江苏盐城滨海湿地多环芳烃与喹诺酮污染分布特征及其保护对策

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本研究首先针对盐城滨海湿地表层沉积物(0-5 cm)中16种优先控制的多环芳烃及8种典型喹诺酮类抗生素污染分布特征进行探究:通过特征化合物法、分子比值法及主成分分析法对滨海湿地多环芳烃污染的来源展开详细探讨,结合沉积物中有机碳的含量,沉积物的粒径及当地人类活动,对多环芳烃及喹诺酮抗生素分布的影响因素进行相关探讨,并对多环芳烃及喹诺酮抗生素污染的生态风险进行评估。多环芳烃(Polycylic aromatic hydrocarbons,PAHs)在盐城滨海湿地表层沉积物中的含量范围为2.80~134.66 ng/g,平均污染含量为18.66 ng/g,研究区域内多环芳烃的浓度呈现中部较高,南北部含量相对较低的分布情况。与全世界范围内的滨海湿地多环芳烃污染含量相比此区域属于低污染水平。研究区域内多环芳烃含量较高的站点分布于河流下游周围及工业发达区域,分析是由于河流中上游以及工业过程中产生的多环芳烃会积累于附近的沉积物中,造成多环芳烃含量高。来源探究结果表明,PAHs多来源于石油源、煤炭草木燃烧,并兼有其他混合来源。风险评估表明,盐城滨海湿地沉积物多环芳烃污染在现阶段不会对该地区生态系统造成危害,生态风险较低。探讨了沉积物有机碳含量、沉积物粒径及人类活动对于分布的影响,分析结果表明沉积物中越富含有机碳,沉积物越有利于吸附积累高环多环芳烃,盐城滨海湿地沉积物粒径与多环芳烃的分布没有明显相关性。人类活动中用工业产值来反映工业发达的程度,相关性分析表明,研究湿地附近行政区域的工业产值与沉积物中多环芳烃污染有明显的相关关系,工业越发达的区域其多环芳烃污染也越显著。这说明多环芳烃污染与人类活动有较为密切的联系。喹诺酮(Quinolones,QNs)在盐城滨海湿地表层沉积物中含量范围0.33~24.79 ng/g,平均含量为4.53 ng/g,8种目标喹诺酮抗生素在沉积物样品中均有检出,其中氧氟沙星的检出率最高,达到45.70%。与其他有关沉积物中抗生素的研究比较表明,氧氟沙星的检出量属于中等水平。在72个采样点中,高积累量的站点位于响水县灌河以及射阳河下游靠近水产养殖的区域,通过相关性分析表明其抗生素多来源于水产养殖区域的排水,通过河流径流吸附于河流附近的表层沉积物中。来源探究结果表明,QNs主要来源于水产及畜禽养殖。相关性分析表明,沉积物粒径与环丙沙星的分布有较为明显的正相关性(r=0.334,P<0.01),表明粒径越细,越有利于吸附环丙沙星抗生素,而沉积物粒径与沙拉沙星有相对显著的负相关性(r=-0.237,P<0.05),说明粒径越粗反而越有利于吸附沙拉沙星,其他种类的抗生素与粒径无明显相关性。沉积物有机碳含量与洛美沙星和沙拉沙星有明显的正相关性。这都说明粒径和有机碳对于喹诺酮抗生素有一定的影响。风险评价结果表明氧氟沙星对藻类生长表现出了中等风险。其余喹诺酮抗生素的生态风险较低。沉积物-植物间分布特征表明,盐城湿地中采集的植物样品中多环芳烃的检测含量均高于沉积物中的含量,且富集因子结果表明植物对低环多环芳烃有更高的富集效应,而植物吸收沉积物中高环多环芳烃的含量与沉积物中有机碳含量呈正相关性;对于盐城滨海湿地样品中喹诺酮抗生素的检测结果表明,植物及沉积物中抗生素含量不具备规律性,植物中有检出沉积物中未检出的目标喹诺酮抗生素,且植物中吸收吡哌酸与沉积物中有机碳含量呈现负相关性。两种目标污染物的分布情况说明植物对于多环芳烃的吸收有一定的规律可以进一步进行探究,而植物对于喹诺酮抗生素的吸收可能受其他多种因素的影响,需要进行综合性研究。其次本研究回顾了我国湿地保护的法律法规发展进程,并且针对上述污染现状,提出对于盐城滨海湿地污染修复,法律完善,湿地保护管理等有效可行的措施,为湿地沉积物中多环芳烃及喹诺酮抗生素治理与修复提供一定的建议,为盐城湿地资源的保护做出一定的科学参考意见。
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