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湛江红树林湿地沉积物微塑料和三种有机污染物污染状况研究

张起源  
【摘要】:湛江红树林自然保护区是我国大陆沿海面积最大的红树林自然保护区。为探究红树林沉积物中微塑料这一新型污染物和多溴联苯醚(Poly Brominated Diphenyl Ethers,PBDEs)、多氯联苯(Poly Chlorinated Biphenyls,PCBs)、多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)等3种持久性有机污染物的分布情况、生态风险以及影响因素,根据湛江市红树林分布现状,在廉江市、雷州市、麻章区(代表湛江市区)、遂溪县、徐闻县,共采集获取12个表层沉积物样品。用气相色谱质谱联用仪测定3种持久性有机污染物的分布现状,采用傅里叶显微红外仪鉴定微塑料种类类别。根据同系物组成结构,采用主成分分析、相关性分析等方法,分析了PBDEs、PAHs、PCBs的来源及其生态风险。根据采样点附近环境影响因素,判断微塑料的主要来源。此外,运用冗余分析法,探究以上几种污染物与环境、社会经济影响因子之间的关联性。主要结论如下:(1)湛江红树林沉积物微塑料的丰度为108.00-486.00 n/kg,平均丰度为333.00±127.60n/kg。粒径范围为200-500μm的微塑料占比最高(29.73%);形态上,纤维状占比最高(61.57%);而颜色分类上,白色透明和红色则构成了湛江红树林微塑料的主要颜色组成。显微红外结果显示,聚乙烯占比最高(57.89%),其次是聚丙烯(26.32%)、人造丝(10.53%)、聚酯纤维(5.26%)。渔业生产和河流运输是湛江红树林微塑料的主要产生方式。(2)湛江红树林沉积物中共检出14种PBDEs同系物,PBDEs含量为2.26-67.91 ng/g(平均23.32±18.18 ng/g),其中以湛江市区最高。PBDES同系物中penta-BDE、deca-BDE生态风险较高,应引起关注,nona-BDE风险也不可忽视;除廉江市高桥镇(ZJ1)、麻章区太平镇(ZJ10)为“中等风险”外,其余采样点均属于“高等风险”。(3)湛江红树林中,美国环保署(USEPA)严控的16种PAHs均被检出,PAHs含量为249.00-1079.84 ng/g,均值为494.30±259.33 ng/g。同系物比值法结果显示,PAHs来源主要是燃烧源,并受到石油产品燃烧和草木、煤炭燃烧的综合影响。基于加拿大环保部沉积物质量基准法(Sediment quality guidelines,SQGs)的结果表明,沉积物中PAHs产生负面影响的概率低于10%,生态风险较低;基于沉积物质量标准(Sediment quality criteria,SQCs)的结果显示,芴(Flu)具有中等生态风险。总体而言,湛江红树林沉积物中PAHs生态风险较低。(4)湛江红树林共检出11种PCBs同系物,其含量范围为0-18.30 ng/g,平均含量为5.86±5.14 ng/g;根据同系物组成,PCBs主要来源是通过大气沉降进入沉积物。PCBs含量符合我国海洋沉积物质量标准的第一类标准。沉积物质量基准法(SQGs)的生态风险评价结果显示,湛江红树林沉积物中PCBs没有生态风险。(5)冗余分析结果表明:微塑料与PBDEs显著正相关,说明微塑料和PBDEs具有相似来源或微塑料可作为PBDEs的载体共同进入沉积物中;PAHs与降雨量、TOC显著正相关(P0.05),表明其来源可能与大气沉降污染有关,且沉积物中有机质含量越高越有利于PAHs的积聚;PCBs含量与GDP、人均GDP、工业总产值、农林牧渔业总产值、人口、城镇化率、用水总量等显著正相关(P0.05),表明其含量受到了人类活动、社会经济因素等的显著影响。与其他研究区域相比,PBDEs、PCBs、微塑料含量处于中等偏下水平,PAHs含量处于较高水平。有机污染物中PBDEs生态风险较高,打击商用十溴联苯醚和五溴联苯醚的使用是降低PBDEs生态风险的可行措施。减少渔业养殖所附带的微塑料污染,提高沿海区域村庄生活废水的处理效率是降低微塑料污染的可行方式。控制微塑料含量可以减少携带的有机污染物进入沉积物。


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