沉積物中有機污染物多殘留同時分析技術及其應用于九龍江河口復合污染特征研究.pdf

1、我國沿海社會經(jīng)濟相對發(fā)達，河口區(qū)域承接著流域各類生產(chǎn)、生活活動排放的大量有機污染物。沉積物作為水環(huán)境的重要組成部分，既是污染物的主要歸宿，又是污染物遷移的載體和二次污染來源。河口沉積物中頻繁檢出的多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、農(nóng)藥和抗生素等有機污染物嚴重威脅著河口生態(tài)環(huán)境。本論文以PAHs、PCBs、PBDEs、農(nóng)藥和抗生素5類122種有機污染物為目標物，運用色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術建立了其在沉積物中的

2、分組同時分析方法，并且應用于福建九龍江河口表層和柱狀沉積物樣品的分析，對污染物進行了污染特征、來源解析和初步生態(tài)風險評價研究。
　　主要研究內(nèi)容和結果如下:
　　1.沉積物中16種PAHs、27種PCBs、6種PBDEs和27種農(nóng)藥的GC-MS/MS同時分析方法
　　通過對氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS/MS)儀器條件（母離子、子離子、碰撞能和升溫程序等）和樣品前處理條件（固相萃取柱類型/規(guī)格/組合方式、洗脫溶劑種

3、類及體積、萃取溶劑體積和銅粉的影響等）的優(yōu)化，建立了沉積物中16種PAHs、27種PCBs、6種PBDEs和27種農(nóng)藥在選擇性反應監(jiān)測模式(SRM)下的同時分析方法。各目標化合物方法檢出限(MDL)在0.01 ng·g-1～12.9 ng·g-1之間。采用內(nèi)標法進行定量，0.50 ng·g-1、2.0 ng·g-1和10.0 ng· g-1三個不同濃度水平的沉積物基底加標回收率和相對標準偏差(RSD)分別為68.6％～125.2％(1.

4、1％～23.3％，n=5)、45.3％～128.1％(2.1％～19.3％，n=5)和43.8％～136.0％(1.4％～16.4％，n=3)。
　　2.沉積物中13種農(nóng)藥和33種抗生素的LC-MS/MS同時分析方法
　　通過對液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS/MS)儀器條件（母離子、子離子、碰撞能、碰撞池加速電壓、離子源參數(shù)和梯度洗脫程序等）和樣品前處理條件（固相萃取柱類型/規(guī)格/組合方式、洗脫溶劑體積、萃取溶劑種類及體

5、積、萃取方式、萃取液稀釋體積、Na2EDTA添加量和針頭式濾膜等）的優(yōu)化，建立了13種農(nóng)藥和33種抗生素在多反應監(jiān)測模式(MRM)下的同時分析方法。各目標化合物MDL在0.01 ng·g-1～12.6 ng·g-1之間。采用基底匹配工作曲線進行定量，2.0 ng· g-1、5.0 ng·g-1、10.0ng·g-1和25.0 ng·g-1四個濃度水平下的沉積物基底加標回收率及RSD（n=5）分別為32.6％～126.6％(1.5％～16

6、.9％)、36.5％～102.9％(1.0％～10.2％)、38.7％～102.3％(2.4％～18.4％)和37.3％～104.3％(1.0％～10.9％)。
　　3.九龍江河口沉積物中5類122種有機污染物的復合污染特征
　　運用上述建立的分析方法，研究了九龍江河口表層和柱狀沉積物中5類典型有機污染物的復合污染特征。結果顯示:(1)目標物檢出種類方面，除PBDEs其余4類在沉積物中均有檢出，表層沉積物中PAHs、PCBs

7、、農(nóng)藥和抗生素檢出總量分別為92.7 ng·g-1～355.3 ng·g-1、0.07 ng·g-1～0.73 ng·g-1、7.7 ng·g-1～132.2 ng·g-1和2.3 ng·g-1～39.6 ng·g-1，柱狀沉積物各層位樣品中PAHs、PCBs、農(nóng)藥和抗生素檢出總量分別為128.7 ng·g-1～232.9 ng·g-1、0.04 ng· g-1～0.52 ng·g-1、33.3 ng·g-1～63.4ng·g-1和13

8、.1 ng·g-1～51.7ng·g-1;(2)表層沉積物中檢出污染物的空間分布特征顯示，陸源污染物經(jīng)九龍江徑流輸入是大部分有機污染物的主要來源;(3)柱狀沉積物中檢出沉積物的時間特征方面，PAHs總量呈先下降后上升趨勢;PCBs總量呈緩慢上升趨勢;農(nóng)藥方面，三氯殺螨醇呈下降趨勢，吡蟲啉和啶蟲脒呈上升趨勢，其余均無明顯變化趨勢;4類抗生素無明顯變化趨勢。
　　4.九龍江河口沉積物中有機污染物的來源解析
　　PAHs的分子比值

9、法來源解析結果表明，研究區(qū)域表層沉積物和柱狀沉積物中PAHs主要來源為煤、生物質(zhì)燃燒和石油燃燒的混合源;主成分分析/多元線性回歸(PCA/MLR)分析1981～2012年期間污染源歷史貢獻率也表明煤、生物質(zhì)燃燒(50.2％)、交通污染源(33.0％)和焦爐(16.8％)是研究區(qū)域3個主要的PAHs輸入源。對表層沉積物中PCBs進行主成分分析和柱狀沉積物中PCBs進行聚類分析，結果均顯示其主要來源于廢舊電力設備中PCBs＃1產(chǎn)品的泄漏。運

10、用比值分析法對DDT與其降解產(chǎn)物進行源解析，結果表明九龍江河口沉積物中DDTs主要來源于早期環(huán)境殘留，同時有一定量新DDTs自九龍江徑流輸入。BHCs組成及同分異構體比值分析顯示，九龍江河口沉積物中BHCs主要來源于早期BHCs工業(yè)品和林丹的殘留，1993～2003年期間研究區(qū)域有大量林丹輸入。
　　5.九龍江河口沉積物中有機物污染的初步生態(tài)風險評價
　　初步生態(tài)風險評價顯示:九龍江河口沉積物中PAHs和PCBs生態(tài)風險處于