松花江污染物合成麝香的时空分布特征及生物毒性研究

发布时间：2020-06-11 09:10

【摘要】：合成麝香(Synthetic Musks,SMs)作为天然麝香的廉价替代品被广泛使用于各类个人护理品和消费品中。由于其连续不断地进入生态环境中,浓度不断增大,在动物和人体组织中产生了蓄积作用,其效应相当于持久性有机污染物。SMs具有环境激素毒性、生理生态毒性、遗传毒性、并且对酶活性具有一定影响,对微生物具有毒性效应等作用,对地表水安全构成较高的威胁。本文系统研究了松花江水环境中SMs的污染现状及时空分布特征,数值模拟了SMs在多相介质中的归趋行为,并对SMs与重金属复合污染等环境行为问题进行了探讨。采用固相萃取富集-气质联机方法调查了松花江干流9个采样点在不同水文期SMs的污染状况。松花江表层水体中SMs在不同的水文期浓度分别为2011年8月(丰水期):0-1.02 ng/L,平均浓度0.02 ng/L;2011年10月(平水期):0-25.71ng/L,平均浓度2.14 ng/L;2012年1月(枯水期-冰封期):0-204.18 ng/L,平均浓度为7.04 ng/L;2012年4月(枯水期-解冻期):0-254.44 ng/L,平均浓度为8.48 ng/L。枯水期水体中SMs浓度高于平水期和丰水期。空间分布上,哈尔滨下游采样点中SMs总浓度水平最高,总浓度范围为0-109.12 ng/L,次高点出现在佳木斯下游,这与上游来水和城市市政废水排放有直接关系。SMs的组成特征表明:在松花江采样点中佳乐麝香(Galaxolide,HHCB)的浓度最高,其次是吐纳麝香(Tonalide,AHNT),确定HHCB和AHTN为典型污染物。HHCB和AHTN在不同水文期具有不同的浓度,这主要归因于环境变量的季节性变化。为了研究松花江中SMs的输入特性,检测了哈尔滨市污水处理厂外排污泥和污水中SMs的浓度水平。哈尔滨污水处理厂平均每天有245.5 g和51.8 g的HHCB和AHTN随外排污泥进入环境中被填埋处理,这会对土壤环境造成一定危害;平均每天有93.8 g和22.5 g的HHCB和AHTN会随外排污水不断的进入松花江中,对松花江水环境构成威胁。此外,进一步论证了该沿江污水处理厂的排污口是SMs污染松花江的一个典型污染源。在实验室条件下,系统研究了HHCB和AHTN在松花江水体中的吸附解吸过程。在24 h内HHCB和AHTN在松花江表层沉积物上的吸附过程达到平衡状态,二级动力学模型能够较好的模拟沉积物对HHCB和AHTN吸附的主要过程。沉积物对HHCB和AHTN吸附的初始阶段可以用颗粒内混合模型模拟,相关系数分别为0.981和0.983。沉积物对HHCB和AHTN的吸附和解析为非线性过程,Freundlich模型能较好的模拟HHCB和AHTN的等温吸附-解析过程,相关系数分别为HHCB:0.978和0.984,AHTN:0.982和0.966。吸附和解吸过程存在明显的滞后性。研究表明了不同的环境因素包括离子强度、pH值以及温度会促进或抑制HHCB和AHTN在沉积物上的吸附行为;沉积物上的有机质和水环境中的共存污染物如表面活性剂和重金属也能够促进或抑制其在沉积物上的吸附行为。同时,室内研究发现,HHCB和AHTN在松花江水体中的生物降解半衰期随水文期的变化而变化,自然光降解并未有明显变化。采用动态多介质模型系统的模拟了松花江中HHCB的迁移转化行为。基于SMs的实际监测浓度,对源强进行了评估。将HHCB模拟浓度与实际监测浓度进行比较,发现模拟值与真实值较为接近,柯西不等式系数值均小于0.5,吻合度较高。评估了HHCB在不同环境相中的归趋情况,并分析了HHCB在松花江干流的环境行为。HHCB在不同环境相中的输入和输出的总质量通量分别为4.32×103 kg和4.30×103 kg,相对误差为0.5%,模拟时间内HHCB的质量保持平衡状态。基于松花江水体中SMs浓度的实测值,以HHCB为代表,采用水培方法研究其与松花江中常见的重金属(Cd2+、Cu2+和Zn2+)复合污染对金鱼藻叶片生理生化指标的影响。HHCB与重金属(Cd2+、Cu2+和Zn2+)复合污染对叶片组织中脂质过氧化最终产物丙二醛(MDA)具有协同效应,对叶绿素的含量具有拮抗作用,因此MDA和叶绿素含量可作为评价该复合污染水体环境的敏感指标。
【图文】：

图 1-2 液体样品和固体样品中 SMs 的检测流程Fig. 1-2 Detecting process of SMs in aqueous and solid sampl、对样品污染小、可以直接进样分析以及溶剂消雌激素的分析处理过程中进行了应用，，缺点是灵敏

图 1-3 在人体内 MX 的生物转化途径[84]Fig. 1-3 Biotransformation pathways of the musk xylene in the human body[84]述污染物的时空变化性。模型中输入相应参数通过常微分方程计算，可同环境介质中随时间变化的逸度值。由于每个单元的环境参数不同，所
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5;X52

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