长江武汉段丰水期水体和沉积物中多环芳烃及邻苯二甲酸酯类有机污染物污染特征及来源分析

持久性有机污染物(POPs)在我国地表水和沉积物等环境介质中被广泛检出,对生态环境和人类健康具有潜在的风险.针对现阶段长江经济带核心区域(武汉段)POPs的污染状况信息严重缺乏的问题,本文以使用量较大且环境中检出高的PAHs和PAEs为研究对象,通过对2016年长江武汉段干流15个采样点丰水期水体和沉积物中16种PAHs和6种PAEs污染物含量水平、分布特征和污染来源的系统分析.结果表明,长江武汉段2016年丰水期水体和沉积物中ΣPAHs浓度分别为20.8~90.4 ng·L~(-1)(均值40.7 ng·L~(-1))和46.1~424.0 ng·g~(-1)(均值191.8 ng·g~(-1)),ΣPAEs浓度分别为280.9~779.0 ng·L~(-1)(均值538.6 ng·L~(-1))和1 346.2~7 641.1 ng·g~(-1)(均值3 699.5 ng·g~(-1)).PAHs和PAEs含量均低于国家地表水环境质量标准规定的限值,污染程度小.长江武汉段水体中PAHs以2~3环为主,沉积物中PAHs以2~3环和4环为主,水体和沉积物中PAEs以DEHP和DBP为主.基于比率及主成分分析,长江武汉段水体与沉积物中PAHs主要的来源为煤和生物质燃烧,以及石油来源;水体和沉积物中PAEs的主要来源于塑料和重化工工业,以及生活垃圾.水体及沉积物中两类典型POPs(PAHs和PAEs)对人类健康会产生潜在有害影响,需加强监控.研究成果可为长江(武汉段)环境保护提供基础数据和技术支撑.     

近期长江口沉积物中SVOCs的变化及生态风险评价

采用GC-MS法对2007年4月24—30日采集于长江口部分区域的沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了探讨. 结果表明,该区域沉积物中定量检出半挥发性有机物15种,包括多环芳烃类化合物8种,取代苯类化合物1种,酚类化合物2种,酯类化合物3种,其他类化合物1种. 其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有12种. 采样点SVOCs的分布未呈现出明显的规律性,其分布受多种因素的影响. 应用ERL与ERM指标进行PAHs的生态风险评价,长江口部分区域不存在严重的生态风险. 应用EEC/ERL进行生态风险细分,各采样点分布在无风险与低度潜在生态风险之内,对生态安全威胁不大.      

太子河流域莠去津的空间分布及风险评价

应用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS),分析了莠去津(atrazine,AT)在太子河流域地表水、悬浮物和地下水中的含量水平,以及AT在该流域水体环境中的分布特征与环境行为,并对地表水中的AT污染程度进行了初步评价.结果表明,太子河流域地表水中ρ(AT)为0~734.0 ng·L-1,悬浮物中ω(AT)为0~1 496.6 ng·g-1,地下水中ρ(AT)为30.0~245.0 ng·L-1,其算术平均值分别为335.3 ng·L-1、382.9 ng·L-1和104.4 ng·L-1.AT在太子河流域地表水中水相-悬浮物相的有机碳标准分配系数(lg koc)介于3.50~4.14,表明悬浮物的吸附是水体中AT迁移的一个重要途径.AT在太子河流域地表水体中(水相和悬浮物相)的通量介于1.5~184.7 mg·s-1之间,最高值出现在中游地区.风险评价结果显示,地表水中AT的生态风险很小,95%以上的物种能够得以保护,但太子河流域地表水中AT的残留水平可能具有一定的潜在危害.     

水体中溶解有机物对多氯联苯在淮河水体沉积物上的吸附和生物富集作用的影响

利用淮河4个采样点同时采集的水、表层沉积物和鲤鱼体内多氯联苯不同同系物的浓度分析数据,讨论该类污染物在水体多介质体系中转移分配规律．研究结果表明,在现场条件下观察到的水,沉积物有机碳分配系数(KOC)的对数及生物富集因子(BCF)的对数与正辛醇,水分配系数(KOW)的对数之间没有相关性．但是当假定水中的多氯联苯同系物与溶解有机碳相互作用并改变了有机污染物在水中形态分布时,以游离态多氯联苯浓度重新计算得到的log KOC和log BCF正比于log KOW,因此,在评价多氯联苯污染生态效应时,溶解有机物的影响不可忽视．     

天津滨海地区表层沉积物中持久性有机污染物的含量特征与生态风险

从天津滨海地区不同地表水表层沉积物取样,测定4类持久性有机污染物即多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)的含量,目的是了解该区4类持久性有机污染物的含量特征并对其生态风险进行评估.结果表明,天津滨海地区10个沉积物采样点中16种优先控制的PAHs均有检出,PAHs总含量范围为274.06～2 656.65μg.kg-1、平均为1 198.51μg.kg-1.化石燃料(例如煤和汽油)的燃烧是该区表层沉积物中PAHs的主要来源,个别地方混有石油类产品的输入.在大沽排污河采样点,22种OCPs总含量为3 103.36μg.kg-1,35种PCBs和14种PBDEs的总含量分别为87.31μg.kg-1和13.88μg.kg-1.其它采样点OCPs、PCBs和PBDEs的含量均较低.该区表层沉积物中总有机碳含量与PAHs的相关性很好,但与OCPs、PCBs和PBDEs的相关性较差,这可能与PAHs主要来自面源污染而其它污染物主要来自点源污染有关.沉积物中PAHs(尤其是低分子量PAHs)的风险较大,在多个采样点中,萘和/或苊的含量超过可能效应浓度,极有可能对底栖生物产生不良影响.在大沽排污河,七氯环氧化物和林丹(gamma-BHC)超过可能效应浓度,极有可能对底栖生物产生不良影响;其它采样点OCPs的生态风险较小.整体上,PCBs和PBDEs的生态风险较小.     

东江流域典型毒害有机污染物的污染特征、来源及生态风险

东江是我国珠江水系的主要组成部分,是广东省重要的河流之一.由于珠江三角洲产业结构的转移,东江沿江的工业活动与人类活动导致毒害有机物的排放不断增加,随之而来的水环境安全问题备受关注.因此,本文研究了东江水体中4类典型毒害有机污染物,包括多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）、酚类内分泌干扰物（Phenolic endocrine-disrupting chemicals, PEDCs）、邻苯二甲酸酯（phthalates, PAEs）、多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）的污染水平、时空分布、潜在来源及生态风险.结果表明,东江水体中PEDCs浓度最高, 其次是PAEs与PAHs, PBDEs浓度相对较低.水体中PEDCs、PAEs与PAHs浓度呈现显著的季节差异,枯水期浓度显著高于丰水期浓度.下游各类污染物浓度明显高于上游和中游.东江水体中PBDEs主要来源于十溴联苯醚的生产与使用;PAHs主要来源于化石燃料和生物质的燃烧,其次是燃烧源和石油的混合物,以及石油源;PAEs污染主要来自化妆品、药品和个人护理用品等生活垃圾,以及塑料工业.运用风险 商值分析了各污染物的水生生态风险,发现4-正壬基酚（4-Nonylphenol, 4-NP）与邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（di（2-ethylhexyl） phthalate, DEHP）对东江水体中生物可能造成极大的生态风险,其次是邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate, DBP）和邻苯二甲酸二正辛酯（Dioctyl phthalate, DOP）,其它化合物主要存在低到中等风险.因此,针对高风险物质,有必要实施有效的环境法规及处理技术以改善东江的水生环境.     

滦河流域多环芳烃的污染特征、风险评价与来源辨析

在滦河上、中、下游和河口地区布设了15个采样点,对滦河流域的河水和表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,水中PAHs总量为9.8～310ng.L-1,表层沉积物中PAHs总量最高达478ng.g-1.城市地区河段中PAHs的浓度高于农村河段中PAHs的浓度,河口地区相对中游地区污染较轻.就组成特征而言,水中PAHs以3环(40.9%)、4环(56.2%)为主,表层沉积物中PAHs以3环(30.0%)、4环(39.3%)、5环(15.8%)为主.总的来讲,3环、4环PAHs是滦河流域PAHs最主要的成分.地表水健康风险评价结果显示,韩家营、瀑河口两个采样点苯并[a]芘(BaP)毒性当量值(EBaP)分别为11.8、11.4ng.L-1,超出中国国家环境保护部(CEPA)制定的EBaP=2.8ng.L-1的国家标准,存在不利的健康风险.表层沉积物生态风险评价结果显示,韩家营、上板城、乌龙矶地区的PAHs可能存在着对生物的潜在危害,剩余研究区域不存在生态风险.滦河水和表层沉积物PAHs主要表现为以草、木柴和煤燃烧来源为主的特征,部分样点存在燃油与木柴、煤燃烧的混合来源特征.瀑河口、大黑汀受石油源污染影响明显.     

DOM纳滤膜污染及对膜截留卡马西平性能的影响

研究了天然原水中溶解性有机物(DOM)对HL和ESNA1-K两种纳滤膜造成的膜污染及其对膜截留卡马西平(CBZ)性能的影响.结果表明,DOM的存在造成了严重的膜污染和通量衰减.膜污染对CBZ截留率的影响与膜本身的特性和污染物特性有关,DOM通过在膜表面形成污染滤饼层和进入膜孔内部造成的膜孔堵塞,影响弱疏水性的CBZ从水中的分离,青草沙水库原水中的DOM引起的膜污染提高了两种纳滤膜对CBZ的截留效果,而太湖DOM造成的膜污染会降低CBZ的截留效果.研究还发现,中等相对分子质量(1 500~10 000)有机物会紧密地黏附在膜表面形成滤饼层,从而改变膜表面的疏水性能,小分子主要通过进入膜孔导致膜孔径堵塞.滤饼层的疏水性和浓差极化作用以及膜孔径的堵塞造成膜通量衰减并影响CBZ去除率.应用XDLVO理论对DOM造成的膜污染的分析结果表明,太湖DOM的疏水性明显强于青草沙DOM,其分子间的聚合自由能更负,与膜的黏附自由能更负,因而造成的膜污染和通量衰减更严重.     

水溶性有机物对土壤吸附-解吸菲的影响

以Tween-80为对照,有机物料猪粪(pig manure, PM)、绿肥(green manure, GM)和污泥(sewage sludge, SS)为水溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)的提取原料,菲(Phe)为多环芳烃(PAHs)的代表,采用序批试验研究了不同来源DOM对土壤吸附与解吸Phe的影响.结果表明,供试DOM均能明显降低Phe在土壤上的吸附.在DOM试验浓度范围内（0～300 mg·L^-1）,土壤对Phe的吸附量与DOM浓度之间呈极显著负直线相关关系(r_PM>=-0.988?8,r_SS>=-0.982?6,r_Tween-80>=-0.974?3,r_GM>=-0.990?5).菲的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.供试3种DOM抑制土壤吸附Phe和促进土壤吸附Phe的解吸的强弱顺序为:猪粪DOM>污泥DOM>绿肥DOM.本研究结果表明,农业土壤中水溶性有机物能明显活化土壤中的PAHs,增强其在土壤中的移动性.     

城市污泥对通菜-水稻土中有机污染物的累积效应

在水稻土上施用城市污泥及化肥盆栽通菜,应用GC/MS对通菜植株和土壤中的邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等7类43有机污染物进行系统分析,探讨通菜植株和土壤中其累积效应.结果表明,通菜植株中检出邻苯二甲酸酯、多环芳烃、氯苯类、硝基苯类、醚类和卤代烃类共6类28种化合物(胺类未检出),土壤中检出上述7类33种化合物,均以PAEs和PAHs为主,其总含量是其他类污染物的几倍或数十倍.不同处理的通菜和土壤中各类有机污染物的含量差别较大,均以个别或少数污染物为主.施用城市污泥增加了植株和土壤中PAEs和PAHs等污染物的含量.强致癌性化合物苯并(a)芘在通菜中被检出,在部分土壤中的含量超过加拿大土壤质量控制标准(1.0mg/kg).除佛山污泥处理的通菜对氯苯类和醚类的生物浓缩系数(BCF)大于1外,其余均小于1.0.     

长江重庆段两江水相、间隙水和沉积物中邻苯二甲酸酯的分布与分配

对长江重庆段两江水相、间隙水和沉积相中5种邻苯二甲酸酯(PAEs)的分布与分配进行了研究.结果显示水相中PAEs含量为53.2 ～343.0 ng·L-1,间隙水中为916.8～7517.1 ng·L-1,沉积相为1787.0 ～5045.9 ng·g-1,间隙水相PAEs含量高于水相;比较两江PAEs分布,支流嘉陵江污染程度高于长江干流;邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)是水体和沉积物中的主要污染物,在间隙水相存在明显富集,这两种污染物在水相中的含量低于地表水质量标准;黏土是影响沉积相中PAEs分布的重要因素,有机质含量对其影响较小;沉积物-间隙水间的lgKoc值与lgKow不相关,DBP在沉积物和间隙水间的分配接近平衡,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)有由沉积相向间隙水相迁移的趋势,DEHP则由间隙水相向沉积相迁移.与国内外其他地区相比,研究区PAEs含量处于中等偏下水平.     

多环芳烃在长江口滨岸颗粒物-水相间的分配

利用长江口滨岸水环境中颗粒相与溶解相多环芳烃的实测浓度,获取了多环芳烃化合物在颗粒物-水相间的分配系数K_p.结果表明,分配系数K_p值在507～10 179 L/kg之间,枯季高于洪季,随多环芳烃环数的增加而增大;K_oc值与辛醇-水分配系数K_ow之间存在较好的线性自由能关系（枯季R²＝0.82,洪季R²＝0.68）,推断出长江口滨岸颗粒物亲脂性较差,对多环芳烃的吸收能力相对较弱.长江口滨岸各采样点多环芳烃化合物的lgK_oc值均超过了经典平衡分配模型的预测值上限,多环芳烃两相分配行为不受颗粒物浓度、粒径及上覆水盐度、溶解态有机碳的控制（R²<0.1）,表现出主要受POC及非均一性混合物PSC共同影响的特点;扩展后的含PSC相的颗粒物-水相分配模型较为准确地模拟了lgK_ow<6的多环芳烃化合物野外原位分配过程.     

辽东湾大气中多环芳烃的含量组成及气粒分配

2016年5月和8月对辽东湾大气环境中气相和颗粒相样品进行了走航和定点采集,并对24种PAHs在气相和颗粒相中的含量和组成进行探讨,对15种PAHs的气粒分配过程进行了分析.结果表明：5月和8月辽东湾大气气相和颗粒相中∑₂₄PAHs总平均含量分别为28.8 ng·m^-3和24.0 ng·m^-3,气相中∑₂₄PAHs含量5月小于8月,颗粒态∑₂₄PAHs含量5月大于8月,低分子量PAHs主要分布在气相中,高分子量PAHs组分主要分布在颗粒相,中等分子量PAHs的气粒分配更容易受到气温等环境条件影响;气粒分配系数K_p随着PAHs分子量增加而增加;lgK_p-lgP_L模型和lgK_p-lgK_OA模型的斜率m分别为-0.35和0.37,偏离平衡态m为-1或+1,辽东湾气粒分配未达到平衡;假设达到平衡态时的lgK_p-lgK_OA模型、lgK_p-lgP_L模型和碳黑-空气模型均表明,5环PAHs的模型预测结果与实际测定结果之间的吻合程度较好,15种PAHs的碳黑-空气模型能够更好地接近野外实际测定值,低分子量和中等分子量PAHs的气粒分配受到碳黑影响较大.     

环丙沙星在潮土中的吸附特性

为了探明环丙沙星在潮土中的吸附特性,采用静态吸附试验,研究了环丙沙星在潮土中的吸附动力学、等温吸附特性以及pH值对其吸附过程的影响.结果表明,环丙沙星在潮土中的吸附过程可分为快速吸附和慢速平衡2个阶段.整个吸附过程符合二级反应动力学方程,吸附常数为1.138×10-3～2.849×10-2kg.(min.mg)-1.环丙沙星的吸附等温线能够较好地符合Freundlich方程和Langmuir方程,其中Freundlich方程的拟合效果更佳,吸附容量(lgKf)为2.725.研究发现,在pH值为4～9条件下,环丙沙星的吸附参数对数值lgKd呈随pH的增加先增加后降低的趋势,当pH值为5时,潮土对环丙沙星的吸附效果最好,lgKd为3.11,强酸性和碱性条件均不利于潮土对环丙沙星的吸附.由此推断阳离子吸附可能是潮土对环丙沙星吸附的重要机制之一.     

珠江三角洲表层水中多环芳烃的季节分布、来源和原位分配

分别于2011年4月(春季)和2011年9月(夏季)采集珠江广州河段及东江东莞河段表层水体样品,对该区域表层水体中优控多环芳烃(PAHs)的时空分布、固液分配及其来源进行了分析和讨论.结果表明,珠江广州河段及东江东莞河段表层水体中多环芳烃浓度春季高于夏季.藻类有机碳是该水环境有机碳的主要成分.溶解有机碳(DOC)、颗粒态有机碳(POC)以及叶绿素a(Chl a)含量是控制水体PAHs浓度的主要因素,说明水环境的富营养化程度可以通过增长的浮游生物量来影响多环芳烃的生物地球化学过程,继而影响其环境行为和归宿.多环芳烃在水/颗粒物间的有机碳归一化分配系数(log Koc)与辛醇/水分配系数(log Kow)间存在明显的线性关系,其斜率是夏季大于春季,可能与多环芳烃的非平衡吸附有关.多环芳烃同系物比值法和主成分分析(PCA)的结果表明,研究区域水体中PAHs主要来源于石化燃料、煤和生物质的混合燃烧,并且PAHs的来源未体现出明显的季节变化.通过本研究我们能够比较全面的了解该流域多环芳烃的时空分布状况,固液分配及其可能的来源,并且为珠江广州河段及东江东莞河段多环芳烃污染的控制和生态风险评价提供科学依据.     

多环芳烃在珠江口表层水体中的分布与分配

为了解河口海岸带水体中多环芳烃(PAHs)的时空分布及其在水体及颗粒相中的分配及其控制因素,于2003年4月(春季)和2002年7月(夏季)采集了珠江河口及近海表层水体,采用GC-MS分析了水体中PAHs.结果表明,珠江河口及近海表层水体中多环芳烃浓度春季(颗粒相:4.0～39.1 ng/L;溶解相:15.9～182.4 ng/L)高于夏季(颗粒相:2.6～26.6 ng/L,溶解相:13.0～28.3 ng/L).河流径流、悬浮颗粒物含量及光降解程度是控制水体PAHs浓度的主要因素.水体中以3环PAHs为主,伶仃洋内样品比珠江口外样品相对富集5,6环PAHs,夏季样品较春季样品相对富集3环PAHs.颗粒物的来源和组成是造成这种差别的主要原因.PAHs在颗粒相及水相中的分配系数(Kp)随颗粒有机碳含量、水体盐度增加而增加,随悬浮颗粒物含量增加而减少.有机碳归一化分配系数(1gKdc)与辛醇/水分配系数(1gKow)间存在明显的线性关系,但高于线性自由能关系模拟值.     

醋酸纤维素吸附剂的制备及其性能表征

研究开发了1种球形醋酸纤维素吸附剂,对其制备方法、形态结构及其对水中4种有机氯农药的吸附性能进行了研究.扫描电镜结果表明,所制备醋酸纤维素吸附剂的外表面是一层致密的醋酸纤维素膜,内部为网状结构;对水中狄氏剂、艾氏剂、异狄氏剂、七氯4种有机氯农药有较强的吸附能力,12h后去除率均达到85%以上;并且对正辛醇-水分配系数(lgK_ow)较大的有机物具有更快的吸附速度,对七氯、艾氏剂的去除率在0·5h后可达99%.说明该吸附剂对水中亲脂性的有机物具有较高的吸附效能.     

再生水灌溉土壤人工合成麝香累积模型模拟

人工合成麝香(HHCB/AHTN)是近几年来受关注较多的药品与个人护理品(PPCPs)类新型污染物之一,再生水灌溉是HHCB/AHTN输入土壤的主要途径.本研究结合再生水灌溉土壤的实地检测结果,采用HYDRUS-1D模型,模拟了长期灌溉再生水条件下土壤中HHCB和AHTN的迁移转化和累积趋势.结果表明,尽管土壤中这两种麝香的含量极低,但是再生水灌溉土壤中的含量是自来水灌溉土壤的5倍;再生水灌溉下HHCB/AHTN累积趋势从lgKoc较低为3.44时的指数型增加,到lgKoc较高为4.12和4.86时的线性增加;半衰期的变化对再生水灌溉途径输入土壤的HHCB/AHTN的表层累积影响并不明显;再生水灌溉下土壤中HHCB/AHTN的垂直迁移能力较小,灌溉40 a以后最大迁移距离只有53 cm,且受Koc变化的影响较大;通过灌溉水途径进入土壤的HHCB和AHTN通过生物降解与植物吸收途径消解的比例较低,最高只占输入总量的7.69%,但是随着lgKoc的减小和灌溉时间增加,通过生物降解和根系吸收的消解率增加.本研究结果能够为准确评估再生水灌溉途径引起的土壤中人工合成麝香HHCB/AHTN的生态风险提供依据.     

天然日光辐照下两江交汇处溶解性有机质(DOM)光漂白过程：以涪江-嘉陵江为例

利用三维荧光光谱手段,结合紫外-可见吸收光谱,分析了涪江(FJ)、嘉陵江(JLJ)及两江交汇处(FJ-JLJ)溶解性有机质(DOM)在太阳辐照下的光漂白过程.结果表明,在夏季短期太阳辐射作用下,所有样品的有色溶解性有机质(CDOM)浓度[a(280)]和荧光峰A、C、M、T均发生了较明显光漂白,降解程度大小顺序为JLJ>FJ-JLJ>FJ.3个采样河段DOM光漂白性质因采样水域周边土地利用类型不同、江水汇合的稀释作用等影响而存在一定差异.以森林系统为陆源输入的JLJ样本光漂白活性最高,城市输入占主导的FJ最低,两江汇合样本居中.DOM经日光辐照后,光谱斜率S和吸光度比值A250/A350增大,腐殖化指数HIX减小,它们可作为光漂白过程中DOM性质变化指标.光漂白过程中,几乎所有样本呈现出陆源特征向自生源特征转化的趋势,尤其IT/IC先降低后显著增加,因此光漂白过程可能会夸大DOM的内源贡献,同时对利用IT/IC评估水体人为影响程度时产生干扰.另外,吸收和荧光光谱参数在评估DOM光漂白过程中结构组分变化的一致性,进一步证明了采用两种互补的光谱手段对DOM地化特征进行辨析的可行性.     

多环芳烃在岩溶地下河表层沉积物-水相的分配

利用实测老龙洞地下河水中和沉积物中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的实际浓度,获取了溶解相-沉积物中PAHs的分配系数Kp值.研究了老龙洞地下河PAHs在水相和沉积物中的质量浓度变化及其在水相和沉积物间的分配.研究结果表明水相和沉积物中PAHs质量浓度分别为81.5~8 089 ng·L-1,平均值(1 439±2 248)ng·L-1和58.2~1 051 ng·g-1,平均值(367.9±342.6)ng·g-1;PAHs组成均以2~3环为主,但沉积物中明显富集高环PAHs.沉积物-水相Kp值分布在55.74~46 067 L·kg-1范围内,随PAHs环数的增加而增大.沉积物-水相中实测的有机碳分配系数(lg Koc)大部分高于预测值上限,PAHs强烈吸附在沉积物上.lg Koc与正辛醇-水分配系数(lg Kow)呈较好的线性自由能关系(R2=0.75),但其斜率小于1,推测地下河沉积物对PAHs化合物的吸收能力较差.