基于夏季渤海和北黄海大尺度海水和沉积物样品采集，国家海洋环境监测中心研究人员对环境样品中 BUAs 的赋存、分布及环境行为展开了监测。本研究采用安捷伦高效抗污染的 AJS 离子源搭配拥有高性能质谱技术的 6470QQQ，在低扩散、低残留的 1290 Infinity II UHPLC 液相工作系统下，对海洋样品中包括 13 种紫外线稳定剂（BUVs）和 1 种紫外线过滤剂（BUFs）的 14 种 BUAs 进行定量解析。

研究内容

研究发现，海水与沉积物中 UV-P、UV-PS、UV-329、UV-234 和 UV-328 的检出丰度较高。其中，UV-328、UV-234、 UV-329 属高产量（HPV）化学品。这表明，研究区 BUVs 的环境赋存与其当前的生产使用情况密切相关。渤海与北黄海 BUAs 的检出、组分构成存在明显空间异质性，暗示了陆源差异性人类活动的影响，包括工业结构、人类生活方式、社会经济条件等。值得注意的是，渤海中甲酚曲唑三硅氧烷（DTS，CAS：155633-54-8）的分布具有普遍性，系海洋环境中的首 次报道。作为紫外线过滤剂，DTS 在防晒用品中具有广泛应用性，但其环境效应还有待深入揭示。基于研究区 BUAs 空间分布解析，发现辽东湾 BUAs 的污染水平显著高于渤海中部与北黄海。这与辽东湾深受人类活动扰动及较长的水交换周期相关。相关分析结果表明，盐度、沉积有机碳分别制约了海水与沉积物中 BUAs 的富集，且这一影响同样具有明显的空间差异。主成分分析结果显示，渤海与北黄海 BUAs 的污染谱具有鲜明差异，表明了 BUAs 陆源排放类型的空间差异。海水-颗粒物中 UV-326、UV-328 和 UV-234 的相态分布显著受控于沉积有机碳的约束，而 UV-P、UV-PS、UV-329、UV-350、UV-384 和 DTS 的分配行为受多因素制约。

结 论

本研究厘定了渤海和北黄海中 BUAs 的浓度水平，揭示了其分布特征、构成谱和环境行为及其空间差异与制约因子。研究区 BUAs 的分布与构成具有明显的源控性，且受环境因子的制约。海水-颗粒物中 BUAs 的分配行为受多因素影响，包括沉积有机碳、微纳米颗粒物吸附及沉积动力环境等。