珠江三角洲水体沉积物中氯化石蜡和多氯联苯分布特征研究

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我国是氯化石蜡(CPs)的生产和使用大国,然而,有关CPs在我国环境中的污染及其环境行为研究还相当贫乏;同时,一些已被禁用多年、发达国家过去曾大量使用的多氯联苯(PCBs)等卤代有机污染物也随着电子垃圾的涌入而进入我国环境。珠江三角洲地区电子/塑料等制造业和电子垃圾回收产业的发展,成为CPs和PCBs等多种卤代有机污染物复合污染的典型区域。珠三角河网发达,水体沉积物可视为该区持久性卤代有机污染物的一个重要汇集场所。我们于2009-2010年采集了珠三角主要水体(包括北江、西江、东江及珠江口)及清远电子垃圾回收区池塘和河流表层沉积物135个、河流沉积柱3条;分析了沉积物中CPs和PCBs的含量、组成特征及沉积柱中的垂向分布特征,探讨了CPs和PCBs在珠江三角洲水体环境中的时空分布,来源信息以及其在水体环境中的迁移降解规律。结果表明:采用弗罗里硅土/硅胶复合柱纯化分离方法,可以有效的将PCBs和CPs分离,为气相色谱.低分辨质谱(负离子化学源).选择离子监测技术测定CPs含量有效地去除了干扰。  珠江三角洲地区水体表层沉积物中短链氯化石蜡(SCCPs)和中链氯化石蜡(MCCPs)总浓度范围分别为320-6600ng/g(干重,下同)和880-38000ng/g。最高浓度的SCCPs和MCCPs主要出现在电子垃圾区池塘沉积物中,平均值分别为2800ng/g和21000ng/g,远高于工业和城市区域的河流沉积物。MCCPs的空间分布特征基本与SCCPs相同。  研究结果表明,在高工业化水平地区,MCCPs/SCCPs比值与logSCCP之间存在显著的正相关性,而在低工业化水平地区及珠江口,二者之间则为显著的负相关性。这种相关性的差别主要是由于高工业化水平地区和低工业化水平地区CPs的来源差别所致。  低工业化水平地区及珠江口与高工业化地区相比,SCCPs中低氯、短碳链组分的相对含量增加而高氯、长碳链组分相对含量降低。这种组分分异表明“轻”组分比“重”组分具有更高的迁移能力。电子垃圾区SCCPs的组成特征与其它地区存在明显差别,可能是由于该区域CPs主要由国外进口电子垃圾贡献。  三个沉积柱中CPs的垂向分布特征表明近年来CPs的排放量持续增加,并且在近年出现由使用SCCP向更多使用MCCP转变的趋势。这与我国近年来CPs的总产量迅速增加的趋势是一致的。也表明受国际上逐渐限用SCCPs使用的大气候影响。三个沉积柱中CPs的氯含量均出现随深度增加氯含量降低的现象,显示CPs在沉积埋藏过程中可能存在脱氯的降解过程。对脱氯降解能力的分析表明,短链,高氯代(9和10氯代组分)具有较高的脱氯降解能力。  PCBs的总浓度范围为7-30000ng/g。珠三角地区广州河段和东莞河段PCBs浓度稍高于北江、顺德河段、西江、东江上游和珠江口,整体污染水平处于全球的中、低端。电子垃圾回收区池塘PCBs浓度(1000-30000ng/g)比珠三角地区其它水体沉积物要高出2-3个数量级。  在广州河段和东莞河段,4氯代组分是主要组成成分。在珠江口及其它河段沉积物中,3氯代组分是主要组成成分,可能来源于国内PCBs产品和/或电子垃圾区的扩散。而在电子垃圾池塘,5和6氯代组分是主要组成成分,可能来源于国外进口的电子垃圾。  东江两个沉积柱中PCBs的垂向分布表明,PCBs的污染在沉积柱的下半段呈现持续增加的趋势,大约在上世纪末达到峰值,随后出现过一段时间的下降,但近几年又呈现出不断增加的趋势。位于伶仃洋西岸西江河口沉积柱中PCBs的垂向分布表明,PCBs的浓度从下往上呈现持续增加的趋势。  本研究的结果表明,电子垃圾回收活动和本地工业活动都是珠三角区域环境中CPs的重要来源,且区域污染水平呈现持续增加的趋势。国外电子垃圾所带来的PCBs污染相当严重,可能已通过扩散作用影响珠三角整个区域环境,造成近年来水体环境中PCBs有所增加。CPs和PCBs的这种污染状况表明以后需要进行更多的污染物监控,摸清其污染来源,为消减和控制这两类污染物提供依据。
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