半干旱地区典型POPs硫丹环境多介质迁移归趋模拟研究——以兰州河谷盆地为例

以硫丹为研究对象,利用三级多介质逸度模型,对硫丹在半干旱的兰州河谷盆地大气、水体、土壤、沉积物和植物相中的浓度分布进行模拟研究;对硫丹在研究区环境多介质问的迁移通量进行分析,确定其在环境中的主要迁移过程;并结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;此外,还对除常数之外的20个模型参数进行灵敏度分析,并对较高的模型灵敏度影响因素进行不确定性分析.研究结果表明:土壤、植物和沉积物相是硫丹在兰州河谷盆地环境污染的主要储库;大气平流输入和农药施用是研究区硫丹的主要输入源,沉积物降解和大气平流输出为研究区的主要消耗和输出途径;亨利常数、辛醇-水分配系数等化合物理化性质参数,以及沉积物、土壤有机碳含量等环境参数对模型的灵敏度影响比较显著;模拟浓度与实测浓度相差在一个数量级之内,吻合较好,表明建立的三级多介质逸度模型适用于半干旱的兰州河谷盆地α-硫丹和β-硫丹的环境多介质迁移及归趋行为模拟.     

表面流人工湿地中硫丹的去除规律研究

硫丹是一种环境中广泛存在的有机氯类污染物,本研究探讨了3个不同浓度梯度的硫丹在表面流人工湿地各组成成分中的去除规律.利用索氏提取-气相色谱法分别测定水、植物、非根际基质以及根际基质中硫丹的含量.结果表明,人工湿地在去除硫丹方面具有很大的优势,30 d内硫丹在人工湿地的水、非根际基质、根际基质中的平均去除率分别为87.9%、63.0%、70.9%.在该系统中,α-硫丹比β-硫丹更加容易去除,主要累积的降解产物为硫丹硫酸酯.基质吸附对人工湿地去除硫丹有很大作用,3 d内,水中约80.0%的硫丹被吸附到基质中.植物对硫丹的去除有很大的促进作用,由于植物的影响,根际基质对硫丹的平均去除率比非根际基质高7.9%.     

硫丹及硫丹硫酸酯的土壤降解特性

在实验室条件下研究了α-硫丹、β-硫丹及硫丹硫酸酯在东北黑壤土、江苏水稻土、江西红壤土和河南二合土4种土壤中的降解特性.结果表明,硫丹及硫丹硫酸酯降解过程可用一级动力学方程描述.4种土壤中,β-硫丹的降解半衰期(DT50)分别为39、10、14和13d;α-硫丹的DT50分别为72、56、105和42d;硫丹硫酸酯的DT50分别为39、41、53和34d,因此,硫丹硫酸酯在土壤中的持久性值得关注.α-硫丹在有机质含量丰富的土壤中降解较慢,β-硫丹在碱性土壤中降解较快.用一级动力学模型模拟的硫丹(α-硫丹+β-硫丹)和总硫丹(α-硫丹+β-硫丹+硫丹硫酸酯)降解过程的计算结果表明,硫丹的DT50为18～47d,总硫丹的DT50为48～77d.试验观察到的硫丹降解产物依次为硫丹硫酸酯、硫丹二醇、硫丹醚和硫丹羟基醚.     

西安城区大气有机氯农药的污染特征及来源分析

采用大流量主动采样器于2008年7—10月对西安城区大气进行采集,共获得颗粒态和气态样品24个,并对其中含有的17种有机氯农药(OCPs)进行了分析.结果表明:西安城区大气中ρ(α-硫丹)和ρ(β-硫丹)最高,分别为260.7和212.0pg m3,ρ(DDTs)(DDTs=o,p′-DDD+o,p′-DDT+o,p′-DDE+p,p′-DDD+p,p′-DDT+p,p′-DDE)为167.4pgm3,ρ(HCHs)(HCHs=α-HCH+β-HCH+γ-HCH)为199.3pgm3,ρ(trans-氯丹)和ρ(cis-氯丹)分别为104.0和97.3pgm3,ρ(六氯苯)为74.9pgm3,且都主要分布在气相中.来源分析表明,西安大气中DDTs受三氯杀螨醇的影响显著,而HCHs则主要来源于林丹的使用残留.α-HCH,HCB,p,p′-DDE及p,p′-DDT主要受污染物长距离传输影响,而γ-HCH,trans-氯丹,cis-氯丹,α-硫丹和β-硫丹主要受采样点周边地表挥发的影响.     

硫丹对蚯蚓存活、生长和肠胃线粒体超微结构的影响

通过人工土壤法对蚯蚓进行14d的急性暴露,研究了硫丹对蚯蚓存活、生长的影响;试验结束后,从硫丹剂量为0.5mg·kg-1和5 mg·kg-1的处理中挑选蚯蚓制作超薄切片,观察肠、胃部线粒体超微结构的变化.结果表明,硫丹对蚯蚓有较强的毒性作用,14d的LC50为6.52mg·kg-1.试验期间硫丹对蚯蚓的生长有显著的抑制作用,生长抑制率随硫丹剂量和暴露时间增加而增大.蚯蚓肠胃部的线粒体对硫丹有较强的敏感性,在非致死剂量下超微结构的损伤程度随硫丹剂量增加而加重.     

碱催化脱氯技术处理氯代新POPs研究及示范工程

以硫丹作为氯代新POPs的代表,通过实验室小试研究,探讨反应温度、NaOH和石蜡油投加量对硫丹在NaOH/石蜡油碱催化反应体系中的去除和脱氯效率(RE和DE)的影响,并寻找出最优条件,开展示范工程研究.实验室小试结果表明,反应温度、NaOH投加量和石蜡油投加量对硫丹脱氯效率的影响要大于对其去除率的影响.当温度为250℃,硫丹和NaOH及石蜡油的质量比为1:3:6和1:3:10时,反应3h后,硫丹去除率和脱氯效率分别达到99.99%和99%以上.采用硫丹和得克隆两种氯代有机物开展示范工程研究,中试设备处理能力达到15kg/批次,在250~300℃下反应3~10h后,对硫丹和得克隆的去除效率均达到99.9%以上,表明硫丹和得克隆被有效分解.示范工程的成功实施为我国履行斯德哥尔摩公约提供技术支持.     

表面活性剂及其组合洗脱污染土壤中的硫丹

采用序批实验和并行解吸法,研究了添加和不添加Na2SiO3两种情况下,非离子表面活性剂和阴/非离子混合表面活性剂对污染老化土壤中α-、β-硫丹的洗脱效果与动力学特征.结果表明,不添加Na2SiO3时,α-、β-硫丹的洗脱率顺序为Tween80/SDS>Tween 80>Triton X-100.Triton X-100/SDS在100～500 mg·L-1和800～1 000 mg·L-1时的洗脱率分别低于和高于相应浓度的Triton X-100;添加Na2SiO3后,硫丹的洗脱率顺序为Tween 80/SDS>Tween 80>Triton X-100/SDS>Triton X-100,4种洗脱模式对硫丹的洗脱能力均显著提高,其中α-硫丹的洗脱率分别是不加Na2SiO3的1.17～2.73、1.87～4.02、1.85～6.56和1.87～2.85倍.硫丹的洗脱过程可用4参数2室一级动力学模型描述,存在明显的快速洗脱和慢速洗脱阶段;β-硫丹的洗脱速率和洗脱率均低于相应处理的α-硫丹,表明β-硫丹较难从土壤中洗脱;添加Na2SiO3可增大硫丹的快速和慢速洗脱速率常数,减少慢速洗脱的百分率.与其它洗脱模式比较,添加Na2SiO3的Tween 80/SDS能够高效、快速洗脱污染土壤中的硫丹,是一种优良的混合洗脱剂.     

中国履行斯德哥尔摩公约淘汰硫丹的社会经济影响

通过构建化学品风险管理SEA(社会经济影响分析)方法学,结合中国硫丹生产、使用及替代技术状况的调研,对中国履约淘汰硫丹的社会经济影响进行了分析. 结果表明:中国5 a淘汰情景下的总成本为5 007.2×104元,其中产业经济成本为4 852.2×104元,管理成本为155.0×104元,沉没成本约为651.0×104元;10 a淘汰情景下的总成本为2 748.5×104元,其中产业经济成本为2 507.6×104元,管理成本为240.9×104元,而沉没成本约为651.0×104元. 硫丹淘汰对现有硫丹原药生产企业会产生一定的经济及化工生产链影响,但总体经济影响不大. 对履约淘汰硫丹的主要利益攸关方、就业影响和消费者福利等因素的分析表明,除对硫丹长期集中使用的棉花种植者构成一定的短期影响外,中国履约淘汰硫丹产生的社会影响较小. 其中,5 a淘汰情景比10 a淘汰情景可减少约2 000 t硫丹环境排放量,具有更显著的环境和健康效益. 因而,建议中国采用5 a淘汰情景履约淘汰硫丹,研究成果可为国家硫丹履约行动计划的制订和实施提供参考.      

福建戴云山脉土壤有机氯农药残留及空间分布特征

为研究有机氯农药(OCPs)在福建戴云山脉表层土壤中的残留水平、来源和空间分布特征,采集福建戴云山脉101个表层代表性土壤样品,并用气相色谱(GC-ECD)法分析其20种OCPs的含量.结果表明,研究区域土壤中20种OCPs均被检出,除Endrin和β-HCH外,OCPs检出率均在90%以上.HCHs、DDTs、硫丹及硫丹硫酸脂的含量之和占OCPs总含量的79.51%,是主要的污染物.土壤中OCPs的含量范围为2.56~465.99 ng·g-1,平均值为38.00 ng·g-1.与国内外相比,HCH和DDT的残留水平相对较低,属于低污染区域;研究区内硫丹硫酸脂及硫丹存在一定的污染.来源分析显示研究区近期可能存在林丹和三氯杀螨醇的输入,硫丹的污染来源于历史使用.不同种植类型土壤对比结果表明,土壤中OCPs(HCHs+DDTs+硫丹硫酸脂+硫丹)的平均含量依次为水田>菜地>果园,果园土壤污染主要源于林丹的输入,DDTs主要为三氯杀螨醇型污染.水田耕作中输入的硫丹类农药是土壤污染的主要原因.     

紫色土对硫丹的吸附与解吸特征

为揭示硫丹在紫色土中的残留过程、保护土壤生态环境,采用静态吸附和解吸实验,研究了紫色土对硫丹的吸附与解吸特征,考察了温度、吸附剂用量和吸附液初始p H等因素对吸附量的影响.结果表明紫色土对硫丹的吸附动力学过程可以用二级动力学方程很好地描述,获得α-,β-硫丹的初始吸附速率常数分别为0.157 mg·(g·min)-1和0.115 mg·(g·min)-1;吸附热力学过程可以用Langmuir等温吸附模型很好地描述,获得α-,β-硫丹的最大吸附量分别为0.257 mg·g-1和0.155mg·g-1,紫色土吸附硫丹是放热的物理化学过程,但以物理吸附为主.在本研究所设条件下,吸附液初始p H对吸附量的影响较大,温度和吸附剂用量的影响相对较小.解吸实验发现,紫色土吸附的α-,β-硫丹分别在6和4 h时达到最大解吸量(0.029mg·g-1和0.017 mg·g-1),分别占最大吸附量的10.5%和16.1%.     

灰分对挺水植物生物炭吸附硫丹的影响

将美人蕉、菖蒲和芦苇等挺水植物通过限氧高温热解（500℃）制备生物炭,探究灰分对生物炭吸附硫丹的影响.研究表明：挺水植物生物炭表面孔隙发育成熟,以介孔为主,灰分含量较高（15.86%~27.29%）,主要成分可能为碳酸钙.生物炭对硫丹的非线性吸附常数介于0.63~0.80之间,较去灰生物炭大（0.61~0.72）.去灰后,生物炭对β-硫丹和α-硫丹的吸附能力降低（logK_F在6744~11111mg/kg之间）.但各生物炭比表面积增大（20.55~58.13m²/g）,（O+N）/C值变小,炭表面极性降低,疏水性增强;且表层碳元素与主体碳占比增加,炭表面暴露出更多的有机质,增强对硫丹的疏水作用.加入上清液后,去灰后美人蕉、菖蒲和芦苇生物炭对硫丹的吸附变化显著,其上清液中的溶解性物质增强了去灰生物炭对硫丹的吸附作用.     

含硫丹POPs废物浸出特性研究

以含硫丹POPs废物为研究对象,对废物中硫丹进行了浸出实验,针对实验室条件下影响硫丹浸出的主要因素(浸提剂初始pH,粒径,液固比,浸出时间)进行研究。分别用超声萃取法和液液萃取法提取样品和浸出液中的硫丹,并用GC对α-硫丹,β-硫丹的浓度进行定量检测。结果表明,废物中硫丹的浸出是一个快速的溶出过程,废物中硫丹的组分浓度较高,α-硫丹的含量为0.11 g/g,β-硫丹含量为0.023 g/g,浸出率为0.01%~0.49%。在实验设计范围内,硫丹的浸出量随浸提时间的延长,液固比的增大而增加;粒径对其影响不明显;在弱酸条件高于强酸条件。     

硫丹环境毒理研究进展

本文综述了硫丹的环境毒理研究进展。硫丹是一种有有机氯杀虫剂，它由α和β两种异构体组成。硫丹对在鼠急怀经口ＬＤ５０为８０－１１０ｍｇ／ｋｇ，属中等毒性，没有发现人有致癌、臻畸和致突变作用。硫丹不易产生生物蓄积，也不会持久性地存在于生物组织中。它对结水生生物，特别是鱼类的毒性较大，对蜜蜂和鸟类具有中等毒性。硫丹两异构体及其有毒谢物－硫丹硫酸盐可以用乙腈、丙酮等溶剂提取，经氟罗里硅土柱层析净化后用握相色     

挺水植物生物炭对硫丹的吸附及催化水解作用

以美人蕉、菖蒲、芦苇、茭白、再力花、芦竹等挺水植物为原料,在限氧升温（550℃）条件下制备6种不同性质的生物炭,研究其组成及结构对硫丹吸附和催化水解作用.结果表明：550℃下热解,湿地植物生物炭所含灰分高于一般农产品废弃物,介于10.88%~31.11%间.生物炭表面芳香类官能团较多,孔隙部分呈碎片化,以介孔为主.6种生物炭对硫丹都具良好吸附性能.吸附行为主要发生在含致密有机质的生物炭表面,包括疏水、扩散及分配作用等.中/碱性条件下,美人蕉生物炭、菖蒲生物炭及再力花生物炭能有效去除水溶液中的硫丹,去除率为96.77%~98.57%.中性条件下,因生物炭对硫丹的催化,对硫丹的去除率提高约16.57%~72.57%.     

福建沿海海岛大气颗粒物中有机氯农药的区域背景及污染特征

为了研究沿海海岛背景区大气OCPs（有机氯农药）污染特征,于福建东山岛采集大气颗粒物样品,分析其中20种OCP化合物的质量浓度及可能来源.结果表明:东山岛大气颗粒物中ρ（总OCPs）为0.05~13.24 pg/m3,平均值为（3.21±2.78）pg/m3.其中,ρ（HCH）（HCH为六六六）最高,占ρ（总OCPs）的50.2%,其次是ρ（甲氧DDT）（甲氧DDT为甲氧滴滴涕）、ρ（DDT）（DDT为滴滴涕）和ρ（异狄氏剂）,而ρ（氯丹）、ρ（硫丹）、ρ（艾氏剂）和ρ（狄氏剂）均较低.ρ（总OCPs）季节性变化特征明显,表现为春季>冬季>夏季.OCPs分子标志分析显示,冬季和春季东山岛存在林丹新源的输入,夏季存在DDT新源的输入,而氯丹和硫丹主要以历史残留为主.与其他区域相比,东山岛大气颗粒物中ρ（总OCPs）明显低于城市、工业、农业、郊区、陆地背景区以及欧洲沿海背景区,总体处于较低水平.按功能区分化,OCPs的污染特征表现为城市、工业和农业区域>郊区、陆地背景区>海洋背景区.气团后向轨迹分析显示,春季ρ（总OCPs）较高可能受到北方陆地污染气团来源的影响,而夏季ρ（总OCPs）较低主要受到洁净海洋气团来源的影响.研究显示,福建沿海海岛背景区域大气中OCPs受污染源影响较小,其赋存状态处于较低水平.      

广西大石围天坑群有机氯农药的大气干湿沉降

为研究大气有机氯农药(OCPs)的沉降对广西乐业大石围天坑群喀斯特生态环境的影响,选择典型的大石围天坑,采用大气干湿采样器分季节进行了为期一年(2007-03—2008-03)的大气干湿沉降样品采集,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定22种有机氯农药。结果表明,大气干湿沉降中PAHs的干湿沉降通量为10.236～88.728 ng(/m.2d),平均值为48.974 ng(/m.2d),研究期间大石围天坑的OCPs沉降量为2.986 g;OCPs沉降通量的空间分布为东垭口>南垭口>北哑口>西峰,与风的进出口密切相关;不同季节的沉降通量为春季>秋季>夏季>冬季,春、夏季OCPs沉降通量高于秋、冬季1.0倍,且春季以滴滴涕(DDTs)和六氯苯(HCB)为主,夏季以β-硫丹和HCB为主,秋季以HCHs和顺式-氯丹为主,冬季以HCHs为主。研究区大气OCPs沉降通量与季风、地理位置、降雨量和温度等因子密切相关;OCPs来源分析显示大石围天坑群春、夏季大气中OCPs主要来源于高气温、低海拔的水稻、水果主产区百色、南宁盆地的远距离传输,秋、冬季则来源于北部相邻的贵州省境内。     

环境医学

X18 9602633硫丹环境毒理研究进展/朱鲁生(山东农业大学资源与环境学院》二//环境科学进展/中科院生态环境研究中心一1996,4(i)一41~49 环信X一4 综述了硫丹的环境毒理研究进展。硫丹是一种有机抓杀虫剂,它由Q和乒两种异构体组成。硫丹对大鼠急性经口LDs。为50~izomg/kg,属中等毒性,没有发现其有致癌、致畸和致突变作用。硫丹不易产生生物蓄积,也不会持久性地存在于生物组织中。它对某些水生生物,特别是鱼类的毒性较大,对蜜蜂和鸟类具有中等毒性。硫丹两异构体及其有毒代谢物一一硫丹硫酸盐可以用乙睛、丙酮等溶剂提取,经氟罗里硅土柱层析…     

大气气溶胶化学组成测定得出意外结果

大气气溶胶通过吸收和反射阳光后影响地球气候,它也通过为非均相反应提供表面影响大气气相化学,但是大气气溶胶化学组成的测定工作做得较少.最近在美国"科学"杂志发表[Science,282,1664(1998)]的28 000个以上的单个气溶胶颗粒化学组成的测定给出了一些令人惊讶的结果.     

黄河表层沉积物中有机氯农药的相关性分析与风险评价

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,探讨了有机氯农药含量与沉积物粒度、TOC之间以及有机氯农药组分之间的相关性,评价了有机氯农药的污染水平和生态风险.结果表明:沉积物中有机氯农药总含量范围为0.35～22.92 ng·g-1,其中HCHs与DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ng·g-1和0.05-5.03 ng·g-1.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.沉积物中牯土、TOC、六氯苯、HCHs、九氯、B-硫丹类农药含量与有机氯农药总含量之间显著相关,在决定有机氯农药含量和分布上起着重要的作用.HCHs和六氯苯、反式氯丹、硫丹类农药,氯丹和九氯、硫丹硫酸盐类农药;六氯苯和β-硫丹含量显著相关,很可能具有相似的分布机制和输入来源;而DDTs与其它类农药含量不相关,其分布和来源可能不相同.与沉积物风险评估值对比,黄河表层沉积物中的有机氯农药存在一定的生态风险.     

仪器中子活化分析法测定大气悬浮颗粒中的微量元素

大气是人类生存的重要外界环境之一.通常每人每天平均吸入空气约10-12m3.因此大气的正常化学组成对于人体健康有着重要的意义. 测定大气悬浮颗粒中的微量元素,有它的特殊要求:(1)悬浮颗粒在大气中的丰度