青岛近海表层沉积物中持久性有机污染物的分布及来源解析

论文摘要

持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants,POPs）由于其持久性、生物蓄积性、毒性及远距离迁移性等特点,成为国际社会广泛关注的热点。本文利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对青岛近海17个站位表层沉积物中两类持久性有机污染物,即16种USEPA优控多环芳烃（PAHs）及有机氯化物,包括13种多氯联苯（PCBs）和17种有机氯农药（OCPs）的含量及来源进行了较为系统地研究;同时,针对青岛近海石油污染严重的状况,对15个站位表层沉积物中的正构烷烃的含量分布及来源进行了探讨,研究结果表明:（1）美国环保署（USEPA）优控的16种多环芳烃（PAHs）在青岛近海表层沉积物中均有检出,多环芳烃总量范围在220.6 - 2150.8 ng/g dw,总量平均值的分布特征为:胶州湾内>东北近岸>西南近岸。PAHs来源诊断指数（∑LPAHs/∑HPAHs、Phen/Ant）及主成分分析（PCA）表明,石油来源和燃烧热解产生的PAHs对青岛近海表层沉积物中的PAHs总量都有贡献,对比Long等提出的沉积物生态风险评价标准及世界其他海域的多环芳烃污染状况,青岛近海的PAHs污染处于较低污染水平,整个调查海域为低生态风险区。（2）近海表层沉积物中多氯联苯（PCBs）及有机氯农药（OCPs）总量分别为:1.51-43.72 ng/g dw,1.96- 20.01ng/g dw.,总量平均值的分布特征均为西南近岸>胶州湾内>东北近岸,检出的主要污染物是低氯代PCBs（3-5氯原子取代）及β-HCH和p, p’-DDE。青岛胶州湾内及靠近黄岛工业区的表层沉积物中的PCBs主要来源于工业石化项目及生活污水排放,而其他近海站位的PCBs主要来源于大气沉降。PCBs污染水平属于轻度污染,不会对生物产生毒副作用,属于低风险生态区。17种有机氯农药除去七氯和七氯环氧化物之外均有检出,沉积物中的α-HCH较γ-HCH均存在较大丰度,说明没有林丹类的农药继续使用;（DDD+DDE）/DDTs比例均大于0.5,表明没有新的DDT类农药的输入和使用,整个调查区域内以以往使用过的DDT类农药残留为主,沉积环境为相对氧化的环境。有机氯农药类污染物含量对比世界其他范围的海域,处于相对较低水平,但DDTs类的农药对生物体可能造成潜在的负面影响。（3）近海表层沉积物中总正构烷烃含量范围为700.1-10094.9 ng/g dw（碳数分布范围在:C11-C33）,总量平均值的分布特征为:西南近岸>东北近岸>胶州湾内,正构烷烃来源诊断指数和主成分分析表明,正构烷烃主要来源于石油污染。综上所述,本文针对青岛近海这一特定海域中的三类有机污染物进行了较为系统地研究,其结果有助于比较全面的了解青岛近海有机污染物的污染状况、空间分布特征、污染来源及污染物的最终环境归宿,可以为本海域环境污染控制与治理提供基础和依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究综述
• 1.1 持久性有机污染物的定义及特征
• 1.2 多环芳烃的物化特性、环境行为及生理毒性
• 1.3 有机氯化物的物化特性、环境行为及生理毒性
• 1.4 持久性有机污染物的研究热点及国内研究现状
• 1.5 本研究的目的和主要研究内容
• 2 研究区域及样品采集
• 2.1 青岛近海概况
• 2.2 沉积物样品的采集
• 3 青岛近海表层沉积物中多环芳烃的分布及来源
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要仪器
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 样品预处理及多环芳烃含量的GC-MSD 分析
• 3.1.4 质量保证和质量控制
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 青岛近海表层沉积物中多环芳烃的含量及分布特征
• 3.2.2 青岛近海表层沉积物中多环芳烃含量与有机质含量的关系
• 3.2.3 青岛近海表层沉积物中多环芳烃的组成特征及源解析
• 3.2.4 青岛近海表层沉积物中多环芳烃的生态风险评价
• 3.3 本章小结
• 4 青岛近海表层沉积物中有机氯化合物的分布及来源
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要仪器
• 4.1.2 试剂
• 4.1.3 样品预处理及多氯联苯含量的GC-MSD 分析
• 4.1.4 样品预处理及有机氯农药含量的GC-MSD 分析
• 4.1.5 有机氯化合物的定性和定量及分析方法的质量保证和质量控制
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 青岛近海表层沉积物中多氯联苯的含量及分布特征
• 4.2.2 青岛近海表层沉积物中多氯联苯同族体含量分布特征
• 4.2.3 青岛近海表层沉积物中多氯联苯的来源探讨及污染状况评价
• 4.2.4 青岛近海表层沉积物中有机氯农药的含量分布特征
• 4.2.5 青岛近海表层沉积物中有机氯农药的组成分布特征
• 4.2.6 青岛近海表层沉积物中有机氯农药的生态风险评价
• 4.2.7 青岛近海表层沉积物中有机氯化合物与有机质含量的关系
• 4.3 本章小结
• 5 青岛近海表层沉积物中正构烷烃的分布及来源
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要仪器
• 5.1.2 试剂
• 5.1.3 样品预处理及正构烷烃含量的GC-MSD 分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 青岛近海表层沉积物中正构烷烃的含量及分布特征
• 5.2.2 青岛近海表层沉积物中正构烷烃含量与有机质含量的关系
• 5.2.3 青岛近海表层沉积物中正构烷烃的组成特征及来源分析
• 5.3 本章小结
• 6 主要结论
• 参考文献
• 致谢