氯苯类化合物广泛应用于染料、 医药、 农药、 有机合成等工业中^[1]，在水体^[2]、 沉积物^[3]、 水生生物^[4]和人体^[5]中均已有检出. 早在2001年5月23日联合国环境规划署在瑞典颁布的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，提出了包括六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)在内的12种持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)； 在2004年8月，该公约进一步增加了包括五氯苯(1,2,3,4,5-pentachlorobenzene,PeCB)在内的9种化合物. 在我国，公约所约束的第一批12种以及后续增补的包括五氯苯在内的9种化合物分别于2004和2013年正式生效. 由于HCB曾被大量使用，其对环境的影响仍是一个非常严峻的问题^[6]. 有研究表明^{[7, 8, 9, 10]}，HCB在一定条件下可降解为低氯代氯苯类化合物，这些化合物最终会以各种途径进入人体而影响人体健康^[5].

我国从1959年起在长江中下游地区大量使用五氯酚及其钠盐灭螺防治血吸虫病，同时作为五氯酚钠合成主要中间体的HCB也用量巨大； 尽管1992年国家规定停用PCP改用氯硝柳胺作为灭螺剂，但由于氯硝柳胺杀螺作用缓慢，在施药后有钉螺上爬现象，导致灭螺效果降低，因此在一些地方血防单位仍将PCP和氯硝柳胺混合使用从而提高灭螺效果.

茅草街镇位于澧水尾闾、 湖南省益阳市南县最南端，处在湘、 资、 沅、 澧、 赤磊洪道、 藕池西支和沱江七大水系交汇处，是典型的血吸虫病疫区(曾大量施用五氯酚及其钠盐进行灭螺). 该镇镇域面积2.48 km²，居民6 417户，人口18 337人，是南县主要农副产品集散地，也是益阳市的经济强镇. 据统计，南县2011年水生生物年产量为9.63万 t，其中鱼年产量为8.59万t. 本研究以茅草街镇为中心，在枯水期、 平水期和丰水期，对沱江、 藕池河下游与松澧洪道3条河流收集的43只水生生物(软体生物11只，鱼体32尾)肌肉体内的12种氯苯化合物(chlorobenzenes,CBs)进行检测，进而对该区域的CBs类化合物来源进行分析，以期为该区域的CBs类化合物生态风险评估提供基础数据支持.

有机溶剂正己烷、 二氯甲烷和丙酮等均为农残级 (J. T. Baker，Phillipburg，USA)； 优级纯浓硫酸 (BDHL，England)； 无水硫酸钠 (分析纯，用二氯甲烷淋洗，然后置于400℃的马弗炉中烘烤6 h，干燥器中密闭保存、 备用)； 超纯水(经MILLIQ水纯化系统纯化，电阻率为18.2 MΩ ·cm)； 硅胶(Merck，Darmstadt，Germany)； 去活硅胶(H₂O质量分数为3.3％)； 酸化硅胶(H₂SO₄质量分数为44％)； 12种CBs标准品均购置于德国Dr. 公司(纯度≥98%).

样品采集于2010-11、 2011-04和2011-06，共采集河蚌11只和鱼样32尾(有样品采集的点如图 1所示)，4℃保存. 将每个样品转移至实验室后分别进行前处理.

图 1

Fig. 1

图 1 典型血吸虫病疫区水生生物采集位置示意Fig. 1 Sampling sites for aquatic organism in regions of schistosomiasis prevalence

经冷冻干燥机干燥后，研磨过200目筛，准确称取5 g样品与3 g硅藻土混合均匀，加入10 μL TMX回收率指示物后使用加速溶剂萃取仪(accelerated solvent extraction,ASE)进行萃取. ASE条件为100℃，1500 psi，加热5 min，静态萃取7 min，清洗溶液体积分数60%，循环2次，溶剂A为二氯甲烷用量50%，溶剂B为正己烷用量为50%.

将上述萃取液经旋转浓缩、 氮吹后定容至6 mL，经凝胶渗透色谱仪(Gel Permeation Chromatography,GPC)去除大分子物质(蛋白质和脂肪等)，GPC条件设置为： 流动相为环己烷 ∶乙酸乙酯(1 ∶1，体积比)，流速： 4.7 mL ·min^-1，柱形： co780，注射环型号： 2.5 mL，收集8~16 min洗脱液. GPC注射剩余样品用于样品脂肪含量检测.

收集洗脱液再次氮吹浓缩至1~2 mL，经酸化硅胶柱净化(净化柱填料及用量从下至上依次为无水硫酸钠2 g、 去活硅胶2 g、 酸化硅胶5 g、 去活硅胶2 g、 无水硫酸钠2 g)，依次用30 mL正己烷、 30 mL正己烷 ∶二氯甲烷(9 ∶1)溶液洗脱； 收集洗脱液浓缩、 定容至100 μL，待测.

气相色谱-质谱仪Agilent 6890GC/5975MS，配备30 m HP-5MS (5％phenyl/95％ methyl silicone，30 m，0.25 mm i. d. ，0.25 μm film，Agilent，USA)色谱柱. 采用无分流进样方式，载气为高纯He，恒流1.0 mL ·min^-1，进样量1 μL. 离子源和传输杆的温度分别为230℃和250℃； 采用电子轰击(EI)模式检测； 程序升温： 90℃保留1 min，以4℃ ·min^-1的速率升至250℃，然后以25℃ ·min^-1的速率从250℃升至280℃停留5 min.

玻璃器皿依次用洗涤剂、 重铬酸钾洗液、 自来水、 去离子水和丙酮漂洗，再用烘箱烘干. 每10个样品添加一个溶剂空白和程序空白，避免背景污染(保证空白无污染后方可进行实验). CBs定量标准曲线的浓度包括5.0、 10.0、 20.0、 50.0、 100.0 μg ·L^-1 共5个级别； 线性相关系数 r2>0.98. 样品的最低检测限 (LOD) 以3倍信噪比(S/N)来计算. 化合物加标回收率数据如表 1所示.

表 1(Table 1)

表 1 CBs化合物加标回收率Table 1 Recovery test of CBs 化合物 添加浓度 20 ng ·g-1(n=5) 平均值/μg ·L-1 相对标准偏差/% 回收率/% 氯苯 8.54 0.37 42.70 1,3-二氯苯 9.04 1.64 45.18 1,4-二氯苯 20.00 0.43 100.02 1,2-二氯苯 13.93 1.24 69.65 1,3,5-三氯苯 16.90 1.17 84.48 1,2,4-三氯苯 21.24 0.88 106.22 1,2,3-三氯苯 23.06 0.83 115.30 1,2,4,5-四氯苯 24.22 0.65 121.10 1,2,3,5-四氯苯和1,2,3,4-四氯苯 22.64 0.52 113.18 五氯苯 20.20 0.37 100.98 六氯苯 22.86 0.42 114.32

表 1 CBs化合物加标回收率Table 1 Recovery test of CBs

将样品分为河蚌、 鳊鱼、 鲫鱼、 鲤鱼、 黄颡鱼和鲶鱼这6类，并分别进行统计分析； 样品中CBs的浓度低于LOD时用1/2 LOD进行统计计算； 各样品中CBs的浓度根据指示物TMX的回收率进行校正. 统计分析软件为SPSS (版本17.0,SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)，几何均值、 检出率等统计指标用来描述CBs在水生生物体内的浓度，T检验用来描述草食性鱼体与杂食性鱼体污染物总含量的显著性.

采集并分析了血吸虫病疫区代表性软体生物(河蚌)以及鱼类(草食性鱼类包括鳊鱼； 杂食性鱼类包括鲫鱼、 鲤鱼和黄颡鱼； 肉食性鱼类包括鲶鱼)体内的∑CBs含量. 不同水生生物体内的∑CBs含量(以脂肪质量计，下同)统计数据见表 2. 对其中数据进行分析发现，河蚌体内∑CBs总含量为最高(几何均值为11 947 ng ·g^-1)； 鲶鱼为鱼体肌肉内∑CBs含量最高的鱼种(几何均值为8 159 ng ·g^-1)，其次为鲤鱼(几何均值为4 744 ng ·g^-1)，最低的鱼种为鲫鱼(几何均值为1 851 ng ·g^-1).

表 2(Table 2)

表 2 典型血吸虫病疫区水生生物中氯苯类化合物含量/ng ·g-1Table 2 Concentration of CBs in aquatic organism in typical epidemic areas of schistosomiasis prevalence/ng ·g-1 化合物 河蚌(n=11) 鳊鱼(n=4) 鲫鱼(n=8) 鲤鱼(n=8) 黄颡鱼(n=2) 鲶鱼(n=10) 几何均值 检出率/% 几何均值 检出率/% 几何均值 检出率/% 几何均值 检出率/% 几何均值 检出率/% 几何均值 检出率/% 氯苯 2.44 18 ND ND 1.27 25 ND ND ND ND 13.9 60 1,3-二氯苯 3 248 100 1 192 75 246 88 605 88 1 031 100 1 253 100 1,4-二氯苯 2 932 100 578 75 201 88 846 100 703 100 967 100 1,2-二氯苯 4 848 100 1 585 75 123 88 833 88 1 347 100 1 117 100 1,3,5-三氯苯 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 1,2,4-三氯苯 1.40 9 ND ND ND ND 1.17 25 3.83 50 5.40 40 1,2,3-三氯苯 2.35 27 ND ND 0.40 13 2.50 25 ND ND 3.03 40 1,2,4,5-四氯苯 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 1,2,3,5-四氯苯和1,2,3,4-四氯苯 ND ND ND ND ND ND ND ND 1.27 ND 1.32 20 五氯苯 1.73 9 ND ND 0.70 25 1.41 25 15.5 100 1.27 20 六氯苯 64.0 91 238 100 160 100 318 88 906 100 492 100 ∑CBs1) 11 947 100 3 779 100 1 851 100 4 744 100 4 062 100 8 159 100 1)表示12种DBs总量

表 2 典型血吸虫病疫区水生生物中氯苯类化合物含量/ng ·g-1Table 2 Concentration of CBs in aquatic organism in typical epidemic areas of schistosomiasis prevalence/ng ·g-1

分析表 2发现，研究区域鱼类和河蚌体内1,3-二氯苯、 1,4-二氯苯、 1,2-二氯苯和HCB四类化合物检出率和含量均较高，为研究区域水生生物体内CBs类化合物典型污染物.

对研究区域水生生物体内各类CBs化合物所占质量分数进行分析(图 2)，发现HCB在黄颡鱼体内百分含量最高，为22.59%； 其次为鲫鱼，含量为21.79%； 百分含量最低的水生生物为河蚌，仅为0.58%. 3种二氯苯化合物的质量百分含量总和比重恰相反.

图 2

Fig. 2

图 2 典型血吸虫病疫区CBs各同系物所占质量分数分布Fig. 2 Concentrations of different homologues of CBs in aquatic organisms collected from typical epidemic areas of schistosomiasis prevalence

根据US EPA^[11]提出的癌症风险计算公式如下：

根据中国统计年鉴2013年数据^[12]，以普通居民水生生物日摄入量为41.62 g计算，其他数据为EPA默认数据，既上式中IR=41.62 g ·d^-1，ED=30 a，BW=60 kg，LT=70 a； 根据US EPA标准^[13]中规定食物中HCB的CSF为1.6 kg ·d ·mg^-1. 通过上述公式进行计算，结果如表 3.

表 3(Table 3)

表 3 典型血吸虫病疫区癌症风险计算结果Table 3 Calculation of cancerigenic risk for the site in typical epidemic areas of schistosomiasis prevalence 种类 CSF/kg ·d ·mg-1 c/ng ·L-1 IR/g ·d-1 ED/a BW/kg LT/a 风险 鱼体 软体生物 1.6 160~906 64.03 41.62 30 60 70 3.73×10-7~21.1×10-7 1.49×10-7

表 3 典型血吸虫病疫区癌症风险计算结果Table 3 Calculation of cancerigenic risk for the site in typical epidemic areas of schistosomiasis prevalence

从表 2数据可以看出，河蚌体内∑CBs最高，为鱼体含量的1.46~6.45倍. 一方面原因是河蚌为底栖滤食性生物，摄取水底层悬浮颗粒物； 另一方面河蚌分析是取整个内脏团，包括消化道中的食物及颗粒物，从而导致河蚌样品∑CBs增高. 这一结果与魏泰莉等^[14]在珠江口做的调查结果相一致. 其次，肉食性鱼体∑CBs较高(如鲶鱼)，说明∑CBs具有生物富集放大作用. 杂食性鱼体∑CBs总量水平略低于肉食性鱼体(如鲫鱼、 鲤鱼和黄颡鱼). 草食性鱼体(如鳊鱼)的∑CBs与杂食性鱼体含量相当，且不是污染物含量最低的种类，经T检验发现，两者不存在显著性差异(α=0.05). 原因可能是一方面由于鳊鱼虽然为草食性鱼体，但其幼鱼主要以枝角类和甲壳动物等污染物浓度较高的底栖生物为食，使得污染物沉积在体内无法排出； 另一方面由于鳊鱼在水中的生活环境主要为中下层水体，而一般中下层水体中高浓度污染物的湖底植物碎屑含量较多，从而导致其更容易将污染物摄入体内富集起来.

1,2-、 1,3-、 1,4-二氯苯这3种异构体都是精细化工中的重要中间体，广泛用于医药、 农药、 燃料、 颜料等有关工业产品的合成. 1,2-二氯苯在医药方面可以用于生产氟氯苯胺，用作氟哌酸的生产； 在农药方面，可以合成碳酸酐酶抑制药双氯磺酰胺，防治蚊蝇、 臭虫的药剂三氯杀虫酯，硝喹等的中间体3,4-二氯苯甲醛，广谱驱虫药甲苯咪唑的中间体3,4-二氯二苯酮，农药呋喃丹的基本原料邻苯二酚等； 在染料行业主要用于生产3,4-二氯硝基苯，进一步生产分散紫4BN、 分散翠蓝BF、 还原棕R、 还原草氯GB等. 1,4-二氯苯主要用作热塑性工程塑料聚苯硫醚(PPS)的原料； 同时也被用作生产家庭卫生用品(防蛀、 防霉和防臭剂)； 农药方面还可以用来合成2,5-二氯苯甲酸(除草剂地草平的中间体)、 2,4-二氯氟苯(喹诺酮酸类抗菌剂的起始原料)、 对苯二酚等. 1,3-二氯苯可用于合成间苯二酚、 3,5-二氯苯胺等. 我国人口众多，消费基数较大，二氯苯的需求量一直保持着较高水平，以代替精萘用作防蛀防霉剂的1,4-二氯苯为例，早在1993年消耗量已达到5 000 t ·a^-1. 而作为中间体，由于生产工艺和技术手段等问题，将不可避免地在各产品中有大量二氯苯的残留，然后通过水体溶解、 河流径流、 气体挥发、 大气沉降等途径使得污染物进入水体环境中，最终被水生生物吸收. 因此可以推断该研究区域鱼体肌肉内二氯苯化合物主要来源于当地居民日常生活所使用的含有二氯苯化合物的生活用品.

HCB作为工业中间体，曾被大量用于生产五氯酚及其钠盐. 并有研究证明^[15]，五氯酚钠成品内含有大量的HCB残留(含量达到20.95 mg ·kg^-1). 自1959年起长江中下游地区大量使用五氯酚及其钠盐(PCP)用于灭螺防治血吸虫病. 谭大等^[16]报道2003年环洞庭湖区的岳阳、 常德和益阳这3个地区的PCP消费量合计达620 t. 并有报道指出^{[17, 18]}，疫区血防人员灭螺时，每m²土地面积的PCP用药量高达5~20 g，导致表层土壤沉积物中PCP的浓度非常高，常常伴随发生生物和人畜中毒甚至死亡的急性中毒事件. PCP的大量而且不间断地使用也使得HCB大量地进入当地环境中，然后通过各种途径进入水生生物体内. 这也就解释了当地水生生物体内HCB含量较高的现象.

分析HCB在各鱼体中的含量发现，以肉食为主的杂食性鱼类(黄颡鱼)含量最高，其次为食肉性鱼类(鲶鱼)，而以底栖滤食性生物(河蚌)为最低，一定程度上表现出随着生物在食物链上等级的提高，污染物含量增高的现象. 说明HCB在生物链上具有一定生物富集作用. 二氯苯类化合物在不同生物体内含量与在生物链内的生物等级并无明显关系，这可能跟各生物体本身的生活习性有关.

为了更好地理解研究区域水生生物体内CBs类化合物的污染程度，将数据统计结果与国内外相关报道进行比较(表 4). 由于国内外报道大都只有HCB的浓度，因此表 4使用HCB为代表对照化合物. 对比发现研究区域HCB含量与长江中鱼体相当，并远远高于其他国家和地区所报道的相关含量. 研究区域软体生物体内HCB与其他地区含量相当.

表 4(Table 4)

表 4 水生生物体内HCB的国际对比/ng ·g-1Table 4 Levels of HCB among samples in aquatic organism from various locations in other countries/ng ·g-1 国家 区域名称 采样年份 软体生物 鱼体 文献 中国 洞庭湖 2010~2012 64 160~906 本研究 中国 珠江口 2005 52 3~134 [14] 中国 长江 2003~2005 — 158~542 [19] 日本 — — — 2~100 [20] 挪威 巴伦支海 1995 — 21~65 [21] 中国 太湖 2000 — 14~37 [22] 中国 杭州湾 2001 — ND~28 [22] — 里海 2001~2002 — 14~41 [23] 丹麦 格林兰岛 1999~2001 0.44(ND~1.2) 13~49 [24] 中国 — — 0.70~540 — [25] 印度 — — 0.40~60 — [25] 日本 — — 0.60~29 — [25]

表 4 水生生物体内HCB的国际对比/ng ·g-1Table 4 Levels of HCB among samples in aquatic organism from various locations in other countries/ng ·g-1