实验室估算多氯联苯同系物从猎物向湖鳟（Salvelinus namaycush）的净营养级传递效率

以下实验的总体目标是估算多氯联苯同系物从其猎物向湖鳟的净营养级传递效率，并确定多氯联苯同系物的氯化程度或脂溶性程度是否影响其净营养级传递效率。该目标首先通过实验室实验实现，即在至少四个月的时间内以天然食物（如水蚤）喂养湖鳟；其次，通过提取与净化步骤，从湖鳟和水蚤组织中提取多氯联苯，并将提取物制备成适合定量分析的形式。

接下来采用负化学电离模式的气相色谱-质谱联用技术，以测定鱼组织中多氯联苯同系物的浓度。结果表明，多氯联苯同系物从猎物向湖鳟的净营养级转移效率不受其氯化程度的显著影响。结果还显示，湖鳟的活动水平似乎对净营养级转移效率无显著影响。

与现有方法（如将污染物直接注射到SIVs鱼类体内或注入其食物中）相比，该技术的主要优势在于，SS鱼类以最接近自然条件下野生鱼类污染物富集过程的方式积累污染物。该方法的可视化演示至关重要，因为浓缩和提取步骤必须非常谨慎地正确操作，而这些步骤通过直观观察学习效果最佳。

本实验操作将由我实验室的化学家 Jim O'Keefe 进行示范。首先，将先前储存在负30摄氏度冰箱中的适量猎物鱼取出解冻。使用厨师刀将解冻后的猎物鱼切成每块重约1至5克的小块。

随后，称量将要放入每个水族箱中的猎物鱼的数量，并将猎物鱼块投入各个水族箱中。让捕食性鱼类摄食约一小时后，取出未吃完的食物，使其在空气中干燥约20分钟。待未吃完的食物称重后，记录每个水族箱中投放的食物量以及每个水族箱中剩余的食物量。

处死并冷冻捕食性鱼类后，选取一组捕食者、鱼类和/或猎物鱼类的复合样本用于解冻，并使用适当尺寸的均质器使复合样本部分解冻。每个复合样本均需如此处理。对于每个复合样本，取50至100克均质后的组织样品，放入已清洗、经丙酮冲洗并标记好的容器中。

封盖后，将样品瓶储存于负30摄氏度，直至提取处理时取出。称取20克解冻后的均质鱼组织，放入200毫升烧杯中，再加入约40克无水硫酸钠，用刮刀充分混匀。加入内标替代物溶液，其中包含同系物30、61、161和166，添加浓度应使最终浓度达到每毫升20纳克。

在提取物中。当样品达到干沙状稠度后，每隔20分钟混匀一次，并在室温下使其干燥。设置一个固体提取装置，包括一个500毫升的烧瓶，内含聚四氟乙烯沸石、提取套管、sl以及一个冷凝器。

然后将干燥的鱼样混合物加入底部带有粗孔烧结圆盘的玻璃套管中。向用于样品的烧杯中加入150毫升预先混合的50%正己烷和50%氯甲烷溶液，在用刮刀刮擦烧杯壁的同时进行搅拌。用刮铲将溶剂转移至索氏提取器的上部，使其流经索氏提取器并进入下方烧瓶中。

重复上一步骤后，将装有烧瓶的索氏提取器置于加热装置上，并连接冷凝管。然后打开加热装置，使溶剂缓慢沸腾。接着至少提取溶剂16小时，并确保冷凝管持续通入冷水。

待溶剂冷却后，检查样品瓶中是否含有水分。对于含有水分的样品瓶，加入硫酸钠并轻轻旋转，直至水分被完全吸收。随后，使用氮吹浓缩仪对样品进行浓缩。

当样品体积小于两毫升时，将样品转移至一个五毫升容量瓶中。然后用五到七次少量正己烷洗涤，将残留样品从之前的玻璃器皿转移至容量瓶，定容至五毫升。此时，将样品转移至一个十毫升小瓶中，并用样品信息进行标记。

通过将44克浓硫酸加入100克活化硅胶中，制备酸化硅胶。然后将10克酸化硅胶加入底部装有少量玻璃棉塞的小型层析柱中。用10毫升正己烷预洗涤层析柱后，加入1毫升样品提取液，用20毫升正己烷洗脱层析柱，并将洗脱液收集至一支20毫升锥形玻璃试管中。

接下来，将玻璃管置于氮吹仪或NVAP装置上，在氮气流中将其浸入热水中。当样品浓缩至小于1毫升时，转移至1毫升容量瓶中。然后用2至3次少量正己烷洗涤，将管内残留样品转移至容量瓶，并定容至1毫升。

随后，将样品转移至一个1.8毫升的自动进样小瓶中，小瓶上需标注样品信息。向小瓶中加入4 µL适当内标物，本实验中使用的内标物为十氯茴香醚。使用相应的标准品对仪器进行校准。

然后将色谱-质谱联用系统设置为负化学电离模式，以氢气作为载气，流速为1 mL/min，甲烷作为反应气。使用涂有DB-5XL固定相、膜厚为0.25 μm的熔融石英毛细管色谱柱进行分离。

使用分流进样模式注入一到两微升样品。此时，采用碳13标记的十氯联苯作为内标物，对所有标准品和样品进行内标法分析。通过运行第二个源标准品五氯联苯1242和1260，对初始校准进行核查，然后将五氯联苯同系物的预测值与该核查程序中测得的实测值进行比较。

完成初始校准程序后，继续对所有样品进行分析。每检测10个样品后，使用初始校准所用的任一校准混合物进行一次校准检查。特雷湖鳟鱼的生长情况与初始的湖鳟相比有显著增长。

平均体重范围为694至907克，而最终的湖鳟平均体重范围为853至1,566克。实验期间，所有多氯联苯同系物在湖鳟中的平均浓度均有所上升。活动湖鳟与不活动湖鳟的平均净营养级转移效率之间无显著差异。

在75种多氯联苯同系物中，活跃的湖鳟对其所摄食物中多氯联苯同系物的保留效率与不活跃的湖鳟几乎相同，其中66种同系物表现如此。对于其余9种同系物中的6种，净营养级转移效率均值估计的标准误差较小。随着氯化程度的增加，净营养级转移效率的估计值略有下降，其均值估计的标准误差相对较低。

然而，净营养级转移效率并未随 PCB 同系物氯化程度的增加而发生显著变化。随着 log KOW 的增加，净营养级转移效率呈指数下降。该下降速率与零有显著差异，且等于 log KOW 每增加一个单位，效率下降 7%。观看本视频后，您应能充分理解如何通过实验室实验估算 PCB 同系物从猎物向肉食性鱼类的净营养级转移效率，其中肉食性鱼类以天然食物为食。

请注意，使用己烷和二氯甲烷等有机溶剂可能存在危险，进行该操作时应始终采取适当通风等预防措施。