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《中国环境科学研究院》 2016年
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典型生产场地周边硫丹时空变化特征及迁移转化研究

田亚军  
【摘要】:硫丹作为典型的新型POPs物质近年来引起了人们的广泛关注。硫丹历史生产场地不仅存在较高的硫丹残留水平,而且是向环境释放的潜在二次污染源,是硫丹污染的高污染风险区。开展场地周边多介质及生物体中硫丹污染水平、赋存变化特征及其迁移转化行为研究,对准确识别和评价硫丹场地对周边环境的生态风险具有重要意义。本研究以曾大量生产硫丹原药及其乳剂的江苏某农药厂为研究区域,采集厂区周边不同距离、不同季节的大气、土壤和动植物样品320余个,研究了厂区周边大气和土壤中硫丹的污染水平及其赋存特征,阐明了大气硫丹的时空变化规律及其土气交换行为的季节变化;掌握了场地周边动植物体内硫丹残留水平和累积特征,评价了其污染的生态风险。研究结果表明:(1)厂区周边大气中硫丹的浓度为:秋季1.87-3.35 ng/m3(平均2.40ng/m3);冬季1.47~4.52 ng/m3 (平均2.48 ng/m3);春季0.28~1.46 ng/m3 (平均0.93 ng/m3);夏季0.42~1.44 ng/m3 (平均0.83 ng/m3)。与其他地区相比当地大气中硫丹浓度较高,且主要以α-硫丹为主,表明该农药厂对周边大气造成了一定影响。大气中硫丹浓度冬季最高,春夏季节明显降低,且随着厂区距离的增加也呈现下降趋势。呼吸风险评价结果表明,硫丹对当地居民的呼吸风险处于可接受水平范围内,但当地儿童的呼吸风险高于成人,且随着距离增加,呼吸风险逐渐降低。(2)厂区周边土壤中硫丹的浓度为2.19-6.14 ng/g,平均值为3.87 ng/g,与其他地区相比浓度较高,且土壤中的硫丹以硫丹硫酸盐为主。农药厂对周边土壤具有一定影响,但是没有大气显著。土壤中硫丹浓度在5km内没有明显降低,但在5km外呈现明显下降趋势。对土壤中硫丹与TOC的相关性研究发现,硫丹和TOC之间相关性不显著,表明土壤中硫丹的累积可能受多种因素影响。(3)对硫丹在大气和土壤界面的土气交换研究发现,厂区周边硫丹主要从大气向土壤沉降,硫丹在冬季的逸度比最小,单体中α-硫丹的逸度比最大。硫丹的年平均沉降量:α-硫丹为0.13 ng/(m2d),β-硫丹为5.92ng/(m2d),硫丹硫酸盐为7.84 ng/(m2d),其中硫丹硫酸盐的沉降通量最大。从季节变化来看,冬季硫丹的沉降量最大,夏季最小(4)周边树皮样品中硫丹的平均浓度为94.2ng/g d.w.(59.2-126 ng/g d.w.),说明当地大气中硫丹长期平均浓度水平较高,且硫丹组成以硫丹硫酸盐为主。随着距离的增加,树皮中硫丹的浓度呈现下降趋势。厂区周边水稻中硫丹的浓度为7.36~35.5 ng/g d.w.(平均17.4ng/g d.w.),以硫丹硫酸盐为主;小麦中硫丹的浓度为34.4~158 ng/g d.w.(平均84.4 ng/g d.w.),以β-硫丹为主。水稻和小麦样品中硫丹的检出率为100%,其浓度水平均低于日本食品中硫丹的最大残留限值(MRLs)。(5)动物样品中硫丹浓度大小顺序为:蝴蝶菜虫蚂蚱蜗牛蚯蚓散养鸡青蛙。其中昆虫体内硫丹的浓度范围为18.6-170 ng/g d.w.,平均值75.1ng/g d.w.;散养鸡样品中硫丹的平均浓度为27.5 ng/g d.w.(11.6~85.7 ng/g d.w.),也低于日本食品中硫丹的MRLs。进一步分析了散养鸡各组织硫丹的累积水平,发现其浓度大小排序为:鸡肝鸡心鸡肉鸡胗,表明硫丹在肝脏中的累积能力最强。动物样品中硫丹的组成均以硫丹硫酸盐为主,与其他地区生物体中硫丹浓度相比,该厂附近生物体中硫丹的残留水平较高。
【学位授予单位】:中国环境科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X592

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