2005年全球主要污染区g -HCH土壤残留的模拟与验证

采用修改过的CanMETOP 模型,修正过的2005年1o (经度)×1o (纬度)精度网格的g -HCH残留清单作为模型的输入数据,计算了2005年全球大气中g -HCH的浓度.2005年全球土壤残留为13600t,其中印度、中国、原苏联以及欧洲(去除原苏联)4个区域的土壤残留量占全球g –HCH总残留量的72%.选取已发表的与研究区域相关的3组2005年的大气g -HCH的监测浓度与其相对应的模拟结果进行对比,结果显示这3组数据具有很好的相关性,验证了g -HCH残留清单的准确性和修改后的模型的有效性.     

天津地区土壤中六六六(HCH)的残留及分布特征

2001年5月采集并测定了天津地区188个土壤表层样品的α-HCH,β-HCH,γ-HCH和δ-HCH等有机氯农药的残留量.与1981年的残留量相比较,各区县土壤中親CH有较大幅度减少,但4种HCH异构体的残留仍然较高.其中-HCH是最主要的残留污染物,最高浓度超过1000ng/g.1970～1980年HCH施用量较高的地区如今土壤中的残留量仍然较高,城区样品中HCH的残留浓度高于非城区,而污灌区与非污灌区土壤中的残留水平差异不显著.土壤TOC含量与親CH有较为显著的相关关系.     

α-HCH在太湖地区环境中的长期迁移与残留的动态模拟

根据太湖地区1/4°×1/6°经纬度网格的地表特征及α-HCH施用量,建立了一个基于同精度网格系统, 包含迁移和传输2个模块的质量平衡模型. 迁移模块使用逸度方法描述α-HCH在每一个网格的多介质环境中的迁移过程,传输模块使用拉格朗日方法描述α-HCH在不同网格间的大气平流和水体径流. 模型模拟了α-HCH在研究区域开始施用至今(1952~2007年) α-HCH在5类4层土壤、气、水和底泥23个环境相中的积累、迁移和残留情况. 模拟值与实测α-HCH浓度对比验证表明两者吻合得很好. 环境温度是影响α-HCH在各环境介质中浓度的最重要因素. 模拟结果表明,在α-HCH使用时期,在土壤中的年积累趋势约为年使用量趋势的5.7%; 在停止使用后,其减少趋势为积累趋势的50%. 在α-HCH使用期间,太湖流域α-HCH的年使用量与其水-气界面沉积通量存在显著的相关性,而与土-气界面通量则无显著相关性. α-HCH停止使用后,太湖流域水-气界面通量表现为向大气的挥发,且自1985年其年挥发通量大于土-气挥发通量. 底泥是α-HCH水-气界面挥发的主要补给源. 2007年太湖流域内α-HCH大气浓度普遍高于流域外大气浓度. 整个模拟时段α-HCH的主要输出途径是流出太湖地区,且以大气平流为主;其次的减少途径是在环境介质中的降解,其中土壤降解量占绝大部分. 2007年环境中残留的α-HCH为总使用量的0.005%,以土壤残留量为主,其次是底泥.     

广州市农业土壤中六六六(HCH)的残留特征

用GC-ECD内标法分析了广州市郊区农业土壤表层土中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH四种有机氯农药的残留情况,并对该地区六六六(HCH)的残留特征进行了分析评价。结果表明,在该地区农业土壤中HCH四种异构体均有不同程度的检出,∑HCH残留量介于5.28～174.94ng/g,平均值为62.07ng/g,其中β-HCH残留量的最大值达到了111.18ng/g;∑HCH残留量在不同农业土壤中有明显差异,菜地土壤为54.93ng/g,作物土壤为113.84ng/g,林地土壤为17.42ng/g;HCH各异构体在不同农业土壤中的累积分布比例β-HCH均为最高,分别为菜地土壤73.1%,林地土壤63%,作物土壤53.1%;广州市各类农业土壤中α-/γ-HCH比值均接近于1,指示该地区土壤环境已经发生变化,可能有新的污染源存在。     

新疆哈密地区有机氯农药大气、土壤残留特征、气-土交换及潜在生态风险

应用大气被动采样技术对新疆哈密地区城市、农村及林场点位大气和土壤中主要有机氯农药:HCHs和DDTs进行了1a的观测分析,对其大气、土壤残留现状和气-土交换进行了分析研究,并对其潜在生态风险进行了初步评估,结果表明,哈密地区大气中HCHs和DDTs在1a观测期的平均浓度分别为107.1 pg·m-3和43.9 pg·m-3;大气中HCHs和DDTs浓度呈现季节性变化:夏、秋两季HCHs和DDTs的浓度普遍高于冬、春两季,推测为夏、秋季较高的温度造成更多的HCHs和DDTs挥发到空气中;大气中两类OCPs污染以HCHs为主,HCHs各类异构体残留以α-HCH为主,DDTs残留以p,p’-DDE为主.研究区大气中α-HCH/γ-HCH的值普遍在3～7之间,推测工业HCHs的使用或HCHs的大气长距离传输对该地区大气中HCHs含量有较为明显的影响;大气中(DDD+DDE)/DDTs的值在0.4～0.9之间,有71.4%的比值大于0.5,表明大气中DDTs主要来自于环境中的残留,近期没有新源输入.土壤中HCHs和DDTs含量范围分别为0.344～6.954 ng·g-1和0.104～26.397ng·g-1,均未超过国家土壤环境质量标准规定的一级自然背景值;土壤中两类OCPs污染以DDTs为主,HCHs各异构体残留以β-HCH为主,DDTs残留以o,p’-DDT为主,根据(DDD+DDE)/DDTs<0.5,近期土壤中有新的HCHs和DDTs输入.土壤和大气中HCHs和DDTs的来源不一致,主要是由土壤和大气本身的不同特性以及哈密地区复杂的地理和气候条件导致的.气-土交换研究表明:哈密地区HCHs各异构体和p,p’-DDE的气-土交换主要以土壤向大气挥发为主;而o,p’-DDE、o,p’-DDD、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT的气-土交换则主要是由大气向土壤沉降.大部分DDTs的汇是土壤,源是大气;而HCHs和p,p’-DDE的汇则是大气,源是土壤.哈密地区土壤中HCHs的生态风险较低,哈密城市和林场土壤中DDTs可能对该地区鸟类和土壤生物具有一定的潜在生态风险.     

估算天津环境中γ-HCH归宿的逸度模型

以全天津市为研究区域,利用稳态假设的逸度模型,用Matlab软件计算了γ-HCH(林丹)在环境各相中的浓度和相间迁移通量.γ-HCH在天津气、水、土壤、沉积物、鱼、作物、蔬菜各相中的浓度分别为1.57×10-11、7.95×10-7、1.17 × 10-4、4.58×10-4、6.03×10-4、1.60×10-4和6.42×10-5mol/m3,在数量级上与实测值吻合很好.估算结果表明农业施用和农药厂废水是该地区环境中γ-HCH最主要的来源,最大的汇是土壤和沉积相(占环境中总量的99%),最主要的迁移过程是水-沉、气-土的扩散和沉降,土壤和沉积物中的降解是γ-HCH消失的最主要途径.     

某林丹生产企业搬迁遗留场地土壤中六六六的残留特征

为了解有机氯农药生产企业搬迁遗留场地土壤的污染状况,于2010年11月对原新乡市某林丹生产企业搬迁遗留场地进行了调研,采用索氏提取-气相色谱-电子捕获检测器(SE-GC-ECD)法对其污染土壤中六六六(HCH)进行分析检测.结果表明,在所有采样点位中,六六六的4种异构体的检出率均为100%.0～20 cm表层土壤中六六六的浓度变化具有波动性,总残留量(ΣHCH)范围在0.034 3～19.560 8 mg·kg-1;前后院中心0～80 cm垂向土壤中六六六浓度随土壤深度的增加呈现先增加后减小的趋势,总残留量(ΣHCH)范围在0.031 3～0.294 7 mg·kg-1.通过对污染物的组成分析发现,4种异构体的含量顺序符合β-HCH>δ-HCH>γ-HCH>α-HCH,β-HCH异构体的平均含量在50%左右,远远高于其它异构体的含量,表明该场地并没有新的六六六输入.采用《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》对污染场地土壤残留六六六进行风险评价,结果表明,经过十几年的降解,大部分采样点位六六六的污染浓度(67.9%)低于土壤环境质量二级标准0.5 mg·kg-1,处于安全级别,厂区后院西部及东部靠近生产车间的土壤污染仍较为严重,超出土壤环境质量三级标准(1.0 mg·kg-1)1.5～20倍,存在较大的安全隐患和风险.     

地膜覆盖与施加γ-HCH对农田土壤温室气体排放的影响

采用地膜覆盖和施加 γ-HCH(0 ng???g?1、50 ng???g?1、500 ng???g?1)双因素处理进行紫苜蓿(Medicago sativa L.)盆栽培养试验,通过静态箱-气相色谱法研究了地膜覆盖与施加γ-HCH对土壤温室气体(N2O、CH4和CO2)排放的影响.结果表明:(1)供试土壤是N2O的排放源和CH4的弱吸收汇.(2)土壤N2O和CO2排放通量与土壤含水率和土壤温度呈显著正相关(P<0.05).(3)地膜覆盖显著抑制了无植物处理组第28?—?35 d土壤N2O的排放(P<0.05),以及无植物处理土壤施加γ-HCH时土壤对CH4的吸收峰值(P<0.05);且地膜覆盖极显著促进了CO2的排放(P<0.01).(4)高浓度γ-HCH(500 ng???g?1)处理组N2O排放通量显著高于低浓度γ-HCH处理组(P<0.05),施加高浓度γ-HCH(500 ng???g?1)极显著促进无植物处理和种植苜蓿时无覆盖土壤对CH4的吸收峰值(P<0.01);施加γ-HCH会抑制CO2的排放(P>0.05).     

影响中国近地面γ-HCH浓度和沉积量的贡献源评估

采用CanMETOP模犁,模拟了2005年欧洲(去除前苏联所占区域)、印度、中国和前苏联4个主要的FHCH土壤残留区域的γ-HCH通过挥发、大气传输和沉积对中国环境的影响.结果表明,中国东部和西部地区近地面的年均浓度分别为10～100pg/m3和1～10pg/m3.中国本地源对东中部和东北部的浓度贡献在90%以上,对东南部地区的贡献为30%～80%,印度源对该地区的贡献为10%～30%;印度源对西部的近地面浓度贡献在50%以上;欧洲源和前苏联源主要影响两北地区,贡献比例均在10%左右.中国本地源对东北区域的总沉积贡献最大(75%),西北区域和南部区域的总沉积均以印度源贞献为主,贡献比例分别为63%和67%.整个中国,年总沉积量为691t,贡献比例依次为印度源(55.1%),中国源(31.6%),欧洲源(3.6%),前苏联源(2.5%).     

某农药厂废弃场地六六六和滴滴涕污染状况初探

对杭州某农药厂废弃场地土壤及纳污河道底泥中HCH和DDT含量分布状况进行了初步探讨.结果表明,土壤中HCH和DDT的含量随土壤深度而增加,呈现明显的垂直迁移特性.历史上的生产车间区域土壤HCH和DDT含量较高,为下一步场地详细调查监测的重要区域.该废弃场地α-HCH和γ-HCH的渗透能力较强,α-HCH发生了较大转化,且α-HCH转化能力比γ-HCH强,表层土中β-HCH残留比例较高;DDT及降解产物在0～20 cm表层土壤分布规律为ω(p,p'-DDT)>ω(p,p'-DDE)>ω(o,p'-DDT)>ω(p,p'-DDD),且P,P'-DDT比o,p'-DDT降解显著.该废弃场地100 cm以上土壤处于相对好氧环境,场地没有新的HCH和DDT输入源,但表层土中的DDT可能有新输入源.纳污河道底泥受到HCH和DDT的污染不严重,但排污口下游底泥中DDT对生物的潜在风险处于较高水平.     

河西走廊及兰州地区典型有机氯农药的大气残留及时空分布特征

利用PUF大气被动采样器对河西走廊及兰州地区进行了为期1 a,分4个季度的大气样品采集,应用HP6890ⅡGC-ECD对大气中典型有机氯农药六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的含量进行了分析.研究结果表明,河西走廊和兰州地区大气中ΣHCHs(α-HCH+β-HCH+γ-HCH+δ-HCH)和ΣDDTs(p,p’-DDT+o,p’-DDT+p,p’-DDE+p,p’-DDD)的平均浓度分别为86.22 pg.m-3和34.06 pg.m-3,研究区ΣHCHs和ΣDDTs的背景浓度平均为54.41 pg.m-3和21.56 pg.m-3,同国内外其它地区相比,污染处于相对较低的水平.总体而言,ΣHCHs和ΣDDTs均表现出秋季浓度相对较高(均值分别为127.4pg.m-3和47.06 pg.m-3)的季节特征,酒泉、安西、张掖三地的HCHs和DDTs污染水平较高,推测与这3个地区的耕地面积和历史使用量较大有关.源解析表明,研究区内的HCHs主要来源于禁用前的历史残留以及林丹的使用,DDTs来源于工业DDTs的近期使用,部分地区如酒泉和安西可能存在三氯杀螨醇的使用.河西走廊和兰州地区人群通过呼吸途径对HCHs和DDTs的暴露水平较低.     

广州部分区域表层土壤中有机氯农药分布特征

通过在冬、夏两季对广州市部分市区和远郊区的表层土壤样品中OCPs(有机氯农药)的采样和气相色谱-电子捕获检测法分析,对OCPs残留现状进行了研究.结果表明,土壤中w(HCHs)为0.29～14.90 ng/g,未超过GB 15618—1995《土壤环境质量标准》的一级自然背景值.w(DDTs)为nd～697.70 ng/g.海珠区和黄埔区部分地点w(DDTs)超过一级自然背景值.DDTs为主要残留有机氯农药,平均占w(OCPs)的85.1%.所观察到的较低的w(α-HCH)/w(γ-HCH)(小于1)和w(γ-HCH)>w(β-HCH)的结果,有可能是林丹输入所致.一些地点可能有新的DDT输入.按土地利用类型划分,表层土壤中w(OCPs)为工业区>农田>果园>未利用地>居民区绿地>森林公园.      

南京地区典型有机污染物长距离输送潜力研究

为研究典型有机污染物在南京地区的长距离输送潜力,以p,p’-DDT、γ-HCH、BaP和HCB为研究对象,运用TaPL3模型计算了其在研究区大气及水体中的长距离输送潜力.结果表明,BaP和p,p’-DDT通过大气的特征迁移距离(CTD)较小,分别为198 km和255 km,表现为大气污染长距离输送能力较小,污染较难扩散;而γ-HCH和HCB则更倾向于通过水体或大气进行长距离输送,其水体CTD分别为91 558 km和19 056 km,大气CTD分别为1 858 km和21 104 km,有利于其在研究区的扩散;水对γ-HCH和HCB的黏着度为负值,分别为-2.1和-54.86,表明γ-HCH和HCB更倾向于滞留在大气环境中,其通过大气并达到稳态后在大气中的质量分数为0.551%和2.2%;通过水体且达到稳态后在大气中的质量分数为0.149%和1.05%,高于p,p’-DDT和BaP.     

长江武汉段水体悬浮物中有机氯农药的残留状况

以α-HCH,β-HCH,γ-HCH,δ-HCH,p,p′-DDE,p,p′-DDD,o,p′-DDT,p,p′-DDT和HCB等9种有机氯农药为目标污染物,采用索氏提取和气相色谱法,对长江武汉段水体悬浮物中有机氯农药的残留进行调查分析。调查发现,在长江武汉段水体悬浮物中,六氯苯(HCB)、六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)类有机氯农药均被检出,其中六氯苯(HCB)在表层沉积物中的残留量(质量分数)为0 37～9 06ng g,平均为2 89ng g;六六六类农药在悬浮物中的残留量(质量分数)为0 23～1 90ng g,平均为0 76ng g;滴滴涕类在悬浮物中的残留量(质量分数)为0 18～4 67ng g,平均为1 31ng g。在长江武汉段水体悬浮物中,HCB,p,p′-DDE和γ-HCH的被检出率和残留量均最高,为主要污染物。      

城区大气颗粒物中有机氯农药的含量与分布

采用FA-3型气溶胶粒度分布采样器采样,对北京和天津2个样点夏季大气中不同粒径颗粒物上有机氯农药残留量进行分析.在所有分级样品中均检测出δ-HCH,p,p'-DDD和p,p'-DDT,其他有机氯农药只在部分样品中被检出.北京样中HCHs(α-HCH+β-HCH+γ-HCH+δ-HCH)含量为0.240ng/m3,DDTs(p,p'-DDT+p,p'-DDD+p,p'-DDE)含量为0.962ng/m3,天津样品中HCHs含量为0.581 ng/m3,DDTs含量为1.874ng/m3.天津样中有机氯农药残留明显高于北京样.大气颗粒物上的有机氯农药粒径分布特征为:北京样中HCHs和DDTs含量随粒径均呈单峰分布,而天津样中HCHs呈三峰态分布,DDTs呈较弱的单峰态分布.HCHs和DDTs两类化合物的质量中值直径和分散度分别在2.1～2.5μm和3.1～3.7μm范围内.      

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.     

福建泉州湾有机氯农药的多介质迁移与归趋

以α-HCH与p,p'-DDT为主要研究对象,以泉州湾及其重要汇水流域--晋江流域为研究区域,构建了Level Ⅲ多介质非平衡稳态逸度模型,对该区域α-HCH与p,p'-DDT在各环境相中浓度、容纳能力、储量分布及各相间的迁移通量进行了计算分析,并对模型关键输入参数的灵敏度进行了探讨.结果显示：α-HCH与p,p'-DDT在土壤相,水相以及沉积物相中的模拟计算浓度与野外样品实测平均浓度吻合度较高,验证了模型的有效性;当研究系统达到平衡时,环境各相对α-HCH与p,p'-DDT容纳能力由大到小分别为沉积物,土壤,水及空气; α-HCH在土壤与沉积物中的储量之和为总储量的97.42%, p,p'-DDT则为99.89%,是其主要的汇区;α-HCH与p,p'-DDT从研究区域迁移消逝的主要途径为水的平流输出,在环境相间迁移过程中,α-HCH的主要迁移途径为水体向大气的迁移,而p,p'-DDT的主要迁移途径为水体向沉积物的迁移;灵敏度分析指出辛醇-水分配系数对数值logK_ow是影响污染物在环境相中浓度分布的最主要因素.     

鄂东鸭儿湖地区大气中有机氯农药特征及土-气交换

采用聚氨酯泡沫-被动采样法（PUF-PAS）采集鸭儿湖地区大气样,研究典型污染源地区大气中有机氯农药（OCPs）组成、来源及土-气交换现状。鸭儿湖地区大气中OCPs主要组成为艾氏剂（Aldrin）、滴滴涕（DDTs）、六六六（HCHs）、六氯苯（HCB）、甲氧滴滴涕（Methoxychlor）和a-硫丹（α-Endosulfan）,约占OCPs总量的84%。较高浓度Aldrin（平均浓度为161.25 pg/m³）广泛存在应引起高度重视。HCHs（平均浓度为89.64 pg/m³）和DDTs（平均浓度为92.29 pg/m³）普遍存在且含量高,污染程度比较明显。HCHs异构体中β-HCH高于α-HCH,远远高于γ-HCH和δ-HCH,说明HCHs经过长期降解已逐渐稳定下来;来源分析推测存在工业HCHs的使用或者受大气长距离传输影响。DDTs在各点位分布明显不同于HCHs,且各点位DDTs的六种组成均存在很大差别,可能由于点位地理位置以及农药使用情况导致;来源分析推测大气中DDTs主要来自历史残留。鸭儿湖地区OCPs土气交换研究表明,HCHs主要表现为从大气向土壤中沉降;DDTs在大多数点位源于土壤中历史残留的挥发,部分点位受到大气长距离传输影响。     

辽宁大伙房水库沉积物中有机氯农药和多氯联苯的分布、来源及风险评价

利用GC-MS测定24个大伙房水库表层沉积物中有机氯农药和多氯联苯含量,主要揭示水库沉积物中有机氯农药和多氯联苯的残留特征.结果表明,HCHs的含量为0.70～3.48 ng.g-1,均值为（1.58±0.71）ng.g-1;DDTs的含量为0.85～4.94ng.g-1,均值为（1.94±0.82）ng.g-1;PCBs的含量为1.46～3.52 ng.g-1,均值为（2.42±0.64）ng.g-1.γ-HCH、β-HCH、DDE、DDT和PCB28百分含量较高.高百分含量γ-HCH和DDT表明目前仍在使用的林丹和工业滴滴涕产品;β-HCH、DDE和PCB28可能来自土壤中农药和多氯联苯残留.水库上游污染物含量明显高于水库下游,同时污染物高值点主要集中在浑河河口,表明水库上游浑河河流搬运是水库沉积物中污染物的主要输入来源,并影响污染物在沉积物中的分布.生态风险评价结果表明,沉积物中DDTs和γ-HCH存在较高的生态风险;沉积物中PCBs残留尚未对周围环境造成不利影响.     

有机氯农药在农田土壤中的吸附解吸特征

选取3种不同深度的农田土壤作为吸附剂,采用批量实验方法,研究了有机氯农药p,p’-DDD和γ-HCH在等温条件下的吸附解吸行为。结果表明,p,p’-DDD和γ-HCH的吸附解吸曲线均可用Freundlich模型较好拟合,并且在表层土壤中表现为线性,而在深部土壤中表现为非线性,表明深部土壤的组成可能更加复杂和不均匀。3种土壤对p,p’-DDD的吸附容量参数Kf值与总有机碳(TOC)含量大小关系一致,而γ-HCH的吸附Kf值却与DOM含量显著正相关。p,p’-DDD和γ-HCH在所有样品中的解吸均有不同程度的滞后现象,其中p,p’-DDD的解吸主要受土壤中有机质含量的影响,TOC含量越低滞后性越不明显,而γ-HCH的解吸滞后性比较复杂。