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西江高要断面持久性有机污染物的行为与通量研究

刘艳霖  
【摘要】: “水是生命之源”,然而改革开放以来,社会与经济呈现出突飞猛进之势,伴随着的水问题也日益突出,不仅水资源短缺造成供需矛盾显现,而且流域水环境污染已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素。水安全问题同益受到人们的关注。 持久性有机污染物(POPs)具有高毒性、难降解和半挥发性等特征,在环境中可长期存在,通过大气、水体发生长距离传输,影响更为广泛的地区,危害生态系统和人体健康。POPs在水环境中的不断迁移转化导致了它们在水环境中的广泛分布。 因此,本论文选取珠江的主干西江作为研究对象,进行了该区域内POPs(二恶英、多环芳烃、有机氯农药)的季节变化、来源、组成特征以及通量的调查研究,目的是为了更好地理解有机污染物的环境行为和归宿,进一步为修复和治理该区域的环境污染提供基础性数据。通过研究得到以下结论: 研究区水体中二恶英的特征研究区水体中,水相PCDD/Fs的含量范围在1.567~8.008pg/L,毒性当量(I-TEQ)为0.009~0.083pg/L,平均值为0.024pg/L。颗粒物中PCDD/Fs的含量变化在569.4~279.6pg/g之间,毒性当量浓度(I-TEQ)介于1.124~10.767pg/g之间(平均值为5.151pg/g)。其总浓度低于日本水环境标准(TEQ值为1pg/L),就二恶英来说,研究区水体是安全的。经过分析,总结出二恶英浓度随着西江流量的季节性变化规律,即在丰水期浓度比在枯水期高,同族物与同系物也呈现出季节性变化规律。通过与大气、土壤和沉积物的PCDD/Fs同系物和同族物分布图进行对比,发现研究区水体二恶英来源是多种多样的,随着季节性的径流量变化,各来源的贡献率发生季节性变化。1gK_(oc)值与IgK_(ow)值均有良好的相关性。西江中PCDD/Fs年通量为8.55kg,毒性当量(I-TEQ)通量为0.026kg。 研究区水体中多环芳烃的特征水相中多环芳烃的浓度范围介于30.96~357.90ng/L之间,平均为150.14ng/L。以2环(Nap)和3环(Ace,Acy,Flu,Phe,Ant)为主。说明低分子量的多环芳烃在水相中居于优势地位。颗粒相中多环芳烃的浓度范围介于292.54ng/g和873.65ng/g之间,平均为574.32ng/g。以3环和4环(Fluo,Pyr,BaA,and Chry)为主,高分子量五、六环的多环芳烃比例远远高于水相中的比例。经过多个来源诊断参数计算,得出研究区PAHs来源为木柴、煤等的燃烧。1gK_(oc)与1gK_(ow)在本研究区具有良好的相关性(R~2=0.554)。Ant,BaA,BaP,BbF,BkF,IncdE DbahA,Chry和总16种PAHs年通量分别为1019,1028,693,723,1054,906,867,1373和48904kg。BaA,BaP,BbF,BkF,IncdP,DbahA,Chry和总的PAHs的相对于BaP的毒性当量(TEQ~(carc))年通量为103,693,72,11,91,867,1.4,and 1838kg。 研究区水体中有机氯农药的分布特征水相中有机氯农药的浓度范围介于2.28~10.21ng/L之间,平均为5.68ng/L。颗粒相中有机氯农药的浓度范围介于20.29~58.74ng/g之间,平均为35.46ng/g。有机氯农药主要以水相为主,颗粒物中农药所占比例远小于水相。就OCPs来讲,研究区水质符合国家Ⅰ类水标准。OCPs污染水平很低。根据DDT/(DDD+DDE)的比值判定研究区水体中DDI、类农药输入时间不久,这类农药仍在西江流域被使用。DDD/DDE比值大于1,表明在样品中所发生的多为厌氧性生物降解,沉积环境主要为还原环境。六六六的组成特征以β-HCH为主,表明研究区内六六六为长时间降解后的农药残留。a/?值表明本研究区的六六六来源主要为林丹的使用。硫丹类农药只有2006-06的样品测得为过去硫丹类农药的残留,已经降解为结构更稳定的硫丹硫酸盐。其余各季节的变化特征表明沿途还有新的硫丹的排放源,因为该类农药在我国现仍存生产和使用。1gK_(oc)与1gK_(ow)在本研究区具有良好的相关性(R~2=0.5048)。本研究区六六六类、DDT类和总有机氯农药的年通量分别为272.3,164.6,1245.3kg。


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