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）效應等特點，其廣泛存在于環(huán)境介質中，對人類和生態(tài)環(huán)境構成巨大的危害，目前POPs成為了全球性重點控制的污染物。本研究利用氣相色譜-質譜(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種多氯聯苯和美國環(huán)保署(EPA)優(yōu)先控制的16

2、種多環(huán)芳烴為研究對象，對變化生境下土壤-底泥中柱狀不同層位POPs橫縱向分布特征、空間分布特征、物質組成特征、污染來源及影響因素等規(guī)律進行了系統(tǒng)地比較研究，并對POPs污染現狀進行了分析，旨在了解典型POPs污染特征及潛在風險。主要研究結果及結論如下:
　　通過建立一套成熟的前處理、提取與凈化方法，對變化生境下沉陷區(qū)土壤-底泥中POPs采用GC-MS方法進行定性和定量檢測分析，實驗整個過程進行了質量控制與保證，檢測方法具有較高的回

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物質在沉陷區(qū)的檢出率為100％。
　　通過對變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中不同層位PCBs和PAHs檢測結果進行統(tǒng)計分析。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。通過與其他地區(qū)污染調查的對比，發(fā)現沉

5、陷區(qū)土壤-底泥PCBs、PAHs濃度處于中等偏低水平。對于楊莊沉陷區(qū)土壤和底泥受影響比謝橋沉陷區(qū)相對較大。楊莊沉陷區(qū)水體因受到外界補給及人為干擾較大，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，對污染物垂向和空間特征進行對比分析。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、的西南方點位PCBs濃度偏高，土壤西南方采樣點位受煤矸石影響也相對偏高;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。對于PAHs來說，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的物質組成百分比圖、三相圖、單體柱狀分布圖，對污染物組成特征進行對比分析;同時結合比值法初步判斷可能的污染來源。楊莊采煤沉陷區(qū)土壤和底泥主要是以三氯聯苯、四氯聯苯、五氯聯苯等低氯聯苯為主，底泥與土壤呈現類似特征;謝橋沉陷區(qū)土壤污染以低氯聯苯為主，PCBs來源于長距離遷移，底泥中三至六氯聯苯均有一定的檢出率，呈現混合污染。對于PAHs物質，楊莊沉陷區(qū)土壤-底泥呈現以

8、中低環(huán)物質為主，3環(huán)芳烴的主要貢獻物質為Phe和F1，為石油源，4環(huán)芳烴主要物質為Chr、Flu、Pyr，來源于煤的燃燒，PAHs呈現混合污染來源;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，也呈現混合污染來源。
　　通過變化生境下不同沉陷區(qū)土壤-底泥中不同層位PCBs、PAHs與理化指標的擬合曲線以及進行相關性分析，對比可發(fā)現:有機質與PCBs、PAHs相關性很強，底泥中PCBs、PAHs與其擬合系數高于土壤，擬