湖北省典型區(qū)域環(huán)境中OCPs、PAHs和PFCs的分布特征、來源及風(fēng)險評價研究.pdf

1、有機氯農(nóng)藥(OCPs)、多環(huán)芳烴(PAHs)和全氟化合物(PFCs)是環(huán)境中普遍存在的三類典型的持久性有機污染物(POPs)，已引起全世界廣泛關(guān)注。由于它們具有環(huán)境持久性、生物累積性和高毒性，對食品安全、生態(tài)環(huán)境和人體健康造成了威脅。湖北作為我國“中部崛起”的戰(zhàn)略支點和中心點，近年隨著城市化建設(shè)和工業(yè)化的迅速發(fā)展，區(qū)域內(nèi)POPs污染源不斷增多，一些食品安全和環(huán)境污染問題也日益顯現(xiàn)。
　　本文以湖北省重點地區(qū)（武漢、宜昌、襄陽、荊州

2、）和重點水域（丹江口水庫和漢江）為主要研究區(qū)域，以魚體、表層土壤和沉積物為主要研究對象，以具有代表性的POPs(OCPs、PAHs和PFCs)為研究目標，對其在不同環(huán)境介質(zhì)中的分布特征進行研究，通過建立適當(dāng)?shù)姆治龇椒y定樣品中目標化合物的濃度，探討其可能的來源，評估其生態(tài)風(fēng)險和對人體的健康風(fēng)險。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)建立了加速溶劑萃取-Florisil柱凈化-氣相色譜法(GC-ECD)測定土壤中20種OCPs的分析方法。方

3、法對加速溶劑萃取條件、Florisil柱凈化的洗脫劑種類和體積、GC分離條件等進行了優(yōu)化。選用優(yōu)化后的實驗條件能夠?qū)?0種OCPs實現(xiàn)有效分離、排除基質(zhì)干擾，方法的檢出限在0.1-10.5 ng/g范圍內(nèi)。對土壤樣品中OCPs進行測定，相對標準偏差(RSD)均在20％以內(nèi)，且加標回收實驗中除異狄氏劑偏高和異狄氏劑醛偏低外，其余18種OCPs的回收率均在64.5％-123.4％之間。
　　(2)建立了加速溶劑萃取-Silica柱凈化

4、-高效液相色譜法(HPLC-DAD/FLD)測定土壤中16種PAHs的分析方法。該方法可對16種PAHs實現(xiàn)有效分離、排除基質(zhì)干擾，方法的檢出限在0.1-2 ng/g范圍內(nèi)。對實際土壤樣品中16種PAHs進行了測定，RSD為1.9％-9.5％，加標回收率為61.2％-118.5％，該法具有較高的靈敏度和較好的準確性，能滿足土壤樣品中痕量PAHs的測定需求。
　　(3)建立了同位素稀釋-超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS

5、)測定沉積物和魚體中8種PFCs的分析方法。在沉積物和魚體中加入PFCs同位素內(nèi)標后，分別用甲醇和乙腈超聲提取，提取液經(jīng)WAX弱陰離子固相小柱凈化，采用C18反相色譜柱進行分離，用三重四級桿質(zhì)譜在負離子模式和多級反應(yīng)監(jiān)測(MRM）方式下進行監(jiān)測，同位素稀釋內(nèi)標法定量。方法表明，8種PFCs在0.1-20.0μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)不低于0.98。沉積物中PFCs的方法檢出限(LODs)和定量限(LOQs)分別為0.001-0

6、.004 ng/g干重(dw)和0.003-0.013 ng/g dw，方法加標回收率在67％-104％之間，RSD為1.1％-8.8％。魚體中PFCs的LODs和LOQs分別為0.03-0.15 ng/g dw和0.10-0.45 ng/g dw，方法加標回收率為87.7％-104.4％之間，RSD為4.1％-10.7％。該法靈敏度高，快速準確，適用于沉積物和魚體中PFCs的定性和定量分析。
　　(4)調(diào)查了湖北省重點地區(qū)(武漢

7、、宜昌和襄陽)45個菜地土壤中OCPs的含量水平、污染來源、生態(tài)風(fēng)險和對人體的健康風(fēng)險。研究區(qū)菜田土壤中全部點位均有OCPs檢出，其含量為21.0-592 ng/g。大部分點位中HCHs和DDTs的含量低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)中規(guī)定的Ⅱ類標準限值。因子分析法推斷p，p'-DDT和p，p'-DDE對OCPs污染狀況的影響最大，為主要污染物。特征比值法推測污染可能源于傳統(tǒng)工業(yè)DDTs和三氯殺螨醇的混合源，既有早期

8、污染也有新污染的輸入，并以好氧方式降解。HCHs污染主要源于林丹，氯丹殘留主要源于早期污染。研究區(qū)菜田土壤中HCHs處于較低生態(tài)風(fēng)險水平，而DDTs對該地區(qū)生物造成不利影響的潛在風(fēng)險較大，存在一定的生態(tài)風(fēng)險;各點位土壤中OCPs的非致癌風(fēng)險和致癌風(fēng)險均較小。
　　(5)調(diào)查了湖北省重點地區(qū)(武漢、宜昌、襄陽和荊州)30個農(nóng)田和60個菜田土壤樣品中16種PAHs的含量水平。結(jié)果表明，研究區(qū)農(nóng)田和菜田土壤中ΣPAHs的含量范圍為4.3

9、3-876.8 ng/g，平均含量為72.4 ng/g。除荊州菜田土壤PAHs污染以中低環(huán)數(shù)PAHs為主外，其余農(nóng)田和菜田土壤均以中高環(huán)數(shù)PAHs污染為主。通過因子分析法和異構(gòu)體比值法分析，研究區(qū)農(nóng)田和菜田土壤中PAHs主要源于燃燒（煤炭燃燒、化石燃料燃燒和焦爐燃燒），部分地區(qū)（宜昌、荊州和襄陽）菜田土壤PAHs與交通污染也有關(guān)。研究區(qū)農(nóng)田和菜田土壤中PAHs處于較低生態(tài)風(fēng)險水平;相比其它地區(qū)，研究區(qū)各點位土壤中PAHs的非致癌風(fēng)險和致

10、癌風(fēng)險均較小。
　　(6)調(diào)查了丹江口水庫表層沉積物中8種PFCs的含量水平，結(jié)果表明沉積物樣品中ΣPFCs含量為0.272-0.394 ng/g dw，其中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟丁酸(PFBA)的含量相對較高，其范圍分別為0.057-0.090 ng/g dw和0.053-0.083ng/g dw，PFOA的含量則低于其方法檢出限0.050 ng/g dw。丹江口水庫沉積物中PFCs的含量大小順序為:上游區(qū)域＜下游區(qū)域。

11、PFOS的平均相對百分含量為22.4％±2.2％，略高于PFBA的平均相對百分含量（19.8％±1.9％）。與世界其它地區(qū)相比，丹江口水庫沉積物中PFCs的含量處于較低水平。采用商值法對丹江口水庫沉積物中PFCs的生態(tài)風(fēng)險進行評價，其暴露濃度均未達到對生態(tài)環(huán)境具有風(fēng)險的水平。
　　(7)調(diào)查了丹江口水庫和漢江(襄陽段和鐘祥段)15個魚樣中8種PFCs的含量水平。全部魚樣肌肉中∑PFCs的濃度范圍為2.01-43.8 ng/g dw