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北黄海近岸及胶州湾壬基酚污染现状和风险评估

刘文萍  
【摘要】: 壬基酚是非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚的合成原料又是其降解产物,具有毒性、生物难降解性及生物积累性,极低的浓度即可造成严重影响,其在环境中的分布以及生态风险评估已成为科学领域的研究热点。 本文以壬基酚(NP)为研究对象,优化了海水水体和沉积物中壬基酚的分析检测方法;在建立方法的基础上对北黄海近岸和胶州湾水体和沉积物中NP进行了分析检测,并对污染物分布特征和影响因素进行了初步讨论;用实验室培养的方法,研究了NP对北黄海和胶州湾3种优势藻种及2种重要饵料藻类生长的影响,计算了EC50和非检测效应浓度(NOEC),并根据欧盟对壬基酚的风险评估报告,用风险商的方法对北黄海和胶州湾壬基酚的污染现状进行了初步生态风险评估。主要结论如下: Ⅰ.优化了气相色谱-质谱联用检测水体和沉积物中NP的分析方法。水样以固相萃取气质联用方法检测,沉积物以索氏提取气质联用方法检测。优化后水样固相萃取最佳条件是pH=3.0-5.0,以CH2Cl2/CH3OH(V/V,80:20)混合液进行洗脱。确定了样品气质(GC/MS)分析条件,并利用标准品确定了NP特征离子峰,在选择离子(SIM)模式下外标法进行定量。 水样以Agilent ODS-C18柱固相萃取浓缩富集,基质加标平均回收率为89.3%,相对标准偏差(SD)为4.9%。;沉积物用CH2Cl2索氏提取48h,基质加标平均回收率和相对标准偏差分别为87.4%和6.3%。用GC/MS定性定量,在选定的色谱条件下NP各同分异构体能够实现分离。 Ⅱ.在上述分析方法的基础上,对北黄海近岸和胶州湾水体、沉积物中壬基酚化合物污染现状进行了调查,其分布特征如下: 辽宁近岸水体壬基酚浓度范围在15.1-762.7 ng/L,山东近岸壬基酚浓度范围在11.5-166.5 ng/L。辽宁近岸壬基酚污染比山东近岸严重;北黄海表层沉积物NP含量为9.2-380.5ng/g d.w.,平均浓度111.7ng/g d.w.。水体和沉积物中NP均在港湾、河口区出现高值,这与大量工业、生活污水的排放有关。 胶州湾水体中NP浓度为23.6-192.9 ng/L。空间上,胶州湾水体中NP东部高于西部,湾口处浓度较低。胶州湾表层沉积物中NP浓度为11.9-103.5 ng/g d.w.,其浓度从河口区103.5 ng/g d.w.降至湾内11.9 ng/g d.w.,河口区浓度明显高于湾内。水体和沉积物中NP均在河口区出现高值。 Ⅲ.利用实验室培养研究了NP对旋链角毛藻、中肋骨条藻、尖刺拟菱形藻、 盐生杜氏藻和青岛大扁藻的急性毒性,研究结果表明NP在一定浓度下对五种藻的生长都存在抑制作用,抑制随浓度增大而增大。EC50和无效应浓度(NOEC)值因藻种所属门类的不同而有明显差异,而且同一门类不同种属的藻类也明显不同,NP对研究藻种抑制顺序为旋链角毛藻中肋骨条藻相差尖刺拟菱形藻盐生杜氏藻青岛大扁藻。 Ⅳ.以风险熵(RQ)为标准对生态风险进行初步评估: 北黄海水体RQwater值处于0.05-2.11之间,仅四个站RQ 1,需要采取相应的风险消减措施;沉积物RQ值处于0.24-9.76之间,60%站位RQ1,二者相比,沉积物生态风险更大。胶州湾水体中RQwater为0.10-0.50,沉积物中RQsediment为0.31-2.65,跟北黄海类似,沉积物中生态风险更大,底栖生物受NP影响的可能性更大。


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