黄河三角洲湿地水和沉积环境中典型全氟化合物的空间分布及陆海迁徙特征

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全氟化合物(PFCs)作为一类全球性的新型有机污染物,因其环境持久性、长距离迁移性、生物蓄积性以及潜在毒性受到人们的高度重视。本研究运用超高效液相色谱质谱联用仪(UPLC-MS/MS)测定了黄河三角洲湿地(包括原生湿地、次生湿地、河流湿地与滨海湿地)水和沉积物以及污水厂排水中15种PFCs和3种前驱物的浓度,分析了其中的空间分布规律,探讨了水中PFCs前驱物的转化潜力及对污染的贡献,揭示了黄河三角洲各类湿地水/沉积物系统中PFCs的分配特征和黄河口地区PFCs的陆海迁徙特征,主要研究结论如下:(1)黄河三角洲湿地水和沉积环境中普遍存在PFCs污染,原生湿地水和沉积物中∑PFCs的浓度分别为4.38~29.77 ng?L-1和4.908~13.536 ng?g-1;次生湿地水和沉积物中∑PFCs的浓度分别为15.36~40.02 ng?L-1和4.827~14.894 ng?g-1;河流湿地水和沉积物中∑PFCs的浓度分别为30.54~58.74 ng?L-1和4.296~13.899 ng?g-1;滨海湿地水和沉积物中∑PFCs的浓度分别为14.71~62.99 ng?L-1和8.178~14.513 ng?g-1;污水厂排水中∑PFCs的浓度为54.44~124.40 ng?L-1。(2)空间分布上,在一些湿地类型内部呈现出明显的空间差异,河流湿地水中PFCs的浓度自上游到下游增加,河流湿地沉积物中的PFCs的浓度自上游向下游减少;滨海湿地水和沉积物中均表现为河口以南沿岸的PFCs浓度高于河口以北沿岸。工业和农业废水、城市生活污水及污水厂排水是PFCs主要的污染来源。(3)氧化处理后,全部水样中PFCs的浓度明显增加,说明前驱物普遍存在于水环境中。碳链为4~8的全氟烷基羧酸(PFCA)氧化处理后的浓度增加值要明显多于碳链为9~12的PFCA。污水厂排水中前驱物的转化率最低,PFCAs的增加量却最高,说明在污水处理过程中存在前驱物的降解。(4)黄河三角洲湿地水和沉积物系统中PFCs的分配系数(LogKD)范围为1.08~4.39L?kg-1,在不同湿地间存在差异。碳链长度越长的PFCs,亲水性越差;碳链长度相同时,PFCAs比全氟烷基磺酸类(PFSAs)更容易溶解于水中。(5)黄河口水和沉积物中PFCs入海迁徙的总通量为5.7967 t·a-1,沉积物中PFCs向海洋输出量占比达到71.21%;入海迁徙通量占优势的PFCs成分是PFOS、PFOA和全氟十一酸(PFUnDA),共占总输出量的67.8%。这说明PFCs的陆海迁徙需要动力支撑与物质基础。
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