浙江省表層土壤中持久性有毒物質(zhì)的污染特征研究.pdf

1、持久性有毒物質(zhì)(Persistent toxic substances,PTSs)是一類具有毒性、持久性、生物蓄積性和半揮發(fā)性,且能通過大氣長距離遷移并返回地表的有機(jī)化合物。PTSs無處不在,且對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害,因此成為受到全球性關(guān)注的嚴(yán)重問題。PTSs主要來源于人類活動,能夠通過大氣沉降、污水灌溉等途徑遷移到土壤。諸多在土壤中檢測到的PTSs中,鄰苯二甲酸酯(Phthalate acid esters,PAEs)、多環(huán)芳烴

2、(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)、有機(jī)氯農(nóng)藥(Organochlorine pesticides,OCPs)等污染物是最為典型的PTSs。
　　 本研究按1/6°緯度和1/4°經(jīng)度網(wǎng)格法采集了浙江省全省范圍的背景、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)等區(qū)域不同類型的211個(gè)表層土壤;測定了土壤中的16種,PAEs、16種PAHs、20種

3、PCBs、10種OCPs等目標(biāo)污染物;對檢測結(jié)果的總體污染水平、空間分布、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、清單計(jì)算、環(huán)境影響因素等特征進(jìn)行了全面分析:利用組成特征分析、主成分分析、異構(gòu)體比值法等方法進(jìn)行了源解析;同時(shí)利用手性分離技術(shù)分析了土壤中五種手性污染物的對映體比值(Enantiomer fractions,EF)。結(jié)果表明:
　　 (1)本次研究所調(diào)查的四類PTSs中,浙江省表層土壤中主要的表層污染物是PAEs、PAHs等兩類有機(jī)污染物,檢出率

4、100％。PCBs的檢出率最低。六六六殘留(Hexachlorocyclohexane residues,HCHr)和滴滴涕殘留(Dichlorodiphenyltrichloroethane residues,DDTr)等兩種OCPs的整體污染水平都較低,其中DDTr的污染水平顯著高于HCHr。污染物之間的相關(guān)性研究表明,PAEs、PAHs、PCBs有相似的人為污染源,HCHr和DDTr有相似的與歷史上農(nóng)業(yè)施用有關(guān)的污染源,以上兩類不

5、同類型的污染物之間沒有任何顯著相關(guān)性。
　　 (2)浙江省表層土壤中16種PAEs的污染水平處于中等程度,總平均含量為2767 ng/g,分布范圍為307～25219 ng/g。所有樣品中都含有PAEs,其中60%以上的表層土壤中PAEs污染物可能對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。經(jīng)殘留清單計(jì)算,浙江省表層土壤中共含有約36235噸的PAEs污染物。主成分分析所提取的兩個(gè)因子與PAEs的理化性質(zhì)有關(guān)。其中比重最大的PAE是鄰苯二甲酸二(2-乙

6、基)己基酯(DEHP),平均貢獻(xiàn)率達(dá)66.6%,表明浙江省表層土壤中的PAEs污染可能來源于含有DEHP增塑劑的塑料產(chǎn)品的大量使用和制造。
　　 (3)浙江省表層土壤中16種PAHs的污染水平處于中等程度,總平均含量為445 ng/g,分布范圍為2.66～34145 ng/g。所有樣品中都含有PAHs,其中55.9%的土壤存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)殘留清單計(jì)算,浙江省表層土壤中共含有約6149噸的PAHs污染物。PAHs同系物中,4

7、環(huán)PAHs的比重最大,占一半以上。比值法源解析表明,浙江省的PAHs主要是燃燒源,如油料燃燒和木材、煤燃燒等。主成分分析表明,較低含量的低環(huán)PAHs和較高含量的中高環(huán)PAHs的污染特征不同。
　　 (4)浙江省表層土壤中20種PCBs背景污染水平處于較低水平,與全國平均水平相當(dāng)?？偲骄繛?.19 ng/g,檢出率為55.5%,最高值15.1 ng/g。清單計(jì)算表明,浙江省表層土壤中共含有約12.9噸的PCBs污染物。組分研究

8、表明,不同地區(qū)的污染特征受到遷移過程、本地污染源等因素影響而有所不同。
　　 (5)浙江省表層土壤中4種HCHr殘留水平較低,總平均含量為0.71 ng/g,檢出率67.8%,最高值4.9 ng/g。清單計(jì)算表明,浙江省表層土壤中共含有約9噸的HCFI殘留。比值分析表明,HCHr來源于工業(yè)HCH和林丹的歷史使用。相關(guān)性分析表明,各HCH異構(gòu)體與EHCHr的相關(guān)性普遍較高,其中β-HCH與∑HCHr的相關(guān)性最高,表明β-HCH對總

9、殘留量的顯著影響。
　　 (6)浙江省表層土壤中6種DDTr殘留水平處于中等程度,22.6%以上的表層土壤中DDTr會對土壤生物產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。總平均含量為19.6 ng/g,最高值978 ng/g,檢出率85.1%。殘留清單計(jì)算表明,浙江省表層土壤中共含有約265噸的DDTr污染物。比值分析表明,浙江省土壤中DDTr主要來源于工業(yè)DDT的歷史使用。相關(guān)性分析表明,各DDT異構(gòu)體與EDDTr的相關(guān)性較高,其中P,P’異構(gòu)體與∑DDTr

10、的相關(guān)性比o,p’異構(gòu)體高。
　　 (7)顯著性和相關(guān)性分析表明,樣點(diǎn)區(qū)域功能顯著影響四類PTSs的污染水平,因?yàn)槌擎?zhèn)區(qū)域的PAEs、PAHs、PCBs等污染物顯著高于其他區(qū)域,農(nóng)業(yè)區(qū)域的HCHr和DDTr的含量含量顯著高于其他區(qū)域。此外,PTSs污染程度與土壤類型基本無關(guān)。
　　 (8)對苯硫磷、烯效唑兩個(gè)手性農(nóng)藥在液相和氣相色譜上成功進(jìn)行了分離。Alpha-HCH、o,p’-DDD、o,p’-DDT、苯硫磷、烯效唑等