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三峡工程建成投入运行后在洪水调节、发电、航运等方面带来了巨大的社会经济效益,但是它对流域生态环境带来的影响同样不容忽视。香溪河作为靠近三峡大坝的首条支流,其流域内的环境状况直接影响着三峡水库的安全。近年来,国内外专家学者对库区多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染进行了调查研究,但大部分集中在水体和沉积物上,关于消落带土壤的PAHs污染状况研究较少。本文对香溪河流域沉积物、消落带及上缘土壤中的PAHs的分布、来源及生态风险评价进行系统分析,通过室内静态试验研究典型PAHs菲在香溪河土壤上的吸附模式和机理,主要研究内容和基本结论如下:1)香溪河库湾土壤PAHs赋存情况和时空分布特征自2018年6月至2019年3月分四次对香溪河消落带及上缘7条样带、沉积物5条样带的土壤进行样品采集,测定其中PAHs的含量。结果显示沉积物中PAHs总量为229.71~569.02 ng/g(均值364.17 ng/g),消落带为367.08~2232.72 ng/g(均值805.34ng/g),消落带上缘为83.09~2476.01 ng/g(均值992.67 ng/g)。不同高程土壤PAHs含量由大到小依次为上缘>消落带>沉积物。时间分布结果表明,PAHs总量顺序为夏季>冬季>春季>秋季,在水平样带上的整体表现为:靠近香溪河上游峡口镇,长江与香溪河交汇处的样带PAHs总量较高,中间段PAHs含量较低。季组成特征分析显示不同海拔存在一定差异,沉积物以3环和4环为主,消落带和上缘以4环和5环为主。2)土壤理化性质及相关性分析香溪河流域土壤主要是呈中性偏弱碱性,沉积物、消落带及上缘土壤之间的p H变化不大;土壤有机质整体表现为:沉积物>消落带上缘>消落带,夏冬两季的含量较高。总磷和总氮表现为沉积物>消落带>消落带上缘,夏季含量较高,冬季含量较低。消落带中5环PAHs与p H值,沉积物和消落带中5环、6环PAHs与有机质之间存在显著相关性(p<0.05),PAHs与土壤总氮、总磷Cd之间存在负相关性,大部分PAHs与总PAHs之间存在显著正相关性(p<0.05),有的达到极显著水平(p<0.01)。3)香溪河流域土壤对菲的吸附行为研究在吸附动力学实验中,菲在土壤上的吸附平衡时间为24 h,拟二阶动力学方程能更好地描述吸附过程。相较于Linear和Langmiur等温吸附模型,Freundlich模型拟合的相关系数更高,能更好地描述土壤对菲的等温吸附过程,说明吸附特征是非线性多分子层不均匀吸附。吸附热力学实验结果显示,?、?、?均小于0,吸附反应是一个自发进行的放热过程,以物理吸附为主,吸附反应进行的主要驱动力是焓变,温度上升对吸附过程不利,使土壤的吸附能力降低,吸附量减少。4)香溪河流域土壤PAHs来源分析和风险评价本文利用分子量特征比值法和同分异构体比值法对香溪河库湾消落带土壤进行了PAHs溯源分析,发现除2018年秋季沉积物中PAHs主要源自石油类物质,其余样带PAHs主要来自煤、生物质和化石燃料的燃烧。表明香溪河流域土壤中PAHs主要源自河道、公路的交通运输业排放及周边工业生产、居民生活的燃烧。内梅罗综合污染指数法表明,沉积物污染程度尚在安全线以内,香溪河消落带及上缘土壤处于轻度污染等级,具有潜在的生态风险,需要引起注意。苯并[a]芘(Ba P)毒性当量法的生态风险评价结果表明,不同区域PAHs的TEQBa P分布规律各异,沉积物表现为冬季>夏季>秋季>春季;消落带及其上缘土壤表现为冬季>春季>夏季>秋季;土壤PAHs在不同高程土壤中TEQBa P的大小总体表现为消落带上缘>消落带>沉积物。风险熵值法研究认为PAHs单体大部分处于中等风险水平,沉积物PAHs总量生态风险评估为Ⅱ级低风险,消落带及上缘均为Ⅳ级中等风险水平,香溪河流域三个区域PAHs风险等级表现为消落带上缘=消落带>沉积物。PAHs在沉积物、消落带及其上缘土壤均以误食和皮肤接触对人体具有潜在致癌风险,呼吸暴露对人体无风险。各区域致癌风险值的顺序表现为:消落带上缘>消落带>沉积物。各暴露途径表现为皮肤接触产生的风险大于吞食暴露途径下的风险值,且成人通过皮肤接触产生的风险值大于儿童,而儿童以吞食产生的风险值大于成人,沉积物在各季节的风险值变化趋势表现为冬季>夏季>秋季>春季;消落带及其上缘土壤则表现为冬季>春季>夏季>秋季。