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多环芳烃(PAHs)作为一种典型持久性有毒有机化合物,可通过各种环境介质(大气、水、生物等)长距离迁移并普遍分布于自然环境中,其16种组分已被美国环保局(US EPA)列入优先控制污染物名单(Priority Pollutant List)。PAHs所引起的污染问题已经引起国际环境保护组织、各国政府和民众的高度关注,水体和沉积物中PAHs动态分布是当今环境科学领域研究的热点和难点。本文以太湖东部水源地为研究区域,以典型持久性有机污染物PAHs为研究对象,建立高效液相色谱测定环境样品中PAHs的分析方法,测定水体及沉积物中PAHs含量,分析PAHs的时空分布规律,探讨PAHs在水体垂向上的分布特征,模拟并掌握PAHs悬浮沉降过程中的动态行为,阐明PAHs的主要来源及其迁移输入途径,并对其生态风险进行评价,以期为太湖东部水源地PAHs的污染源判别及其污染治理提供科学方法和依据,为我国自然环境中持久性有毒污染物的研究积累基础数据。
本研究所建立的方法对水样中PAHs的回收率控制在60.5％-85.5％之间,最低检测浓度可达ng/mL级,完全适用于环境水样中PAHs的分析与测定。
太湖东部水源地及周边主要水体中PAHs总浓度均值为254.8±118.2ng/mL,沉积物中的PAHs主要赋存于粘土的有机碳中,其总浓度(ng/g,干重)均值为3153.15±393 ng/g；金墅湾水源地PAHs总浓度季节性差异为:冬季＞春季＞秋季＞夏季,在金墅湾水源地白洋湾水厂取水口北面的采样点致癌物质浓度较低,南面和西面致癌PAHs浓度相对较高。
在水体中,东太湖PAHs主要来源于石油/煤/生物质燃烧,这与东太湖船只及湖中居民较多有关,梅梁湾PAHs则是由于石油泄漏和石油/煤/生物质燃烧,这与梅梁湾几条重要港口船只流动量大有关,贡湖PAHs则主要来源于煤/生物质燃烧,这与望亭电厂有关,胥口湾PAHs主要来源于石油泄漏和煤/生物质燃烧石油类燃烧,与船只流动量较大和苏州垃圾焚烧发电厂有关,金墅湾水源地四个季节中PAHs首先来源于燃烧源,其次主要来源于石油产品的泄漏；沉积物中,东太湖PAHs主要来源于煤/生物质燃烧,贡湖、胥口湾及梅梁湾西部主要来源于石油泄漏,梅梁湾PAHs大部分来源于石油类燃烧。目前太湖东部水源地PAHs存在一定生态风险,其中梅梁湾生态风险相对较大,东太湖次之,胥口湾和贡湖生态风险相对较小。
金墅湾水源地PAHs剖面分布特征为:从表层至沉积物-水界面处PAHs浓度有增加趋势。对PAHs悬浮与沉降过程模拟结果表明:①中风模拟实验:悬浮过程各水层PAHs总浓度增加,沉降过程各水层PAHs总浓度降低,这与沉积物的悬浮沉降及PAHs在颗粒相及水相中的分配系数(Kp)有关；2环和7种PAHs较其他环数PAHs易滞留在水体各水层,具体机制有待进一步研究:②大风模拟条件使表层水体浓度增加较快,对表层水体影响高于中下层水体,在沉降过程中,大风模拟条件下各水层PAHs的沉降速度要低于中风模拟条件。③14种及3环PAHs在表层水体中与TC及TOC有较好的相关性,中下层水体其与TC和TOC无相关性。