變化生境下土壤-底泥POPs柱狀分層比較研究.pdf

1、持久性有機(jī)污染物(POPs)大部分具有生物毒性、遷移性、蓄積性、持久性及“三致”（致癌、致畸、致突變）效應(yīng)等特點(diǎn)，其廣泛存在于環(huán)境介質(zhì)中，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大的危害，目前POPs成為了全球性重點(diǎn)控制的污染物。本研究利用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)方法，選取變化生境下即最開始的陸生環(huán)境逐漸演變?yōu)樗h(huán)境的淮南礦區(qū)中楊莊、謝橋兩個(gè)典型沉陷區(qū)為研究區(qū)域，以采煤沉陷前的土壤和沉陷后水體底泥中14種多氯聯(lián)苯和美國(guó)環(huán)保署(EPA)優(yōu)先控制的16

2、種多環(huán)芳烴為研究對(duì)象，對(duì)變化生境下土壤-底泥中柱狀不同層位POPs橫縱向分布特征、空間分布特征、物質(zhì)組成特征、污染來(lái)源及影響因素等規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)地比較研究，并對(duì)POPs污染現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，旨在了解典型POPs污染特征及潛在風(fēng)險(xiǎn)。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下:
　　通過(guò)建立一套成熟的前處理、提取與凈化方法，對(duì)變化生境下沉陷區(qū)土壤-底泥中POPs采用GC-MS方法進(jìn)行定性和定量檢測(cè)分析，實(shí)驗(yàn)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了質(zhì)量控制與保證，檢測(cè)方法具有較高的回

3、收率，符合EPA等環(huán)境分析的要求。變化生境下除楊莊沉陷區(qū)土壤PCB105、PCB153、PCB180三種單體未檢出外，其余PCB單體全部檢出，16種PAHs物質(zhì)在沉陷區(qū)的檢出率為100％。
　　通過(guò)對(duì)變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中不同層位PCBs和PAHs檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。楊莊不同層位土壤∑PCBs濃度在1.052-19.252 ng/g dw，不同層位底泥∑PCBs濃度在1.024-62.514 ng/g;謝橋不同層位土壤

4、∑PCBs濃度在1.244-27.774 ng/g，不同層位底泥∑PCBs濃度在0.239-12.622 ng/g。楊莊不同層位土壤∑PAHs濃度在42.113-22149.023 ng/g，不同層位底泥∑PAHs濃度在43.968-7644.210 ng/g;謝橋不同層位土壤∑PAHs濃度在17.809-1617.749 ng/g，不同層位底泥∑PAHs濃度在35.673-264.553 ng/g。通過(guò)與其他地區(qū)污染調(diào)查的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)沉

5、陷區(qū)土壤-底泥PCBs、PAHs濃度處于中等偏低水平。對(duì)于楊莊沉陷區(qū)土壤和底泥受影響比謝橋沉陷區(qū)相對(duì)較大。楊莊沉陷區(qū)水體因受到外界補(bǔ)給及人為干擾較大，沉陷區(qū)底泥中PCBs、PAHs污染程度大于土壤。
　　通過(guò)變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中柱狀PCBs、 PAHs的箱式圖和Arcgis空間插值圖，對(duì)污染物垂向和空間特征進(jìn)行對(duì)比分析。楊莊采煤沉陷區(qū)底泥中不同層位PCBs濃度明顯高于土壤，而土壤中PCBs含量垂向變化更穩(wěn)定，泥河河床上

6、的西南方點(diǎn)位PCBs濃度偏高，土壤西南方采樣點(diǎn)位受煤矸石影響也相對(duì)偏高;謝橋沉陷區(qū)土壤中PCBs濃度高于底泥，而底泥中PCBs含量垂向變化更穩(wěn)定，謝橋沉陷區(qū)西邊PCBs濃度偏大。對(duì)于PAHs來(lái)說(shuō)，楊莊沉陷區(qū)除5-10cm層外底泥中PAHs略高于土壤，而土壤中PAHs垂向變化更穩(wěn)定;謝橋采煤沉陷區(qū)土壤中PAHs濃度略高于底泥，而底泥中PAHs垂向變化更穩(wěn)定，西邊沉陷底泥中PAHs濃度高于東邊，PAHs濃度從交通要道附近水域向東西兩邊減少。

7、
　　通過(guò)變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中不同層位PCBs、PAHs的物質(zhì)組成百分比圖、三相圖、單體柱狀分布圖，對(duì)污染物組成特征進(jìn)行對(duì)比分析;同時(shí)結(jié)合比值法初步判斷可能的污染來(lái)源。楊莊采煤沉陷區(qū)土壤和底泥主要是以三氯聯(lián)苯、四氯聯(lián)苯、五氯聯(lián)苯等低氯聯(lián)苯為主，底泥與土壤呈現(xiàn)類似特征;謝橋沉陷區(qū)土壤污染以低氯聯(lián)苯為主，PCBs來(lái)源于長(zhǎng)距離遷移，底泥中三至六氯聯(lián)苯均有一定的檢出率，呈現(xiàn)混合污染。對(duì)于PAHs物質(zhì)，楊莊沉陷區(qū)土壤-底泥呈現(xiàn)以

8、中低環(huán)物質(zhì)為主，3環(huán)芳烴的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)為Phe和F1，為石油源，4環(huán)芳烴主要物質(zhì)為Chr、Flu、Pyr，來(lái)源于煤的燃燒，PAHs呈現(xiàn)混合污染來(lái)源;謝橋土壤-底泥中PAHs主要以3環(huán)芳烴為主，其次是4環(huán)芳烴，也呈現(xiàn)混合污染來(lái)源。
　　通過(guò)變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中不同層位PCBs、PAHs與理化指標(biāo)的擬合曲線以及進(jìn)行相關(guān)性分析，對(duì)比可發(fā)現(xiàn):有機(jī)質(zhì)與PCBs、PAHs相關(guān)性很強(qiáng)，底泥中PCBs、PAHs與其擬合系數(shù)高于土壤，擬