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自从三峡大坝建成后,受防洪调度的影响,库区水位周期性消涨,库区环境污染物的迁移转化行为发生了显著的改变。近年来,受到库区航运以及库岸人类活动的频繁影响,库区多地发现不同程度的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染,而这种污染在水位消涨的影响下,将会进一步扩散,威胁三峡库区水陆生态系统的健康与安全。因此,在三峡库区进行PAHs的系统研究与评价,对于库区PAHs的污染防治具有重要意义。本文以三峡库区香溪河库湾为研究对象,系统地研究了三峡库区香溪河库湾PAHs在表层水体、沉积物和消落带及其上缘土壤的分布特征,并运用相关数学模型对其环境行为、来源以及风险进行分析和评价。旨在为香溪河库湾环境保护和PAHs污染防治提供理论依据。主要研究内容和结论如下:(1)香溪河库岸带土壤PAHs时空分布特征及相关性分析;2017年6月至2018年3月期间,固定设置采样点,并现场采集了香溪河库岸带3个不同特征区域(消落带上缘、消落带、沉积物)的土壤样品,测定了土壤16种美国环保署优先控制的PAHs、基本理化指标(p H值、有机质、总氮、总磷、总有机碳)和典型重金属污染物(Cu、Pb、Cd、Cr)的含量,开展了PAHs与土壤重金属和理化性质之间的相关性研究。研究表明:库岸带土壤16种PAHs单体在三个区域均以中低环PAHs为主。沉积物、消落带以及消落带上缘土壤的PAHs总量变化范围分别为10.73-1325.25 ng/g、43.60-2110.00 ng/g、83.09-2476.01 ng/g,平均值分别为234.90 ng/g、464.20 ng/g、916.71 ng/g,即消落带上缘PAHs总量最大,消落带的次之,沉积物的最小。水平样带靠近峡口镇和长江入江口的PAHs总量较高。相关性分析表明,PAHs与土壤总磷、Cd和2-50μm的土壤团聚体存在显著的负相关性(p<0.05),而与土壤总有机碳(TOC)之间存在不显著的正相关性,PAHs各单体之间及其与总PAHs之间都存在极显著正相关性(p<0.01)。(2)PAHs在水-沉积物界面的污染特征及扩散行为研究;2017年6月至2018年3月期间,设置固定采样点,并现场采集了香溪河库湾5个水平样带的表层水体样品,测定了表层水体PAHs的浓度,并采用逸度模型分析了沉积物-水界面的扩散行为。研究表明,香溪河库湾表层水体总PAHs浓度范围为178.00-294.53 ng/L,以3-4环PAHs单体为主。表层水体5-6环PAHs与水体浊度有显著正相关性(p<0.05)。逸度模型分析结果表明,香溪河夏季和秋季PAHs在水体-沉积物界面主要以向沉积物沉降为主,冬季和春季PAHs主要处于动态平衡状态。香溪河沉积物监测时间段内PAHs无二次释放的风险。有机碳、炭黑质量分数对PAHs在水体-沉积物界面的扩散行为有较大的影响,有机碳、炭黑质量分数越高,逸度分数值越低,对水体-沉积物界面的PAHs吸附越强;炭黑比有机碳对PAHs具有更强的吸附能力。(3)PAHs在不同海拔消落带土壤中的分布特征及其对水位消涨的响应;消落带各海拔土壤PAHs在一个水位消涨周期内,整体表现为下层土壤PAHs大于上层土壤。145-155 m高程的土壤PAHs的分布主要受水位消涨的影响,而165-175m土壤PAHs的分布受库岸PAHs外源排放的影响较大。经历了一个周期的水位消涨后,土壤p H值和总磷含量变大,165 m处的土壤p H值以及175 m处的土壤总磷对水位消涨最为敏感;粒径大于50μm的土壤团聚体比例减少,小于2μm的土壤团聚体比例增加,155 m-165 m高程的土壤团聚体对水位消涨最为敏感;土壤TOC、有机质、总氮含量减小,155 m-165 m处的土壤TOC及有机质和145 m高程的土壤总氮对水位消涨响应敏感;土壤PAHs的总浓度增高,其中2-3环PAHs浓度降低,4-6环PAHs浓度增加,145 m和175 m处的PAHs增量最大,165-175 m处的土壤PAHs对水位消涨的响应最为强烈。皮尔森相关性分析表明,PAHs总量与大于50μm的土壤团聚体有显著负相关性(p<0.05),4环PAHs与小于2μm土壤团聚体有显著正相关性(p<0.05)。6环PAHs与3环PAHs有显著正相关性(p<0.05)。PAHs总量与消落带海拔、土壤有机质、总磷、有机碳、总氮等无显著相关性。各海拔消落带土壤、沉积物、消落带上缘土壤PAHs之间都存在极显著的正相关性(p<0.01),表层水体PAHs只与消落带155 m和175 m处的土壤PAHs之间存在显著的正相关性(p<0.05)。(4)香溪河库湾PAHs溯源分析及风险评价;基于异构体比值法和主成分回归分析模型综合分析了香溪河库湾PAHs的来源,分析表明,香溪河表层水体PAHs在秋季是以石油源为主,在其它三个季节以燃烧源为主;而沉积物、消落带及其上缘土壤PAHs在四个季节均以混合燃烧源为主。香溪河库湾4个区域PAHs单体大部分处于中等风险水平,水体、消落带及其上缘土壤PAHs总量评估风险均为Ⅳ级高等风险等级,沉积物在夏季和冬季处于Ⅳ级高等风险等级,而在秋季和春季处于Ⅱ级低等风险等级;香溪河库湾PAHs总量风险值表现为消落带上缘>水体>消落带>沉积物。PAHs在沉积物、水体、消落带及其上缘土壤以吞食和皮肤接触对人体具有潜在致癌风险。各区域致癌风险值的顺序表现为:沉积物>水体>消落带上缘>消落带。皮肤接触产生的风险大于吞食。