富营养化对多环芳烃在水环境中分布和生物富集的影响

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水体的富营养化是水域生态系统的主要环境问题之一,它和PAHs在水体中共同存在,彼此之间相互影响。富营养化与PAHs的关系已开始逐渐受到重视,对其相互之间的关系的研究还不是很多。因此,我们采集了珠江三角洲不同富营养化条件下的水环境中的表层水、悬浮颗粒物、表层沉积物、藻类、浮游动物和鱼类样品,对PAHs在不同相间的分布、在水-沉积物-生物相间的原位分配系数、生物富集系数及其与Kow值及不同形式有机碳之间的关系进行了较为系统的研究。  溶解态PAHs的含量范围为2.06-83.1 ng L-1(24.9±15.9 ng L-1),颗粒态PAHs的含量范围为4.68-98.1 ng L-1(29.8±25.3 ng L-1),表层沉积物中PAHs的含量范围为47.9-2892 ng g-1(988±957 ng g-1),珠江三角洲水体、颗粒物和表层沉积物中PAHs的含量均处于世界中等水平。珠江三角洲水体富营养化现象普遍,藻类有机碳在研究区域水体的碳库组成中起到非常重要的作用。  统计分析显示,水相和悬浮颗粒物相中PAHs的含量和Chl a含量、有机碳含量均呈现出显著的正相关关系,表明水体中有机碳中的藻类有机碳是控制PAHs分布的主要因素之一;沉积物中PAHs含量和有机碳也呈现显著的正相关,并且与BC之间的相关关系更为显著,说明对于PAHs在沉积物中的吸附/解吸中,BC起着更为重要的作用。颗粒物浓度、有机碳含量以及碳黑对PAHs的分配都起着重要的作用,PAHs的平均有机碳归一化分配系数与它们的辛醇-水系数均呈现显著的正相关关系(r2=0.53-0.83,p<0.01);并且PAHs的log Koc实测值明显高于预测值,这与前人的研究结果也是相一致的。珠江三角洲水体和表层沉积物中PAHs主要来源均为液体燃料、燃煤和植物燃烧的混合来源。  藻类样品中,PAHs的含量范围为336-2638 ng g-1干重(1441±795 ng g-1);浮游动物中,PAHs的含量范围为308-2068 ng g-1干重(1085±583 ng g-1),PAHs含量在藻类中略高于浮游动物中。PAHs在所有淡水鱼肌肉中的含量都低于其在鳃中的含量;PAHs在所有海鱼不同组织中的含量由低到高依次为肌肉<鳃<内脏。  水体的富营养化程度对PAHs在不同生物体内的富集具有一定的影响,富营养化的水体中藻类和浮游动物中PAHs含量较高;浮游动物中PAHs的生物浓缩系数的对数值(Log BCF,L kg-1)的范围为4.32-7.70,并且随水体富营养化程度的增加,藻类和浮游动物中更容易富集Kow值较低的PAH单体。以藻类和浮游动物等为食的鱼类,更容易受到水体富营养化的影响,并且水体富营养化程度越高,PAHs在其组织中的BCF值越大。生物吸收PAHs的不同方式能够导致PAHs在其体内的不同富集规律,藻类和浮游动物中PAHs单体的logKow与log BCF存在正相关关系;在淡水鱼和海鱼组织中,两者之间则呈现“抛物线”相关关系;而淡水鱼组织中的log BSAF和log Kow值则呈现线性的负相关关系。  珠江三角洲河流中已经普遍受到了PAHs的污染,研究其从排放到进入水体系统的复杂过程、多介质环节,有助于深入了解珠江三角洲水环境中PAHs的迁移和富集规律,并为评估该区域水环境中PAHs的生态风险和制定相关的污染控制措施提供科学依据。
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