杭州市典型農業(yè)和工業(yè)區(qū)氯代POPs的殘留、土氣交換特征及健康風險研究.pdf

1、持久性有機污染物(Persistent organic pollutants，POPs)能夠持久存在于環(huán)境中，并且能夠隨著食物鏈在動物和人體內不斷積蓄，具有半揮發(fā)性和高毒性，目前受到全球范圍的廣泛關注。典型的氯代持久性有機物包括有機氯農藥六六六(Hexachlorocyclohexanes, HCHs)、滴滴涕(Dichlorodiphenyltrichloroethanes,DDTs)和多氯聯(lián)苯（Polychlorinated bip

2、henyls，PCBs），雖然已被禁用幾十年，但由于它們在我國的歷史產量和使用量十分巨大，至今仍能在各種環(huán)境介質中檢出，并且持續(xù)地對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害。因此，研究這類物質在環(huán)境中的殘留、歸趨等行為以及評價其對人體的健康風險是十分必要的。
　　在本論文的研究中，我們采集了杭州市典型農業(yè)和工業(yè)區(qū)的土壤和大氣樣品，分析了其中HCHs、DDTs和PCBs的濃度，并針對具有手性的有機氯農藥α-HCH、o,p'-DDD和o,p'-DD

3、T進行了對映體分析，利用異構體和對映體選擇性殘留特征闡述了它們的來源及土氣交換行為，解釋了其在空間和季節(jié)上的差異，最后利用美國EPA健康風險評價模型對土壤和大氣中的此類物質進行了暴露風險評估。本文得到的主要結果如下:
　　(1)研究區(qū)域土壤中冬季∑HCHs的濃度大于夏季濃度，農業(yè)區(qū)濃度大于工業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)0.224-3.71（均值1.47）ng/g，冬季工業(yè)區(qū)0.228-1.61（均值0.555）ng/g，夏

4、季農業(yè)區(qū)0.023-2.36（均值0.615）ng/g，夏季工業(yè)區(qū)0.037-1.58（均值0.301）ng/g;其中β-HCH在大部分土壤樣品中占主導地位。與土壤中濃度時空特征相反，大氣中夏季∑HCHs濃度大于冬季濃度，工業(yè)區(qū)濃度大于農業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)20.1-42.0（均值27.9）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)26.8-77.1（均值42.7）pg/m3，夏季農業(yè)區(qū)32.4-73.0(均值40.8) pg/m3，夏季工

5、業(yè)區(qū)9.04-62.2（均值45.6）pg/m3;其中α-HCH在大部分大氣樣品中占主導地位。來源分析結果表明，研究區(qū)域土壤和大氣中HCHs的殘留主要來源于歷史上工業(yè)六六六的使用。對于手性α-HCH，大部分土壤中(-)-α-HCH會優(yōu)先降解，而大氣中冬季(+)-α-HCH優(yōu)先降解，夏季則(-)-α-HCH優(yōu)先降解。逸度分數(shù)表明，目前研究區(qū)域HCHs處于從土壤向大氣揮發(fā)的狀態(tài)，土壤仍是大氣中HCHs的二次來源，且冬季的農業(yè)區(qū)HCHs揮發(fā)趨

6、勢較強。對土壤和大氣中HCHs通過多種途徑暴露于人體產生的健康風險進行評估，HCHs對人體不具有非致癌風險，致癌風險也非常低。
　　(2)研究區(qū)域土壤中冬季∑DDTs的濃度大于夏季濃度，農業(yè)區(qū)濃度大于工業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)0.721-1594（均值96.5）ng/g，冬季工業(yè)區(qū)0.608-79.8（均值12.3）ng/g，夏季農業(yè)區(qū)0.312-938（均值67.5）ng/g，夏季工業(yè)區(qū)0.572-125（均值12.

7、1）ng/g;其中p,p'-DDE和p,p'-DDT在大多數(shù)土壤樣品中占主導地位。與土壤中濃度時空特征相反，大氣中∑DDTs的濃度夏季大于冬季，沒有顯著的空間差異性，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)37.1-363（均值52.1）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)48.5-141（均值42.5）pg/m3，夏季農業(yè)區(qū)90.7-325（均值137）pg/m3，夏季工業(yè)區(qū)33.5-401（均值162）pg/m3;其中p,p'-DDE在大部分大氣樣品中占主導地

8、位。來源分析結果表明，大多數(shù)土壤中DDTs的殘留來源于歷史上工業(yè)DDTs的使用，少部分土壤可能受到三氯殺螨醇或DDTs再次使用導致的新來源的影響;而大氣中大部分樣品可能受到三氯殺螨醇等新來源的影響。對于手性o,p'-DDD和o,p'-DDT，所有土壤和大氣樣品中的o,p'-DDT和o,p'-DDD都是非外消旋的。對于o,p'-DDT，土壤和大氣中都是(+)-對映體會優(yōu)先降解;對于o,p'-DDD，土壤中(+)-對映體會優(yōu)先降解，大氣中則

9、是(-)-對映體會優(yōu)先降解。逸度分數(shù)表明，部分樣品中DDTs處于揮發(fā)狀態(tài)，部分樣品中DDTs處于平衡狀態(tài)，其余樣品中DDTs處于沉降狀態(tài)。且冬季的農業(yè)區(qū)DDTs的逸度分數(shù)較高。對土壤和大氣中DDTs通過多種途徑暴露于人體產生的健康風險進行評估，DDTs對人體不具有非致癌風險，致癌風險非常低。
　　(3)研究區(qū)域土壤中∑PCBs的濃度不具有顯著空間差異性，冬季濃度大于夏季濃度，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)68.6-1828（均值524

10、）Pg/g，冬季工業(yè)區(qū)104-1838（均值404）Pg/g，夏季農業(yè)區(qū)47.4-1327（均值323）Pg/g，夏季工業(yè)區(qū)25.2-804(均值307)pg/g;在大多數(shù)土壤樣品中5Cl-和6Cl-PCBs占主導地位。大氣中∑PCBs的濃度不具有顯著空間差異性，冬季濃度大于夏季濃度，具體濃度水平為:冬季農業(yè)區(qū)224-480（均值345）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)233-537(均值326) pg/m3，夏季農業(yè)區(qū)135-553（均值353

11、）pg/m3，夏季工業(yè)區(qū)39.6-253(均值133)pg/m3;在大多數(shù)大氣樣品中7Cl-PCBs占主導地位。來源分析結果表明，土壤中的PCBs來源于工業(yè)品Aroclor1254，而大氣可能受到多種工業(yè)品Aroclor的混合污染。逸度分數(shù)表明，大部分采樣點PCBs處于平衡狀態(tài)或從大氣向土壤沉降，其逸度分數(shù)的大小與PCBs的分子量大小有關。冬季的逸度分數(shù)高于夏季，空間變化特征與PCBs的分子量大小有關。健康風險評價表明，個別土壤樣品中P