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近年来,持久性有机污染物多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)、多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(Organochlorine Pesticides,OCPs)在环境介质和人体中的检出率和检出量越来越高,且对生物体存在潜在的毒性,因此它在环境中的污染特征引起了学术界的广泛关注。土壤和沉积物具有很强的吸附能力,是环境中PBDEs、PAHs和OCPs的重要储存库,研究这些持久性有机污染物在土壤和沉积物中的浓度水平、组成特征和迁移规律有着重要的意义。本研究选取了三峡库区最大的消落带区域开县汉丰湖地区为研究对象,研究了PBDEs、PAHs和OCPs在本研究地区岸边土壤、消落带和表层沉积物中的污染特征(含量水平、空间分布)和在这三种介质中可能存在的迁移情况,同时探讨了它们的可能来源,研究结果表明:
⑴研究区域岸边土壤中,Σ3-9PBDE(三溴-九溴PBDEs化合物浓度和)浓度范围和平均值分别为0.567-6.13 ng g-1和2.34 ng g-1,BDE-209浓度范围和平均值分别为9.19-350 ng g-1和101 ng g-1,BDE-209占岸边土壤ΣPBDEs的93.8-98.3%;消落带中,∑3-9PBDE浓度范围和平均值分别为1.24-2.73 ng g-1和2.14 ng g-1,BDE-209浓度范围和平均值分别为20.9-103 ng g-1和73.1 ngg-1,BDE-209占消落带ΣPBDEs的94.4-97.9%;表层沉积物中,∑3-9PBDE浓度范围和平均值分别为3.15-50.1 ng g-1和12.7 ng g-1,BDE-209浓度范围和平均值分别为112-2261 ng-1和555 ng g-1,BDE-209占表层沉积物∑PBDEs的97.5-98.0%。在全部样品中,BDE-209丰度范围为93.8-98.3%,是三峡汉丰湖地区主要的PBDEs污染化合物。PBDEs同系物组成和空间分布情况都表明在S1和S2两个采样点附近可能存在新鲜PBDEs点源污染输入;同时还表明在全部采样点,在岸边土壤和消落带之间可能存在PBDEs的迁移行为。所有样品中,TOC含量和PBDEs的浓度水平之间没有显著相关性。
⑵研究区域消落带中PAHs浓度水平(浓度范围:91.8-1324 ng g-1;平均浓度:574 ng g-1)要高于岸边土壤(浓度范围:79.7-473 ng g-1;平均浓度:279 ng g-1)和表层沉积物(浓度范围:21.8-692 ng g-1;平均浓度:256 ng g-1)中PAHs浓度水平。参照荷兰Maliszewska-Kordybach提出的PAHs污染标准,研究区域PAHs污染水平总体上属于轻度污染。PHE是岸边土壤、消落带和表层沉积物样品中最重要的PAHs单体,其在样品中的丰度达到了28.9-73.9%,平均丰度为42.1%。岸边土壤、消落带和表层沉积物中PAHs组成主要以低环化合物(二环、三环化合物)为主,平均含量比例达到了60%,这与中国的实际PAHs排放特点是相符的。在消落带中PAHs的含量和TOC之间有显著性的关系。在消落带和表层沉积物之间可能存在PAHs的迁移行为。通过特征化合物比值和主成份分析发现,三峡汉丰湖地区岸边土壤、消落带和表层沉积物中PAHs的主要来源(>75%)是油类燃烧、生物质能的燃烧,也有一部分(15%)来自煤炭燃烧。
⑶在研究区域被检测的20种OCPs中,只有DDTs(P,P’-DDT、P,P’-DDD和P,P’-DDE)和HCHs(α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH)7个单体被检测出。研究区域岸边土壤中HCHs和DDTs浓度范围分别为0.027-0.769 ngg-1和1.09-212 ng g-1;消落带中HCHs和DDTs浓度范围分别为0.019-4.85 ng g-1和0.455-63.4ng g-1;表层沉积物中HCHs和DDTs浓度范围为0.006-0.508 ng g-1和0.039-140 ng g-1。在DDTs中,P,P’-DDE是所有样品中最重要的DDTs单体,其在所有样品DDTs中的丰度范围是0.763-86.3%,平均丰度为55.9%。在HCHs中,β-HCH是所有样品中最重要的单体,其在所有样品HCHs中的丰度范围是27.7-88.7%,平均丰度是48.8%。通过研究分析HCHs和DDTs的特征化合物比值发现,在六六六被禁用以后,该地区近期可能有林丹的使用或者输入;同时在某些采样点(S3岸边土壤、S4表层沉积物和S7表层沉积物)可能存在着P,P-DDT(三氯杀螨醇中间体或者船只油漆)的输入,而其他采样点则可能是原来使用的DDTs残留和代谢产物。在岸边土壤和消落带间可能存在DDTs的迁移行为。消落带中OCPs浓度水平和相应的TOC含量之间存在较好的相关性。