重慶主城兩江水體與沉積物中鄰苯二甲酸酯和多環(huán)芳烴污染水平及特征.pdf

1、持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs)對人體健康和環(huán)境的影響已經(jīng)引起全球的廣泛關(guān)注。城市作為人群聚居地區(qū)，水體和沉積物中POPs水平的高低直接影響著城市居民的健康，因而深入研究水體和沉積物中POPs污染物的環(huán)境行為對城市生態(tài)環(huán)境有非常重要意義。鄰苯二甲酸酯(PAEs)和多環(huán)芳烴(PAHs)是兩類典型的POPs污染物，部分 PAEs和PAHs化合物被美國環(huán)保署(US EPA)列為優(yōu)先控

2、制污染物。論文選擇重慶主城長江、嘉陵江為研究區(qū)域，以PAEs和PAHs為研究對象，在建立兩類POPs污染物分析方法的基礎(chǔ)上，探討了它們在城市水體和沉積物中的殘留水平、污染特征及生態(tài)風(fēng)險。
　　論文的主要研究結(jié)論如下：
　　①通過單因素試驗、Box-Behnken設(shè)計并結(jié)合響應(yīng)曲面分析，建立了水樣中5種PAEs和16種PAHs同時富集的最佳固相萃取條件：不調(diào)節(jié)pH值的1L水樣加入10mL甲醇改性劑，用Supelco-C18固相

3、萃取小柱進(jìn)行萃取，上樣流速為5.7mL/min，3.4mL二氯甲烷/丙酮/正己烷(體積比1:1:1)混合洗脫劑洗脫，洗脫速率1.1mL/min。GC/MS法測定兩類目標(biāo)物的回收率范圍為60.9％~94.6%，方法檢出限為0.01~0.4μg/L。分析結(jié)果表明，本方法可以取代液液萃取法，并且節(jié)省了溶劑，簡化了實驗步驟。采用超聲波提取、層析柱凈化對沉積物樣品進(jìn)行預(yù)處理，正交實驗優(yōu)化了超聲條件。在相同電功率輸入情況下（250W），沉積物中PA

4、Es的預(yù)處理選擇單頻超聲（45kHz）12min，氧化鋁柱凈化的方式；對于 PAHs選用雙頻組合超聲（28kHz/45kHz）60min，硅膠柱凈化。GC/MS法測得沉積物中PAEs、PAHs的加標(biāo)回收率分別為70.6%~95.6%、75.8%~98.7%，方法檢出限為0.54~1.35ng/g、0.36~1.53ng/g，與索氏萃取法相當(dāng)，優(yōu)于機(jī)械振蕩提取法。
　　②重慶主城兩江水相、間隙水和沉積物中5種 PAEs濃度分別為53

5、.2~10061.3ng/L、916.8~15807.9ng/L和1438.9~5045.9ng/g，鄰苯二甲酸二正丁酯(DnBP)和鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是水體和沉積物中主要污染物；黏土是影響沉積相中PAEs分布的重要因素(R2=-0.860，p<0.05)，有機(jī)質(zhì)含量對其影響較?。怀练e物-間隙水間的lgKoc值與lgKow不相關(guān)，DnBP在沉積物和間隙水間的分配接近平衡，鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙

6、酯(DEP)有由沉積相向間隙水相遷移的趨勢，DEHP則由間隙水相向沉積相遷移；與國內(nèi)外其他地區(qū)相比，研究區(qū)水體和沉積物中PAEs含量處于中等偏下水平。
　?、壑貞c主城兩江16種PAHs在水相中濃度為139.4~1538.6ng/L，間隙水中為563.5~3831.4ng/L，沉積物中642.8~4630.3ng/g；沉積物中的粉砂與PAHs總量顯著正相關(guān)(R2=0.625~0.667，p<0.05)，粉砂是影響PAHs分布的重要因

7、素；與其他地區(qū)相比，研究區(qū)PAHs含量處于中等水平；主成分分析主要反映了PAHs在多介質(zhì)環(huán)境中不完全燃燒來源的相對貢獻(xiàn)。其中煤炭、油類燃燒排放對水體中PAHs貢獻(xiàn)率為67.8%，天然氣燃燒及汽油不完全燃燒的貢獻(xiàn)率為9.4%，石油揮發(fā)和焦炭來源的貢獻(xiàn)率為7.0%；沉積物中，煤炭燃燒、油類燃燒及天然氣燃燒排放的貢獻(xiàn)率為72.4%，石油揮發(fā)及焦炭來源的貢獻(xiàn)率為16.8%。
　?、軐Τ练e物進(jìn)行粒度分級（>150μm、150~96μm、96

8、~63μm、63~47μm、47~25μm和<25μm），PAEs在<96μm的四個粒度組均有明顯富集(富集系數(shù)為1.35~1.73)，而PAHs在>150μm、47~25μm和150~96μm三個粒徑組中存在富集；不同粒度組分中PAEs含量與TOC含量顯著負(fù)相關(guān)（R2=-0.784，p<0.05），PAHs含量與之正相關(guān)（R2=0.424），黑碳（BC）對兩類污染物的影響都較小。
　?、莶捎冒踩撝捣ê透怕是€分布法分析了水體中

9、4種PAEs的相對生態(tài)風(fēng)險。結(jié)果表明水體中 DMP、DEP、DnBP、DEHP的安全閾值分別為15413.16、53302.42、22.84、33.82，對水生生物無風(fēng)險。以5%水生生物物種受影響作為可接受的效應(yīng)水平終點（HC5），采用概率曲線分布進(jìn)行分析，DnBP、DEHP的濃度超過毒性值的風(fēng)險概率分別為6.0′10-3、1.1′10-3，4種 PAEs的風(fēng)險大小依次為：DnBP>DEHP>DMP>DEP，與安全閾值法結(jié)果一致。此外，

10、DEHP和DnBP在沉積相中的含量超過了風(fēng)險評價低值，可能存在著對生物的潛在危害。
　?、迣λw中5種PAHs進(jìn)行概率風(fēng)險分析，除萘（Nap）外的其他4種PAHs的安全閾值均小于1，說明菲（Phe）、熒蒽（Flu）、芘（Pyr）和苯并[a]芘（Bap）對水生生物存在潛在風(fēng)險。以 HC5作為水生生物可接受的效應(yīng)水平終點，概率曲線分析結(jié)果表明Phe、Flu、Pyr、Bap超過毒性值的風(fēng)險概率分別為0.367、0.394、0.958、0