鄰苯二甲酸酯(Phthalate esters ,PAEs)是一類典型的環境内分泌幹擾物,因其對環境和人體健康存在的不利影響,近年來其在環境中的污染特征及人體暴露研究愈發得到重視。鄰苯二甲酸單酯(phthalate monoesters, me-PAEs)是PAEs的主要代謝物,長期以來被作為評價PAEs暴露風險的生物标志物。一些me-PAEs具有和PAEs類似的化學結構和理化性質,毒性甚至遠高于其母體,但其在環境中的來源和直接暴露風險卻一直被忽視。微生物降解被認為是環境中PAEs消減的主要途徑以及me-PAEs的主要來源,而目前的相關研究主要集中于水生生态系統和土壤。人類每日長時間停留于室内,導緻各種污染物的暴露風險增加,而關于室内me-PAEs的研究十分有限。因此,以室内污染物的主要環境彙——灰塵為載體,了解me-PAEs的污染特征,探究其可能來源,具有重要意義。
環境學院暨廣東省環境污染與健康重點實驗室郭英教授團隊在廣東省廣州市采集了4類室内微環境(公交車、商場、卧室和空調)的灰塵樣品,測定了9種常見PAEs及對應的16種me-PAEs的濃度,并對微環境中的微生物進行16S rRNA基因高通量測序。結果表明:4類微環境中的主要污染物都是DEHP、DBP和DIBP,9種PAEs的總濃度(∑9 PAE)中值排序為:公交車> 商場> 卧室> 空調。16種me-PAEs的總濃度(∑16 me-PAE)中值排序為:空調> 公交車> 卧室> 商場,mEHP、mIBP、mBP和mMP是主要污染物,DEHP在灰塵樣品中的代謝物以初級産物(mEHP)為主,人體樣本中則以次級産物為主,這可能與轉化途徑不同有關。me-PAEs與母體PAEs共存于環境中,且濃度相當,低分子量單酯的濃度甚至會高于母體,特别是在卧室和空調灰塵中,mMP和mEP的濃度遠高于母體DMP和DEP。不同微環境灰塵中微生物在門和屬水平上的組成無顯著性差異,公交車灰塵菌群的豐富度較高,但均勻程度低,我們推測可能是因為公交車人流量大,且衛生條件相對較差。商場灰塵菌群物種豐富度及多樣性均較低,推測與定期保潔有關。通過将菌群功能潛能預測的結果“映射”到MetaCyc數據庫,我們篩選出7種參與PAEs生物降解的酶對應的功能基因。在不同的微環境中,me-PAEs與母體PAEs的摩爾濃度比值随着酶功能豐度的增加而呈增大趨勢。二元Logistic回歸分析結果顯示随着酶功能豐度的增加,幾種低分子量me-PAEs的濃度顯著增加(p < 0.05),意味着我們研究的環境中,PAEs是可能發生生物降解産生me-PAEs的。我們的研究結果将對明确室内環境中me-PAEs的來源提供有用參考,并對PAEs降解菌的鑒定工作提供有用指導。
相關成果近期發表在Environmental Science & Technology(ES&T)上,本研究受到國家自然科學基金項目(No. 22176071)和廣東省創新創業團隊計劃項目(No. 2016ZT06N258)聯合資助。
Dong-Min Ye, Hao Yang, Ting-Ting Xu, Ze-Zhao Lin, Ying-Jie Zhang, Liang-Ying Liu, and Ying Guo*. Underlying Degradation of Phthalates via Microbials in Dust from Different Microenvironments[J]. Environmental Science & Technology, 2023,
論文鍊接:https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00932.