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河北某典型水域水中有机污染物筛查与特征分析

朱涛  
【摘要】:湖泊是生态系统重要的组成部分,也是人类生存所必须的水资源,它具有调节生态平衡、储蓄淡水、渔业养殖、农业灌溉、航运等重要功能,对人类发展有重要的意义。近年来随着地区城镇化加速,河北某水域生态环境问题日益突出。粗放式的发展方式造成工农业废水、生活污水猛增,对其生态系统造成严重的破坏。2015年监测结果显示该水域大部分的水体富营养化严重,水质处于V类水质,部分区域甚至为劣V类。目前对该水域的污染研究主要集中在无机污染物以及多环芳烃、有机氯农药等个别种类有机污染物,而菊酯类农药、三唑类农药、邻苯二甲酸酯、多环芳烃衍生物等类别的有机污染物的文献鲜有发表,该水域水中不同类别,不同来源的农药、有机化工污染物和多环芳烃衍生物的污染特征有待进一步探究。本论文对研究区域表层水中115种工农业来源的有机污染物进行筛查,并应用建立的多环芳烃衍生物的检测方法首次分析该水域表层水中多环芳烃衍生物,获取了该水域水环境中目标有机污染物污染程度及分布特征,为该水域水质评价、污染防治提供科学依据和技术支持。论文取得的主要研究成果如下:1.目标物的筛选与确认在文献调研的基础上考虑环境毒性、持久性和在环境中的含量等因素,最终共筛选115种目标物,按照污染物性质分为农药和化工两大类有机污染物,其中农业污染物涵盖45种目标农药,包括7种菊酯类农药、8种三唑类农药、14种有机氯农药、10种有机磷农药和6种其他类农药;化工污染物主要是70种半挥发性的有机污染物,其中含8种多氯联苯、8种苯酚、5种苯胺、9种邻苯二甲酸酯、16种多环芳烃、10种极性多环芳烃衍生物以及14种其他类有机污染物。115种有机污染物可以较全面表征研究区域水质污染特征,有利于全面认识该研究区域有机污染现状。2.Thermo QE Plus检测10种极性多环芳烃衍生物的分析方法建立及应用针对水中极性多环芳烃衍生物检测难点,利用Thermo QE Plus超高效液相色谱-超高分辨质谱建立了同时检测水中邻苯基苯酚,1-萘酚,2-萘酚,1-羟基芘,7,8-苯并喹啉,9-羟基苯并[a]芘等10种极性多环芳烃衍生物新方法,目标物在0.03-200 ng/mL的范围内线性关系良好,相关系数0.995,方法检出限为1.11-2.26 ng/L,平均回收率在45.3~91.2%间,RSD均小于15%。该方法的准确度和精密度均较好,解决了水中极性多环芳烃衍生物检测难题并成功应用于研究区域表层水样品的检测。3.河北某水域表层水中115种有机污染物污染特征研究采集河北某水域表层水样品共40个,利用气相色谱-单四级杆质谱检测样品中45种农药,气相色谱-三重四级杆质谱检测样品中60种化工污染物,超高效液相-高分辨质谱检测样品中10种极性多环芳烃衍生物,探究各目标物的赋存特征、空间分布和主成分。(1)农药开展白洋淀表层水中45种农药的筛查,结果表明五氯硝基苯、顺势氯菊酯、醚菊酯、乙草胺等35种目标物的平均值介于1.81~819 ng/L之间。其中莠去津和脱乙基莠去津的检出率高达为100%。白洋淀主要受到除草剂类、杀菌剂类常规农药污染,可能来源于研究区域周边农田。(2)化工污染物开展研究水域表层水中60种化工污染物的筛查,检出的萘、2,4-二甲基苯酚、2-硝基苯胺、邻苯二甲酸二甲酯等50种目标物平均值介于1.49~549 ng/L之间。其中萘、2,4-二甲基苯酚、2-硝基苯胺、邻苯二甲酸二甲酯和邻苯二甲酸二乙酯的检出率最高,检出率分别为70.0%、52.5%、50.0%、55.0%和67.5%。研究区域主要受到苯酚类、邻苯二甲酸酯类等有机物的污染,城镇周边发达的塑料行业,工业小作坊生产的废水和垃圾以及居民生活垃圾可能是主要污染来源。(3)极性多环芳烃衍生物10种极性多环芳烃衍生物中邻苯基苯酚、1-萘酚和2-萘酚被检出,检出率分别为70%、30.0%、22.5%,检出浓度平均值分别为3.12 ng/L、13.7 ng/L和1.52 ng/L。从采样位置分析,目标多环芳烃的检出位置较分散,主要污染来源可能是居民污水、游船码头和鱼塘等。


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