淮河(江苏段)水体有机物和重金属污染评价研究

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近年来淮河水污染日趋严重,沿淮及支流污染源未得到及时有效的控制,各种污水、废水排入淮河。因此对淮河(江苏段)的水体污染状况展开的调查和分析,以及相应的风险评价,具有重要意义。 本研究项目依托欧盟国际合作项目“水体优先污染物的管理政策及其对食品和人类健康的影响:一般方法学和在中国河流流域的应用”,以淮河(江苏段)水体作为研究对象,分析了淮河水体(江苏段)肖嘴(XZ)、淮河大桥(HRB)、红光化工厂(HCP)三个采样点共9个断面的半挥发性有机物(SVOC)、有机氯农药(OCPs)残留,以及沉积物重金属污染水平,讨论了它们的浓度水平、季节变化,并作了相应的风险评价。应用SPE-GC-FID方法分析了淮河水体(江苏段)的半挥发性有机物,共检测到33种SVOC,包括多环芳烃(PAHs)、烷基取代苯类、氯取代苯类、苯酚类物质、邻苯二甲酸酯类物质等,其中PAHs所占比例较大。淮河枯水期SVOC总量在52.34~100.74μg/L之间,而丰水期SVOC总量在26.35~73.04μg/L之间。淮河丰水期水质略好于枯水期,主要原因是当年淮河流域5~7月大范围降雨,地表径流的输入对有机污染物起到稀释作用。 应用SPE-GC-ECD方法分析了淮河水体(江苏段)的有机氯农药污染,共检测到15种OCPs,包括六氯苯、六六六(HCHs)、DDTs、艾氏剂、狄氏剂、七氯、硫丹、异狄氏剂、甲氧滴滴涕等,其中DDTs和HCHs为主要的检出物。淮河总HCHs含量介于1.114~7.547ng/L,总DDTs含量在水体中介于4.45~78.87ng/L。以上OCPs在淮河各采样点均有不同程度的检出,在整个流域河段的浓度范围为0.14~39.58ng/L。淮河丰水期总OCPs浓度范围为27.88~56.81ng/L,枯水期总OCPs范围为26.27~124.39ng/L。与我国和世界其它地区的水体相比,淮河的有机氯农药污染相对较轻,各项指标低于我国国家标准。 淮河(江苏段)多数断面的HCH两种异构体α/γ比值低于1或接近于1,说明除了源于吸附在土壤中的HCHs污染源外,最近可能有林丹污染输入淮河水体。淮河水体DDT明显多于它的降解产物DDE和DDD,一方面因为DDT的半衰期较长;另一方面,降水和灌溉可能将土壤颗粒吸附或吸着的DDT洗脱下来并冲刷入淮河,或者存在吸附在土壤颗粒或沉积物上的农药二次释放。 本文应用USEPA推荐水质标准作为指定化学品的环境安全浓度,用比值法并参考致癌性定性指标,对淮河水体48种有机污染物进行了风险评价。其中五氯酚、4,4-滴滴涕、七氯等8种物质的安全性属于第③类:需要限制风险,应考虑采取风险降低措施;而二苯并(a,h)蒽属于第④类:浓度较高且有致癌性,需要采取更为严格的措施。此外,两种氯酚在部分采样点的浓度稍大于USEPA规定的感官刺激浓度。 为了评价淮河重金属污染状况,本文根据沉积学原理和环境化学行为特点,采用X射线荧光光谱法(XRF)测定了淮河沉积物的Cr、Pb、Cu、As、Cd、Mn、Ni、Zn等八种重金属污染。然后,选用我国土壤化学元素作为参考背景值,计算了这些重金属的地积累指数,评价了淮河(江苏段)沉积物重金属的污染强度。结果显示,淮河沉积物的重金属总体来说污染较轻,但是对人类健康有较大影响的Cr、Pb、Cu、Ni等金属的污染指数略高,需要引起注意。采样点肖嘴的重金属污染较轻;采样点淮河大桥较重,而红光化工厂的重金属污染居于两者之间。最后,讨论了淮河沉积物重金属含量的生态风险,结果显示,淮河沉积物的重金属含量主要属于“安全限以内”和“轻度污染”的程度。 淮河(江苏段)水体检出的上述48种有机污染物,包括33种SVOC和15种OCPs,除甲氧滴滴涕以外的47种均属于美国国家环保局(USEPA)规定的129种优先控制污染物(PriorityPollutants),其中有21种还同时列于中国国家环保局规定的68种优先控制污染物。淮河(江苏段)沉积物的8种重金属中,Pb、Cu、As、Cr、Ni、Cd、Zn等7种列于美国国家环保局的129种优先控制污染物,其中除Zn以外的6种还属于中国国家环保局的68种优先控制污染物。 综上所述,研究检测了丰水期和枯水期淮河(江苏段)水体的SVOC、OCPs等有机物污染,以及沉积物的重金属污染,并作了相应的污染评价和风险评价。研究共检测到48种有机污染物,以PAHs作占比例较大,其中少数有机污染物存在一定的生态风险,需要引起关注。总体而言,淮河丰水期水质稍好于枯水期。淮河(江苏段)沉积物的重金属污染相对较轻,但Cr等少数重金属存在一定的污染。
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