四平条子河典型持久性有毒物质的污染特征研究

【摘要】持久性有毒物质是一类具有很强生物毒性与生态毒性，在环境中难以降解，能通过食物链在生态系统中不断积累、富集和放大的痕量污染物。持久性有机污染物，重金属类污染物属环境中典型的持久性有毒污染物。持久性有毒物质可以在地球空间的固、气、液进行循环并通过长距离大尺度的迁移进入水环境。进入水环境中的持久性有毒物质可直接通过上覆水作用于生物体，也可在水体物化与生物作用下在上覆水-间隙水-沉积物之间迁移转化，对水环境质量造成持久性影响，从而影响水生生态系统安全。持久性有毒物质的自然修复难度大，人工措施去除成本高且方法还不够成熟，因此，环境中存在的持久性有毒物质受到国内外专家学者的高度重视。污染物的源解析研究是从大气颗粒物的研究发展起来的，现已发展的较为成熟，但关于水环境中污染物源解析的研究开展较少。从污染物类型来看，PAHs因其种类比较多、来源比较复杂，在污染物源解析研究方面受到了比较高的重视。同时，OCPs、重金属以及COD等其他污染物和污染指标也有所报道。从研究方法来看，既有只适用于某类特殊污染物的专用方法，也有相对比较通用的方法，而方法的来源大多是借鉴大气颗粒物中污染物源解析的研究方法。常用的定性解析方法主要有轮廓图法、成分和比值分析法以及特征化合物法等，定量解析方法主要有聚类分析、逸度模型、化学质量平衡法、主因子分析法、多元线性回归法等。尽管已有关于中国局部水环境中PAHs与OCPs来源解析的研究,但目前尚无对条子河流域水环境中PAHs与OCPs来源解析的研究。生态风险评价是生态系统受到环境污染、人为活动或自然灾害等因素影响后，对不利生态影响出现的可能性和危害性大小的评估，其目的是通过评价方法研究环境污染物生态危害，评估生态系统及其组分遭遇风险的可能性及风险大小，为风险管理提供基础信息支持和科学依据。国内外对PAHs和OCPs的生态风险分析大多以定性和半定量分析为主。尽管已有研究开展了关于中国局部水环境中PAHs与OCPs生态风险的评价,但目前尚无研究者对条子河流域水环境中PAHs与OCPs进行风险评估。本研究依托国家“水体污染控制与治理科技重大专项”课题（No.2012ZX07202-009）展开，以条子河及其入河支流为研究区域，以美国环境总署公布的16种优先控制的多环芳烃（PAHs）、两类典型的有机氯农药（OCPs，4种六六六（HCH）异构体和4种滴滴涕（DDT）同系物）以及6种常见重金属（Pb、Cu、Ni、Mn、Cd和Zn）作为目标污染物，在测定不同水期河水及表层沉积物中各污染物含量的基础上，对上述持久性有毒物质在该河段中的时空分布、来源以及生态风险等进行了分析研究。以期为条子河污染治理的有效进行提供科学依据。同时，研究结果也将为环境保护部门以及相关政府部门制定合理的水体污染总量控制方案、环境质量标准和区域环境规划提供一定的科学参考依据。结果表明：条子河水和表层沉积物中分别检测出9种和10种优控PAHs，5~6环PAHs均未检出，其含量在辽河流域内处于较低水平。条子河水和表层沉积物中的PAHs具有相似的时空分布特征：均为自上游至下游逐渐递减且枯水期>平水期>春汛期>丰水期。初步分析，该研究区域中的PAHs主要来自煤炭燃烧和交通燃烧。条子河水中PAHs各组分基本不存在生态风险，表层沉积物中PAHs各组分不存在严重的生态风险，只有个别单体存在潜在的负面生态风险，且不同水期差别不大；条子河水和表层沉积物中均仅检出α、β和γ-HCH，而δ-HCH以及DDTs均未检出，其含量在辽河流域内处于较高水平。条子河水和表层沉积物中的HCHs在时空分布方面呈现相反特征：河水中HCHs的含量自上游至下游递增且丰水期>春汛期>平水期>枯水期，而表层沉积物中HCHs的含量自上游至下游递减且枯水期>平水期>春汛期>丰水期。该研究区域中的OCPs主要来自历史上农药林丹的使用，近期没有新的OCPs输入。条子河水和表层沉积物中的OCPs基本不存在生态风险；条子河水和表层沉积物中的重金属含量在辽河流域内处于中等水平。条子河水和表层沉积物中的重金属具有相似的时空分布特征：均为自上游至下游逐渐递减且枯水期>平水期>春汛期>丰水期。该研究区域中的重金属主要来地表径流及工业废水的排放。条子河水中重金属的生态风险较小，表层沉积物中Cd元素存在中度生态风险，其他金属元素的生态风险较小。总的来看，条子河水和表层沉积物中典型持久性有毒物质的生态风险处于较低水平。
【作者】苏禹龙；
【导师】董德明；郭志勇；
【作者基本信息】吉林大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】条子河；多环芳烃；有机氯农药；重金属；组成特征；源解析；风险评价；

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