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近年来,水体中有机物污染日趋严重,而沉积物是环境中持久性有机污染物的重要蓄积场所,蓄积其中的有机污染物又可以通过扩散、再悬浮等途径重新进入上覆水体,引起水体的二次污染,对水生生态系统构成直接或间接的影响。然而,许多国家的水质基准只关注上覆水的水质评价及管理,却忽视了沉积物对水质的重要影响。因此研究沉积物中有机污染物的基准十分重要,势在必行。
本文选用一直备受关注的三种典型持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)及多溴联苯醚(PBDEs)为目标物,系统研究了它们在辽河和太湖流域沉积物的含量水平、组成及空间分布,并对其在辽河和太湖中沉积物基准做了初步的推算,在此基础上进行了沉积物生态风险评估,主要结论如下:
(1)辽河丰水期沉积物中PAHs的总量介于120.8ng·g-1～22120ng·g-1,平均含量为3281ng·g-1；太湖丰水期沉积物中PAHs的总量介于252.7ng·g-1～1708.8ng·g-1,平均值为829.0ng-1；辽河和太湖丰水期表层沉积物中PAHs以4环和5～6环为主。
(2)本研究中辽河和太湖丰水期沉积物中LMW/HMW的比值大多小于1,表明PAHs在丰水期主要输入源以热解为主。辽河水系周边重工业城市石油、化工和冶金行业的长期污染应该是PAHs的主要来源；太湖沉积物中PAHs的来源与城市交通和高的人口密度关系密切。
(3)丰水期辽河沉积物中OCPs的总量介于0.227ng·g-1～7.451ng·g-1,平均为1.149ng·g-1；枯水期的总量介于0.02ng·g-1～18.0ng·g-1,平均为6.2ng·g-1。太湖沉积物中OCPs的含量水平较低,丰水期介于0.004.ng·g-1～1.01ng·g-1之间,平均含量为0.40ng·g-1。枯水期OCPs的含量水平较高且波动相对不大,浓度水平介于0.00～3.05ng·g-1之间,平均含量为1.08ng·g-1,丰水期OCPs含量远小于枯水期。在辽河和太湖沉积物中,HCH各异构体和DDT及其代谢产物都有不同程度的检出,但不同种物质的含量相差较大。β-HCH检出率最高。
(4)本研究中,辽河和太湖沉积物中γ-HCH和α-HCH的检出率均不高,这可能是历史残留的六六六基本都转化为最稳定和最难降解的β-HCH的缘故。DDT在不同环境下生成不同的产物,若没有新的DDT输入,则DDT相对含量就会不断降低。本研究中DDT的检出率相对较低,则可知环境中DDT不存在新的输入源。根据OCPs组成结构分析,沉积物中存在的HCHs和DDTs主要是历史使用后的降解残留。
(5)丰水期辽河∑PBDEs含量范围为38.94～0.13ng·g-1,平均含量为4.69ng·g-1；BDE209的含量范围为517.51-0.18ng·g-1,平均含量为31.28ng·g-1；枯水期辽河∑PBDE含量范围为132.61-0.22ng·g-1,平均含量为9.71ng·g-1；BDE209的含量范围为23.12～0.23ng·g-1,平均含量为2.68ng·g-1。太湖丰水期沉积物中∑PBDEs含量范围为0.07～7.51ng·g-1,平均含量为0.99ng·g-1,BDE209的含量范围为0.01～19.88ng·g-1,平均含量为3.83ng·g-1；枯水期水期沉积物中∑PBDEs含量范围为0.41～1.19ng·g-1,平均含量为0.69ng·g-1；BDE209的含量范围为0.56～10.78ng·g-1,平均含量为3.06ng·g-1。
(6)辽河和太湖沉积物中所检出的PBDEs同系物的丰度各不相同。BDE209在所有同系物中丰度最大,丰水期辽河沉积物中BDE209占54.5％,太湖沉积物中占48.4％,枯水期辽河沉积物中BDE209占39.3％,太湖沉积物中占68.1％,这也正是商业十溴联苯醚作为生产量和使用量最大的阻燃剂的反映。
(7)依据EPA推荐的相平衡分配法,初步建立了沉积物中PAHs和OCPs的沉积物质量基准值,用沉积物中的实际浓度与之比较得到超标倍数,依此评价沉积物的有机污染风险。在辽河和太湖沉积物中,大部分点位都属于安全范围,短期内不存在生态风险。部分点位的超标倍数大于1,存在严重的环境风险,应当引起高度的重视。