淮河上游多環芳烴的多介質污染特徵與歸趨

《淮河上游多環芳烴的多介質污染特徵與歸趨》是依託河南師範大學，由孫劍輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：淮河上游多環芳烴的多介質污染特徵與歸趨
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫劍輝
• 依託單位：河南師範大學

項目摘要

多環芳烴是一類在環境中普遍存在的有機污染物，由於其毒性/致癌性、生物累積性和半揮發性並能在環境中持久存在，有16種PAHs被美國環保局列為優先控制污染物。河流中的水、沉積物、懸浮物以及水生生物，是PAHs的主要載體和最終歸宿之一。本項目以淮河上游為研究對象，擬通過對水-懸浮物-沉積物、魚類、水生植物、大氣與降塵中PAHs的分析，揭示該河段主要介質中PAHs的污染水平，通過特徵比值、PCA/MLR、PMF、UNMIX解析PAHs的來源，評估PAHs污染的生態與健康風險，進而構建該河段PAHs的Ⅳ級多介質逸度模型，模擬PAHs的分布、遷移與歸趨特徵，計算PAHs的輸入、輸出通量以及系統內部跨界面遷移通量，闡述對各環境介質中PAHs濃度影響較大的重要參數。本研究可為深入了解淮河上游水生態系統中PAHs的環境行為模式、準確評價PAHs的生態與健康風險，有效防治河流PAHs污染和環境管理提供理。

結題摘要

本項目以淮河上游為研究對象，測定了大氣與降塵、水-懸浮物-沉積物、魚類、水生植物中PAHs的含量。結果表明：淮河上游水相ΣPAHs濃度範圍是80.0~421 ng/L，3環PAHs為主；懸浮物中ΣPAHs濃度範圍是268~2817 ng/g，2環PAHs為主；表層沉積物中PAHs的濃度範圍是3.96~379 ng/g，3~4環PAHs為主。因子分析/多元線性回歸揭示淮河上游PAHs主要來源於化石燃料的燃燒（貢獻62.0%）。採用同位素定年方法，第一次高分辨地分析了淮河上游PAHs的污染歷史，表明從1912~2014年，柱芯沉積物ΣPAHs濃度變化範圍為2.31~21.86 ng/g，平均沉積速率是0.58 cm/年，TOC和BC的含量對PAHs的濃度有一定的影響。PCA/MLR顯示PAHs主要來源於化石燃料的燃燒且貢獻率為60.1%。採用機率密度重疊面積法和安全閾值法評價了淮河上游水體中ΣPAH7對水生生物的聯合生態風險，淮河上游水相、懸浮物和沉積物中ΣPAH7對水生生物的風險大小是沉積物相＞ 懸浮物相＞水相。氣相樣品和顆粒相樣品中ΣPAHs總濃度範圍分別為3.61～425 ng/m3和483～25365 ng/g，3環PHE是濃度最高的化合物。氣相和顆粒相樣品ΣPAHs濃度的最大值出現在冬季。在氣相樣品中，冬季以2環和3環PAHs為主，春夏季以4-6環PAHs為主；在沉降顆粒樣品中，不同季節均為低環PAHs為主。PAHs的沉降通量範圍為52～2071 ng/m2/d, ΣPAHs沉降通量的最高值和最低值分別出現在冬季、春季，高環數PAHs的沉降通量較為顯著。淮河上游水生植物ΣPAHs的含量範圍為2.55 ng/g-208 ng/g，以3環PAHs為主，PHE含量最高（208 ng/g）；無脊椎動物∑PAHs含量範圍為401 ng/g-569 ng/g，以3環PAHs為主。魚體中ΣPAHs濃度範圍為753 ng/g- 2036 ng/g，以3~4環PAHs為主，各器官富集PAHs趨勢為心＞肝＞肌肉。逸度模型結果表明沉積物是PHE在淮河上游的主要匯，降解是PHE在淮河上游的主要輸出方式，PHE在系統內部的遷移方向為從大氣到水，從水到沉積物，溫度是影響PHE在淮河上游遷移的最主要參數。