苏北浅滩表层沉积物中主要污染物的分布、来源及风险评价

论文摘要

重金属、多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药由于其难降解、难挥发、持久性及其毒性而成为21世纪环境科学研究的热点问题。人为活动使其残留在环境中且长期存在,并通过地表径流最终汇聚到河流、湖泊和海洋。在水体中这些污染物通过一系列的理化作用与沉积颗粒物相结合从而在水体底部沉积下来,因此沉积物变成了这些污染物的存储库。在一定条件下,沉积物又能通过水动力再悬浮,并进行远距离迁移运输,变为污染源。因此,沉积物不仅是污染物的载体,也是污染物的来源,这些特性使其适合作为污染物的“指示剂”,能较好的反应该地区的污染状况。苏北浅滩由于其特殊的地貌又是亚洲最大的淤泥质滩涂,大量的养殖户在该地区建立文蛤、泥螺、四角蛤蜊和紫菜等养殖区。滩涂的开发利用一方面带来经济效益的增长,另一方面也使脆弱的滩涂生态遭受威胁。目前对于苏北浅滩重金属、多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药污染状况的研究所涉及的内容和种类较为单一,信息不全,且区域不完整,有一定的局限性,很难全面反映滩涂生态系统的综合污染状况。因此,本文对苏北浅滩表层沉积物中多种污染物进行综合全面的评价分析,以便了解掌握该区域目前的生态环境状况,以期为苏北浅滩生态环境的预防、控制及治理提供科学依据。苏北浅滩表层沉积物中重金属Ni、Zn、Cr、Cu、As、Pb、Cd和Hg的浓度分别为47.88±8.93、38.18±8.86、19.22±5.14、11.32±5.07、6.97±2.45、0.13±0.72、0.56±0.77和0.06±0.02 mg/kg。总有机碳（TOC）、粘土（Clay）、淤泥（Silt）和砂（Sand）的含量分别为1.7±0.8%、3.3±3.2%、13.6±14.2%和83.1±17.4%。在空间分布上,重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni和As显示出相似的空间分布,北部最高,中部次之,南部最低。TOC、粘土、淤泥的空间分布与这些重金属也相似,但汞的分布恰恰相反。主成分分析表明Cu、Zn、Cd、Cr和Ni主要为天然来源,而Pb、Cd、As和Hg为工业和农业来源。地累积指数(Igeo)、潜在生态风险指数（RI）、污染负荷指数（PLI）、毒性风险指数（TRI）和污染严重程度指数（CSI）的结果表明,处于污染的站位分别占33.4%、25.9%、33.3%和70.4%,其中70.4%的CSI站位包含66.7%的污染程度较低的站位。Cd和Hg为中度污染,且为主要污染因子。污染区域主要分布在苏北浅滩中部和北部,而南部地区生态环境良好。苏北浅滩表层沉积物中16种多环芳烃（PAHs）,除了苊烯（Acy）、苊（Ace）、Ant、苯并[k]荧蒽（BkF）和二苯并[ah]蒽（DBA）外,其余11种多环芳烃均被检出。总PAHs浓度范围为0.0至25.2 ng/g,平均值为5.9 ng/g,最高值区域出现在苏北浅滩中部。TOC和粘土含量与总PAHs浓度正相关,表明TOC和粘土对研究区PAHs的分布有重要影响。PAHs多以4-5环为主,轻重比（LMW/HMW）表明苏北浅滩PAHs主要来自高温燃烧。主成分分析显示,PAHs主要来自煤炭燃烧、运输（汽油燃烧）、焦化源和石油来源。生态风险结果表明,PAHs的生态风险处于较低水平。苏北浅滩表层沉积物中10种多氯联苯（PCBs）和17种有机氯农药（OCPs）都只检测出5种,∑PCBs和∑OCPs的浓度范围分别为n.d.18.247 ng/g（平均值为2.117 ng/g）和n.d.1.840 ng/g（平均值为0.080 ng/g）,浓度都处于较低水平,且其分布都呈不均匀分布。生态风险评价结果表明,苏北浅滩表层沉积物中的PCBs和OCPs残留对生物产生的毒副作用影响较小。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 前言

1.2 国内外研究进展

1.2.1 表层沉积物中重金属研究进展

1.2.2 表层沉积物中多环芳烃研究进展

1.2.3 表层沉积物中多氯联苯和有机氯农药研究进展

1.2.4 沉积物中生态风险评价方法概述

1.3 研究区域概况

1.4 研究内容和技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

第二章材料与方法

2.1 采样点布设

2.2 样品采集及预处理

2.3 TOC测定

2.4 粒度分析测试

第三章苏北浅滩表层沉积物中重金属

3.1 前言

3.2 材料方法

3.2.1 仪器分析

3.2.2 质量保证控制

3.2.3 重金属污染评价方法

3.2.4 数据分析

3.3 结果讨论

3.3.1 表层沉积物中重金属理化特征

3.3.2 重金属、TOC和粒度空间分布

3.3.3 重金属来源分析

3.4 重金属污染评价

3.5 本章小结

第四章苏北浅滩表层沉积物中多环芳烃

4.1 前言

4.2 材料方法

4.2.1 样品预处理

4.2.2 仪器分析

4.2.3 质量保证控制

4.2.4 沉积物特征分类

4.2.5 来源分析

4.2.6 风险评价方法

4.2.7 数据处理

4.3 结果讨论

4.3.1 表层沉积物中多环芳烃分布特征

4.3.2 多环芳烃与TOC和粒度的关系

4.3.3 苏北浅滩多环芳烃的来源

4.3.4 表层沉积物中多环芳烃的生态风险评价

4.4 本章小结

第五章苏北浅滩表层沉积物中多氯联苯和有机氯农药

5.1 前言

5.2 材料方法

5.2.1 样品预处理

5.2.2 仪器分析

5.2.3 质量保证控制

5.2.4 数据分析

5.3 结果讨论

5.3.1 表层沉积物中多氯联苯和有机氯农药含量及分布

5.3.2 与国内外其他区域滩涂沉积物中PCBs和 OCPs含量的比较

5.3.3 多氯联苯和有机氯农药生态风险评价

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何培

导师: 李强,高东旭

关键词: 重金属,多环芳烃,多氯联苯,有机氯农药,风险评价,苏北浅滩

来源: 大连海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 大连海洋大学

基金: 江苏省首次沿海潮间带水生野生动物资源调查项目

分类号: X55

DOI: 10.27821/d.cnki.gdlhy.2019.000018

总页数: 60

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苏北浅滩表层沉积物中主要污染物的分布、来源及风险评价

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