武汉市黄陂区土壤中持久性有机污染物浓度、分布及健康影响评价

发布时间：2020-04-17 13:38

【摘要】：持久性有机污染物(POPs)是指有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)和多溴二苯醚(PBDEs)等多种工业化合物或工业和自然过程的副产物,通常以多环芳烃(PAHs)为主。环境中的大多数持久性有机污染物是来自制造业、城市废物和燃烧过程的副产品。它们具有长距离运输的潜力,在环境中难以降解,在生态系统中具有生物放大和生物积累的能力,并且对人类健康和环境具有显著负面影响。人类接触持久性有机污染物的风险主要来自于食物、空气、水和工作场所。由于环境浓度低,持久性有机污染物可以诱导较少的急性毒性作用;有机污染物可以损害生物体的生殖潜力、免疫紊乱、癌症和内分泌系统中断。本研究旨在确定武汉黄陂区四类持久性有机污染物的浓度、分布、潜在来源、生态风险和对人类健康的影响。从两个深度(0-10和10-20厘米)和四个土地利用类型(荒地、农田、塑料温室和稻田)收集了 18个地点的土壤样本。利用单因素方差分析(ANOVA)分析了土壤深度、土地利用类型和取样地点的持久性有机污染物平均浓度差异,显著性水平α=0.05。采用改进的基质固相分散萃取法从土壤样品中提取分析物。在0-10和10-20厘米土壤中多环芳烃的总平均浓度分别为138.93和154.99μg kg-1 dw。苯并[a]芘和芴是0-10厘米和10-20厘米土壤中最丰富的化合物。荒地土壤中PAHs的平均浓度(68.64μg kg-1 dw)中最高,其次是塑料温室(64.17 μg kg-1 dw)、稻田(61.54μg kg-1 dw)和农田(45.18 μg kg-1 dw)。本研究中使用热解指数、总指数和诊断比的定量值证明多环芳烃主要来源于致热剂、部分致热剂和致热剂的组合。萘、苊、菲、蒽、芘、苯并[a]蒽和苯并[a]芘的可忽略和最大允许浓度值表明存在中等的生态风险。成人和儿童的终身癌症风险增量值分别显示出低和中度癌症风险。在0-10和10-20厘米土壤中OCPs的总浓度分别为0.00-32.7 ng g-1 dw和0.01-100.45 ng g-1 dw。β六氯环己烷(β-HCH)是最主要的化合物,其浓度分别为2.20和7.71 ng g-1 dw。所有样品中OCPs的平均浓度均低于中国土壤中六氯环己烷(HCHs)和二氯二苯基三氯乙烷(DDTs)的规定阈值。四种土地利用类型中的OCPs浓度大小依次为:稻田荒地农田塑料温室。成分分析结果显示,林丹是六氯环己烷的最主要潜在来源;另一方面,pp'-DDT的使用是研究区域DDTs的主要来源。基于终生平均日剂量、终生癌症风险和危险商数值,当地居民的致癌和非致癌健康风险的可能性较小。多氯联苯(PCBs)和多溴二苯醚(PBDEs)是普遍存在的其它环境持久性有机污染物。0-10 cm和10-20cm 土壤中PCBs浓度范围为:,ND至54.12 ng g-1 dw(干重)(平均值=7.08 ng g-1 dw)和 ND 至 35.35 ng g-1(平均值=7.03 ng g-1 dw)。PCB-28 和 PCB-52是经常被检测到的PCBs同系物。关于多溴联苯醚,本研究中多溴二苯醚的总浓度在0-10 cm 和 10-20 cm 分别为 ND-34.88 ng g-1 dw(平均值=4.57 ng g-1 dw)和 ND-32.43 ng g-1 dw(平均值=5.02 ng-1dw)。多溴联苯醚(BDE-47和-28)是常见的同源物。从靠近大型基础设施和居民区的地方收集的样本显示出较高浓度的多氯联苯和多溴二苯醚浓度。但是,所有样品中的多氯联苯浓度均低于最高生态影响质量准则限值。皮尔逊相关分析结果显示,多氯联苯和多溴二苯醚同源物与总有机碳、土壤含水量和土壤pH值的相关性较弱。估算的终生致癌和非致癌健康影响值显示,多氯联苯和多溴联苯醚的暴露目前对健康的影响可以忽略不计。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X592;X820.4
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本文编号：2630928