邻苯二甲酸酯(Phthalate esters ,PAEs)是一类典型的环境内分泌干扰物,因其对环境和人体健康存在的不利影响,近年来其在环境中的污染特征及人体暴露研究愈发得到重视。邻苯二甲酸单酯(phthalate monoesters, me-PAEs)是PAEs的主要代谢物,长期以来被作为评价PAEs暴露风险的生物标志物。一些me-PAEs具有和PAEs类似的化学结构和理化性质,毒性甚至远高于其母体,但其在环境中的来源和直接暴露风险却一直被忽视。微生物降解被认为是环境中PAEs消减的主要途径以及me-PAEs的主要来源,而目前的相关研究主要集中于水生生态系统和土壤。人类每日长时间停留于室内,导致各种污染物的暴露风险增加,而关于室内me-PAEs的研究十分有限。因此,以室内污染物的主要环境汇——灰尘为载体,了解me-PAEs的污染特征,探究其可能来源,具有重要意义。
环境学院暨广东省环境污染与健康重点实验室郭英教授团队在广东省广州市采集了4类室内微环境(公交车、商场、卧室和空调)的灰尘样品,测定了9种常见PAEs及对应的16种me-PAEs的浓度,并对微环境中的微生物进行16S rRNA基因高通量测序。结果表明:4类微环境中的主要污染物都是DEHP、DBP和DIBP,9种PAEs的总浓度(∑9 PAE)中值排序为:公交车> 商场> 卧室> 空调。16种me-PAEs的总浓度(∑16 me-PAE)中值排序为:空调> 公交车> 卧室> 商场,mEHP、mIBP、mBP和mMP是主要污染物,DEHP在灰尘样品中的代谢物以初级产物(mEHP)为主,人体样本中则以次级产物为主,这可能与转化途径不同有关。me-PAEs与母体PAEs共存于环境中,且浓度相当,低分子量单酯的浓度甚至会高于母体,特别是在卧室和空调灰尘中,mMP和mEP的浓度远高于母体DMP和DEP。不同微环境灰尘中微生物在门和属水平上的组成无显著性差异,公交车灰尘菌群的丰富度较高,但均匀程度低,我们推测可能是因为公交车人流量大,且卫生条件相对较差。商场灰尘菌群物种丰富度及多样性均较低,推测与定期保洁有关。通过将菌群功能潜能预测的结果“映射”到MetaCyc数据库,我们筛选出7种参与PAEs生物降解的酶对应的功能基因。在不同的微环境中,me-PAEs与母体PAEs的摩尔浓度比值随着酶功能丰度的增加而呈增大趋势。二元Logistic回归分析结果显示随着酶功能丰度的增加,几种低分子量me-PAEs的浓度显著增加(p < 0.05),意味着我们研究的环境中,PAEs是可能发生生物降解产生me-PAEs的。我们的研究结果将对明确室内环境中me-PAEs的来源提供有用参考,并对PAEs降解菌的鉴定工作提供有用指导。
相关成果近期发表在Environmental Science & Technology(ES&T)上,本研究受到国家自然科学基金项目(No. 22176071)和广东省创新创业团队计划项目(No. 2016ZT06N258)联合资助。
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,
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00932.