轻型汽车尾气颗粒物对水生生物的毒性效应研究

来源 :中国环境科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:changtongct
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汽车尾气是大气颗粒物的重要来源之一,近几年来我国汽车保有量不断增加,导致我国汽车尾气污染愈加严重。汽车尾气颗粒物排放到大气中后可通过干沉降或者湿沉降进入到土壤和地表水中,给土壤和水生态系统带来了一定的影响。目前研究多关注汽车尾气对土壤环境的影响,而对于汽车尾气对水生生物效应的研究较少。为了控制汽车尾气排放,我国颁布了史上最为严格的国六标准并已经于2021年1月开始实施。国六标准颁布后未发现国五车辆与国六车辆综合对比的研究报道,因此本研究的主要内容如下:(1)选取国五与国六两类轻型汽车为研究对象,对两类汽车尾气颗粒物的排放情况及主要的64种半挥发性有机物进行分析;选用发光菌为受试生物,研究两类汽车尾气颗粒物对发光菌的毒性效应。(2)选择国六汽车中不同行驶循环(New European Driving Cycle和Worldwide Light-duty Test Cycle)、不同车型(混合动力车与汽油车)和有无汽油机颗粒捕集器(Gasoline Particulate Filter,GPF)进行常规污染物的对比分析。此外,还开展了SUV汽油车、SUV混动车和轿车汽油车对斑马鱼的毒性效应研究。(3)以斑马鱼为模式代替生物,构建并筛选出符合标准的8个种间关系预测(Interspecies Correlation Estimation,ICE)模型,预测了汽车尾气颗粒物对其他8个物种(虹鳟、中华青鳉、日本青鳉、黑头呆鱼、大型溞、羽摇蚊幼虫、鲤鱼和泥鳅)的毒性效应,根据物种敏感度分布法(Species Sensitivity Distribution,SSD)推导3种车型汽车尾气颗粒物的水环境生态安全阈值。得出主要结论如下:(1)国五、国六a(无GPF)和国六b(有GPF)汽车排放的尾气颗粒物浓度分别为8.81、1.73和0.78 mg·km-1,对发光菌的EC50分别为39.34、34.69和49.46mg·L-1。表明单位质量汽车尾气颗粒物的毒性为国六a汽车略高于国五汽车,但是单位行驶距离汽车尾气颗粒物的毒性国六汽车显著低于国五汽车。通过对比发现汽车尾气颗粒物中的多环芳烃类和芳香族化合物可能是导致汽车尾气颗粒物对发光菌毒性的主要有机物质。(2)国六轻型汽车各种类型车辆常规污染物的排放均符合国六标准,SUV汽油车、SUV混动车和轿车汽油车对斑马鱼的LC50分别为3.22、4.46和5.62mg·L-1,三种车型尾气颗粒物中的重金属含量也表现出相同的规律SUV汽油车>SUV混动车>轿车汽油车。表明汽车尾气颗粒物对斑马鱼的毒性与其重金属含量有明显的相关关系。通过对比分析发现Cu和Mn可能是汽车尾气颗粒物致毒的主要重金属物质。(3)通过物种敏感度分布法推导了SUV汽油车、SUV混动车和轿车汽油车对水生生物的生态安全阈值分别为0.57、0.83和1.02 mg·L-1。本项探索性研究期待可以为未来相关汽车尾气排放标准的修订提供水生态安全评估方面的技术参考。
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