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《河南师范大学》 2011年
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黄淮水系河南段表层沉积物中多环芳烃的赋存特征及来源解析

翟梦晓  
【摘要】:多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是一类含有两个或两个以上苯环的有机污染物,在大气、水体、土壤、生物体等环境介质中广泛存在。这类化合物难降解,在环境中长期滞留并可通过大气沉降、地表径流等途径汇入环境水体,进入水体后,由于PAHs疏水性强,能够强烈地吸附在沉积物上,使得水体沉积物成了PAHs的蓄积库。有关PAHs在沉积物中分布特征的研究很多,研究一致认为有机成分对PAHs分布有重要作用。但是关于不同粒径中PAHs分布的研究较少,且研究发现不同来源的沉积物中PAHs分布特征可比性较差。因此有必要对不同区域沉积物PAHs的分布特征进行研究,以支持区域污染治理及风险评估。 本论文以黄河河南段、淮河河南段和新乡地表水沉积物为研究对象,在实验室前期研究的基础上,选取有代表性的点位进行粒度分级(220μm、220~125μm、125~65μm、65~25μm、25μm )和理化性质分析,并系统的研究了沉积物中PAHs的分布特征、来源和生态风险。研究结果如下: (1)检测方法的优化:用正己烷-丙酮(1∶1,体积比)混合液作溶剂,超声萃取提取沉积物中的16种多环芳烃组分。萃取液经硅胶小柱层析净化,旋转蒸发仪浓缩,最后用高效液相色谱-荧光串联紫外检测器分析,并进行加标回收测定。16种多环芳烃的检测限为0. 34~1. 52 ng g~(-1),经精密度试验,相对标准偏差均 15%,回收率在57. 09%~103.41%之间。 (2)黄河河南段:本实验选取黄河河南段的两个点位:洛阳石化总厂排污口、黄河Ⅱ,测定其PAHs、总有机碳和炭黑的含量并进行相关分析。不同粒径中PAHs含量范围分别为:83.28 ~245.0 ng/g、223.7 ~500.68 ng/g。各个粒径间含量差别较大。小粒径(65μm)组分中PAHs含量较高而PAHs最低含量出现在220~125μm粒度。两个点位中TOC含量都与PAHs含量呈明显的正相关,但是仅洛阳石化总厂排污口样品中的BC含量与PAHs分布明显相关。小粒径成分中的有机质(焦炭、煤屑等)比大粒径中有机质(植物碎屑、残体等)对多环芳烃赋存的作用强。 (3)淮河河南段:两个点位各粒径PAHs的量分别为317.64 ng/g ~2781.41 ng/g、40.12~186.12 ng/g。潢川水文站PAHs最高值出现在220μm粒度,而三尖河口出现在25μm粒度。两个点位的富集最低值都出现在125~65μm粒度。潢川水文站沉积物(富含有机质)中4环等高环化合物含量较高,三尖河口(有机质含量低)中2~3环化合物相对较多,说明有机吸附剂对高环化合物的富集有较大影响。两个点位各粒径中TOC、BC含量与PAHs间并无明显的相关性,说明在淮河样品中TOC、BC不是影响PAHs分布的决定因素。 (4)新乡地表水:选取新乡地表水重要地段(卫河马坊村、东孟姜女河入卫河口)两个采样点来并分析多环芳烃的赋存特征。两个点位PAHs质量范围分别为:1074.29~2780.89ng/g、295.91~2288.04 ng/g,都属于高污染区。卫河马坊村样品以4环等高环化合物为主,后者以2~3环的低环化合物为主,这与淮河样品的结论一致,说明富含有机质的沉积物更容易大量吸附高环化合物。两个沉积物的PAHs富集最高值都出现在220~125μm粒度,但是在粒度65μm的两个组份中,随着粒度变小,沉积物的富集能力变弱。马坊样品中TOC、BC与PAHs间并无明显的相关性,但是有机质相对较少的东孟样品中TOC、BC与PAHs含量呈正相关(相关性系数分别为0.6357、0.8681),说明有机质对PAHs的影响强于TOC及BC。 (5)黄河河南段表层沉积物中PAHs主要来源于煤炭的燃烧、交通排放,因子贡献率为80%左右,其中煤炭燃烧所占的比重更大,只有少部分来自石油类泄漏、挥发输入。淮河河南段沉积物PAHs的来源多数属于综合性质的,以燃烧性来源为主,其PCA分析的因子载荷为58.3%。对PAHs污染进行空间地域聚类,发现PAHs分布没有明显的地域差异。对新乡地表水沉积物PAHs的来源分析表明多数点位的PAHs污染属于综合性质的,以燃烧源(石油、煤炭及木材燃烧、汽车排放)为主。各个点位所受的污染输入类型较为相似,这也符合新乡市地表水沿岸的城市布局和工业分布。 (6)根据风险评价结果,黄河河南段、淮河河南段表层沉积物中PAHs存在的生态风险较小或者不存在生态风险,但是可能未来会存在生态风险。新乡地表水沉积物中PAHs含量较高,存在较大的生态风险,应该引起重视。
【学位授予单位】:河南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X832

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