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持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)是指具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性的一类有机污染物,能通过大气迁移进入远离污染源区的水体、土壤等环境介质中,从而对生态环境和人体的健康造成潜在威胁。同样,对于远离人类活动的高山地带,大气长距离迁移被认为是这些地区中POPs污染物的主要来源。因此,研究世界屋脊——青藏高原环境中的POPs,有助于深入了解该地区POPs的迁移来源和环境过程,也能进一步反映环境变化对青藏高原POPs沉降的影响。
本文采用点面结合的研究手段,针对青藏高原东部若尔盖高原POPs的污染现状和污染历史开展研究。采集11个表层土壤和6个溪流表层沉积物样品,分析了其中的多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)的浓度和组成,以了解该区域POPs的污染水平和污染特征。同时,在该地区采集0-25cm长的泥炭柱剖面,通过210Pb定年建立相应的时间标尺,重溯了若尔盖高原150年来POPs的沉降历史,并对其可能的输入途径、成因来源、以及历史含量变化的影响因素进行了探讨,获得了一系列初步的研究结果。
(1)若尔盖高原中表层土壤与溪流表层沉积物中PAHs、HCHs、DDTs和PCBs的浓度分别为:15.0~94.4 ng g-1和7.73~75.1 ng g-1、0.24~3.14 ng g-1和1.89~9.26 ng g-1、0.23~5.36 ng g-1和0.27~1.52 ng g-1、0.61~4.28 ng g-1和0.58~4.09 ng g-1,均处于相对较低的水平,可代表北半球乃至全球的环境本底值。PAHs和PCBs与TOC有很好的相关性。
(2)若尔盖泥炭沉积柱记录了近150年来多环芳烃的沉积历史,总PAHs的浓度范围为36.2~408 ng g-1。自20世纪初开始,PAHs浓度呈明显上升趋势,在60年代初期达到峰值,之后开始下降。PAHs在组成上主要以3~4环化合物为主,体现出PAHs大气迁移来源的特点;泥炭中的PAHs主要是化石燃料和生物质燃烧的产物。泥炭柱中多环芳烃的沉积历史与我国煤、石油的消耗历史及经济发展的历史不吻合,更接近欧洲泥炭PAHs的记录。
(3)OCPs的沉积历史与我国及世界OCPs的生产使用历史较为吻合,HCHs和DDTs的浓度范围分别为0.23~20.6 ng g-1,1.29~8.06 ng g-1,且分别在20世纪60年代末、80年代初达到最高值。
(4)若尔盖泥炭沉积柱中PCBs的浓度范围为0.03~15.2 ng g-1,其浓度在20世纪70年代中期达到最高值,之后急剧下降,总体上反映了我国及全球PCBs在20世纪60年代大量生产使用以及70年代后开始禁用的历史过程。PCBs的浓度在近20年又略有反弹,揭示存在新的污染源。
(5)HYSPLIT后推气流轨迹模型分析结果显示,若尔盖高原气流来源于我国川东北地区和四川盆地,部分可追溯到南亚、东南亚地区以及我国西部和西南地区。
(6)除去污染源的影响作用后,若尔盖泥炭柱中的DDTs与TOC含量具有很好的正相关性。