基于逸度方法分析大连湾海域PFASs在海水-沉积物界面的扩散趋势
发布时间：2021-11-16 02:11
研究污染物在沉积物-水界面的扩散趋势对于开展其环境风险评估具有重要作用。本研究基于大连湾海域海水和沉积物样品中全氟烷基化合物（PFASs）的含量数据,应用变异系数（Cv）分析了浓度分布的空间变异程度,应用逸度分数（ff）分析了PFASs在沉积物-水界面扩散趋势,应用响应系数（RC）分析了有机碳含量对扩散趋势的影响。结果表明:大连湾海域海水和沉积物中9种PFASs的总浓度均为中等变异;在沉积物中的浓度空间差异略大,可能受历史排放污染物残留及污染事故的影响。在海水-沉积物界面扩散过程中,全氟烷基磺酸类和全氟烷基羧酸类化合物呈现相同的扩散特性,总体表现为ff值随PFASs链长的增加而逐渐降低的趋势。短链PFASs在大连湾海域倾向于存在于水体中,而长链PFASs倾向于扩散到沉积物中。有机碳是影响PFASs在沉积物-水界面扩散趋势的重要参数,且对长链PFASs的影响更明显。全氟辛烷磺酸作为一种持久性有机污染物在大连湾海域中主要处于平衡状态。
【文章来源】：海洋环境科学. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
大连湾海域采样站位
表2 部分PFASs在大连湾海域底层海水和表层沉积物中的浓度Tab.2 Concentrations of some PFASs in bottom seawater (ng/L) and surface sediment (ng/g) of Dalian bay PFASs 底层海水/ng·L-1 表层沉积物/ng·g-1 最大值 最小值 算数均值 标准偏差 变异系数 最大值 最小值 算数均值 标准偏差 变异系数 PFBA 2.31 0.95 1.73 0.50 0.29 0.32 0.04 0.16 0.11 0.71 PFPeA 1.16 0.36 0.61 0.25 0.42 0.33 0.05 0.12 0.11 0.89 PFHxA 1.33 0.60 0.97 0.22 0.22 0.17 0.02 0.05 0.05 0.95 PFHpA 0.65 0.30 0.47 0.11 0.24 0.03 0.00 0.01 0.01 1.98 PFOA 5.79 3.22 4.74 0.72 0.15 0.95 0.54 0.71 0.11 0.15 PFNA 0.17 0.10 0.14 0.02 0.17 0.12 0.00 0.04 0.04 0.96 PFBS 2.09 0.62 1.32 0.52 0.39 0.94 0.26 0.48 0.23 0.48 PFHxS 0.11 0.11 0.11 0.00 0.00 0.27 0.04 0.10 0.07 0.65 PFOS 3.14 0.05 0.87 0.96 1.11 0.17 0.03 0.10 0.05 0.522.2 PFASs在大连湾海水-沉积物间的扩散
根据式(2),计算出PFASs在各个站位海水-沉积物间扩散的ff值(图3)。对于全氟烷基羧酸类化合物(PFCAs),大连湾海水-沉积物间扩散的ff值范围为0.00～1.00,均值为0.64。ff数据表明大连湾海域PFCAs的扩散趋势处于平衡状态,并呈现出ff值随碳链长度的增加而逐渐降低的趋势。链长为4～6的PFCAs的ff均值均大于0.72,表明短链PFCAs呈现出由沉积物向海水中扩散的趋势,即倾向于存在于海水中。对于链长为8的PFOA,其ff值处于0.28～0.72之间,呈平衡态;而链长为7和9的PFHpA和PFNA,分别有7个和6个站位的ff值小于0.28,表现出由海水向沉积物扩散的趋势,倾向于吸附在沉积物中。短链PFCAs(链长为4～6)在大多数站位的ff值大于0.72,且ff值的变异系数在0.01～0.10范围内,表明短链PFCAs在大连湾海域海水-沉积物间的扩散大致处于平衡态,没有表现出明显的空间差异性。随碳链长度增加,PFCAs的ff数值逐渐减小,变异逐渐增大,表明其平衡态发生改变,在海水-沉积物界面间的扩散逐渐转变为由海水向沉积物的扩散,且空间差异逐渐增大。全氟烷基磺酸类化合物(PFSAs)也呈现相似的规律。PFSAs的ff值界于0.29～1.00之间,均值为0.89,并且总体上表现出ff值随链长的增加而逐渐降低的趋势。链长为4和6的PFBS和PFHxS在各站位的ff均大于0.72,表明其倾向于存在于海水中。链长为8的PFOS的ff均值处于0.28～0.72之间,表明总体趋于平衡状态。综上,不论是PFCAs还是PFSAs,随着链长增长,其疏水性增强,更易吸附于沉积物中。中长链PFASs逐渐由平衡态转变为由海水向沉积物相扩散的趋势,沉积物可能是中长链PFASs在环境中的汇。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于逸度方法评价巢湖流域PAHs在水体-沉积物间扩散过程[J]. 刘大超,徐秋萍,张浏,王继忠,彭书传. 环境科学学报. 2018(03)
[2]基于逸度方法的辽东湾海水-沉积物中多环芳烃扩散行为[J]. 张玉凤,杨萌,宋永刚,田金,赵海勃,李楠,吴金浩. 环境科学研究. 2017(10)
[3]大连湾海域水质主要污染因子及污染源贡献分析[J]. 马新东,林忠胜,王立军,穆景利,于丽敏,王燕,张哲,张志锋. 海洋环境科学. 2016(03)
[4]松花江干流PAHs的底泥-水交换行为及时空异质性[J]. 崔嵩,付强,李天霄,李一凡,刘毅鑫,吕正律,李鹏程. 环境科学研究. 2016(04)
[5]多介质环境模型在化学品暴露评估中的应用与展望[J]. 贺莹莹,李雪花,陈景文. 科学通报. 2014(32)
[6]波流共同作用下大连湾海床冲淤变化的数值研究[J]. 孙丽,王永学,王国玉. 中国水运(下半月). 2014(04)
[7]大连湾保守污染物迁移三维模型及应用[J]. 王平,张宁川. 海洋通报. 2013(03)
[8]我国PFOS/PFOA的生产、应用以及国内外标准现状[J]. 梅胜放. 有机氟工业. 2008(01)
博士论文
[1]中国东部地区典型全氟化合物污染地理分布特征及来源辨析[D]. 陈舒.中国地质科学院 2016
本文编号：3497980
【文章来源】：海洋环境科学. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
大连湾海域采样站位
表2 部分PFASs在大连湾海域底层海水和表层沉积物中的浓度Tab.2 Concentrations of some PFASs in bottom seawater (ng/L) and surface sediment (ng/g) of Dalian bay PFASs 底层海水/ng·L-1 表层沉积物/ng·g-1 最大值 最小值 算数均值 标准偏差 变异系数 最大值 最小值 算数均值 标准偏差 变异系数 PFBA 2.31 0.95 1.73 0.50 0.29 0.32 0.04 0.16 0.11 0.71 PFPeA 1.16 0.36 0.61 0.25 0.42 0.33 0.05 0.12 0.11 0.89 PFHxA 1.33 0.60 0.97 0.22 0.22 0.17 0.02 0.05 0.05 0.95 PFHpA 0.65 0.30 0.47 0.11 0.24 0.03 0.00 0.01 0.01 1.98 PFOA 5.79 3.22 4.74 0.72 0.15 0.95 0.54 0.71 0.11 0.15 PFNA 0.17 0.10 0.14 0.02 0.17 0.12 0.00 0.04 0.04 0.96 PFBS 2.09 0.62 1.32 0.52 0.39 0.94 0.26 0.48 0.23 0.48 PFHxS 0.11 0.11 0.11 0.00 0.00 0.27 0.04 0.10 0.07 0.65 PFOS 3.14 0.05 0.87 0.96 1.11 0.17 0.03 0.10 0.05 0.522.2 PFASs在大连湾海水-沉积物间的扩散
根据式(2),计算出PFASs在各个站位海水-沉积物间扩散的ff值(图3)。对于全氟烷基羧酸类化合物(PFCAs),大连湾海水-沉积物间扩散的ff值范围为0.00～1.00,均值为0.64。ff数据表明大连湾海域PFCAs的扩散趋势处于平衡状态,并呈现出ff值随碳链长度的增加而逐渐降低的趋势。链长为4～6的PFCAs的ff均值均大于0.72,表明短链PFCAs呈现出由沉积物向海水中扩散的趋势,即倾向于存在于海水中。对于链长为8的PFOA,其ff值处于0.28～0.72之间,呈平衡态;而链长为7和9的PFHpA和PFNA,分别有7个和6个站位的ff值小于0.28,表现出由海水向沉积物扩散的趋势,倾向于吸附在沉积物中。短链PFCAs(链长为4～6)在大多数站位的ff值大于0.72,且ff值的变异系数在0.01～0.10范围内,表明短链PFCAs在大连湾海域海水-沉积物间的扩散大致处于平衡态,没有表现出明显的空间差异性。随碳链长度增加,PFCAs的ff数值逐渐减小,变异逐渐增大,表明其平衡态发生改变,在海水-沉积物界面间的扩散逐渐转变为由海水向沉积物的扩散,且空间差异逐渐增大。全氟烷基磺酸类化合物(PFSAs)也呈现相似的规律。PFSAs的ff值界于0.29～1.00之间,均值为0.89,并且总体上表现出ff值随链长的增加而逐渐降低的趋势。链长为4和6的PFBS和PFHxS在各站位的ff均大于0.72,表明其倾向于存在于海水中。链长为8的PFOS的ff均值处于0.28～0.72之间,表明总体趋于平衡状态。综上,不论是PFCAs还是PFSAs,随着链长增长,其疏水性增强,更易吸附于沉积物中。中长链PFASs逐渐由平衡态转变为由海水向沉积物相扩散的趋势,沉积物可能是中长链PFASs在环境中的汇。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于逸度方法评价巢湖流域PAHs在水体-沉积物间扩散过程[J]. 刘大超,徐秋萍,张浏,王继忠,彭书传. 环境科学学报. 2018(03)
[2]基于逸度方法的辽东湾海水-沉积物中多环芳烃扩散行为[J]. 张玉凤,杨萌,宋永刚,田金,赵海勃,李楠,吴金浩. 环境科学研究. 2017(10)
[3]大连湾海域水质主要污染因子及污染源贡献分析[J]. 马新东,林忠胜,王立军,穆景利,于丽敏,王燕,张哲,张志锋. 海洋环境科学. 2016(03)
[4]松花江干流PAHs的底泥-水交换行为及时空异质性[J]. 崔嵩,付强,李天霄,李一凡,刘毅鑫,吕正律,李鹏程. 环境科学研究. 2016(04)
[5]多介质环境模型在化学品暴露评估中的应用与展望[J]. 贺莹莹,李雪花,陈景文. 科学通报. 2014(32)
[6]波流共同作用下大连湾海床冲淤变化的数值研究[J]. 孙丽,王永学,王国玉. 中国水运(下半月). 2014(04)
[7]大连湾保守污染物迁移三维模型及应用[J]. 王平,张宁川. 海洋通报. 2013(03)
[8]我国PFOS/PFOA的生产、应用以及国内外标准现状[J]. 梅胜放. 有机氟工业. 2008(01)
博士论文
[1]中国东部地区典型全氟化合物污染地理分布特征及来源辨析[D]. 陈舒.中国地质科学院 2016
本文编号：3497980
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