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随着对持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutions,POPs)研究的逐渐深入,各类持久性有机污染物在我国的大气,水体,土壤,生物体等样品中均有不同程度上的检出。在水环境中,POPs的特殊化学性质决定了其在水环境中的特殊行为,并使其在水环境中迁移转化问题变得复杂化,同时对水环境健康带来严重威胁。因此,本文在收集和整理我国各地水环境中POPs污染数据的基础上,分析各类POPs污染物在水环境各组分(水相、悬浮颗粒相和沉积相)中的迁移行为,并探讨POPs迁移影响因素,同时,以多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PNHs)为例分析黄河水体POPs污染生态风险。
水环境中,POPs主要以分散在水相中的溶解态和吸附在悬浮颗粒相及沉积相中的吸附态存在,其迁移规律受水环境条件及其本身特殊的物理化学性质影响,水环境中各组分中POPs赋存量和赋存状态亦各不相同。分析可知,POPs的迁移行为主要发生在水相、悬浮颗粒相、沉积相和水生生物等介质之间,主要表现为吸附/解吸行为、沉降行为、悬浮行为等。
POPs在水环境中的迁移行为受到多种因素的影响和共同作用。本文在已有研究成果的基础上,综合考虑POPs迁移转化过程中各种水体环境因素对其影响,提出综合作用系数K,以作为量化分析POPs在水体中的分布及时空变化的基础,为POPs在多沙河流中迁移转化模型的建立提供参考和依据。计算结果表明,水环境中综合作用系数K受污染物初始浓度,泥沙特性,水环境化学条件,河流水文特性,生物活动等多种因素影响。不同影响因素下,综合作用系数K取值不同。总体上,综合作用系数K随着泥沙浓度,共存金属离子浓度增大而增大;随泥沙粒径,POPs污染物初始浓度,温度增大而减小;且在近中性(pH≈7)条件下,达到最大值。同时,验证结果表明,计算值和实验数据计算所得值拟合情况较好,所用公式可正确反映POPs与各因素间的量化关系。
对我国现有水环境POPs污染监测数据分析表明,目前我国各地均不同程度存在POPs污染,且存在巨大的潜在生态风险,威胁着生物、人类和环境的健康。以PAHs污染为例,我国PAHs污染以辽宁,天津,山西及河南等地的部分城市污染最为严重,属高生态风险区,存在明显生态负效应;北京,吉林,河北,内蒙古,山东,江苏,浙江,广东等地的部分城市次之,属中等生态风险区,可能存在生态负效应;其它地区,如黑龙江,安徽,江西,福建,贵州,甘肃,宁夏等地的部分城市不存在明显生态效应。对黄河PAHs污染分析表明,黄河水体中主要生态风险源于蒽,芘,菲,芴,荧葸,苯并[a]蒽以及屈等7种PAHs,其生态风险依次为蒽>芘>菲>芴>荧蒽>苯并[a]蒽+屈。