杭州市典型農(nóng)業(yè)和工業(yè)區(qū)氯代POPs的殘留、土氣交換特征及健康風(fēng)險研究.pdf

1、持久性有機(jī)污染物(Persistent organic pollutants，POPs)能夠持久存在于環(huán)境中，并且能夠隨著食物鏈在動物和人體內(nèi)不斷積蓄，具有半揮發(fā)性和高毒性，目前受到全球范圍的廣泛關(guān)注。典型的氯代持久性有機(jī)物包括有機(jī)氯農(nóng)藥六六六(Hexachlorocyclohexanes, HCHs)、滴滴涕(Dichlorodiphenyltrichloroethanes,DDTs)和多氯聯(lián)苯（Polychlorinated bip

2、henyls，PCBs），雖然已被禁用幾十年，但由于它們在我國的歷史產(chǎn)量和使用量十分巨大，至今仍能在各種環(huán)境介質(zhì)中檢出，并且持續(xù)地對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害。因此，研究這類物質(zhì)在環(huán)境中的殘留、歸趨等行為以及評價其對人體的健康風(fēng)險是十分必要的。
　　在本論文的研究中，我們采集了杭州市典型農(nóng)業(yè)和工業(yè)區(qū)的土壤和大氣樣品，分析了其中HCHs、DDTs和PCBs的濃度，并針對具有手性的有機(jī)氯農(nóng)藥α-HCH、o,p'-DDD和o,p'-DD

3、T進(jìn)行了對映體分析，利用異構(gòu)體和對映體選擇性殘留特征闡述了它們的來源及土氣交換行為，解釋了其在空間和季節(jié)上的差異，最后利用美國EPA健康風(fēng)險評價模型對土壤和大氣中的此類物質(zhì)進(jìn)行了暴露風(fēng)險評估。本文得到的主要結(jié)果如下:
　　(1)研究區(qū)域土壤中冬季∑HCHs的濃度大于夏季濃度，農(nóng)業(yè)區(qū)濃度大于工業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)0.224-3.71（均值1.47）ng/g，冬季工業(yè)區(qū)0.228-1.61（均值0.555）ng/g，夏

4、季農(nóng)業(yè)區(qū)0.023-2.36（均值0.615）ng/g，夏季工業(yè)區(qū)0.037-1.58（均值0.301）ng/g;其中β-HCH在大部分土壤樣品中占主導(dǎo)地位。與土壤中濃度時空特征相反，大氣中夏季∑HCHs濃度大于冬季濃度，工業(yè)區(qū)濃度大于農(nóng)業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)20.1-42.0（均值27.9）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)26.8-77.1（均值42.7）pg/m3，夏季農(nóng)業(yè)區(qū)32.4-73.0(均值40.8) pg/m3，夏季工

5、業(yè)區(qū)9.04-62.2（均值45.6）pg/m3;其中α-HCH在大部分大氣樣品中占主導(dǎo)地位。來源分析結(jié)果表明，研究區(qū)域土壤和大氣中HCHs的殘留主要來源于歷史上工業(yè)六六六的使用。對于手性α-HCH，大部分土壤中(-)-α-HCH會優(yōu)先降解，而大氣中冬季(+)-α-HCH優(yōu)先降解，夏季則(-)-α-HCH優(yōu)先降解。逸度分?jǐn)?shù)表明，目前研究區(qū)域HCHs處于從土壤向大氣揮發(fā)的狀態(tài)，土壤仍是大氣中HCHs的二次來源，且冬季的農(nóng)業(yè)區(qū)HCHs揮發(fā)趨

6、勢較強。對土壤和大氣中HCHs通過多種途徑暴露于人體產(chǎn)生的健康風(fēng)險進(jìn)行評估，HCHs對人體不具有非致癌風(fēng)險，致癌風(fēng)險也非常低。
　　(2)研究區(qū)域土壤中冬季∑DDTs的濃度大于夏季濃度，農(nóng)業(yè)區(qū)濃度大于工業(yè)區(qū)濃度，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)0.721-1594（均值96.5）ng/g，冬季工業(yè)區(qū)0.608-79.8（均值12.3）ng/g，夏季農(nóng)業(yè)區(qū)0.312-938（均值67.5）ng/g，夏季工業(yè)區(qū)0.572-125（均值12.

7、1）ng/g;其中p,p'-DDE和p,p'-DDT在大多數(shù)土壤樣品中占主導(dǎo)地位。與土壤中濃度時空特征相反，大氣中∑DDTs的濃度夏季大于冬季，沒有顯著的空間差異性，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)37.1-363（均值52.1）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)48.5-141（均值42.5）pg/m3，夏季農(nóng)業(yè)區(qū)90.7-325（均值137）pg/m3，夏季工業(yè)區(qū)33.5-401（均值162）pg/m3;其中p,p'-DDE在大部分大氣樣品中占主導(dǎo)地

8、位。來源分析結(jié)果表明，大多數(shù)土壤中DDTs的殘留來源于歷史上工業(yè)DDTs的使用，少部分土壤可能受到三氯殺螨醇或DDTs再次使用導(dǎo)致的新來源的影響;而大氣中大部分樣品可能受到三氯殺螨醇等新來源的影響。對于手性o,p'-DDD和o,p'-DDT，所有土壤和大氣樣品中的o,p'-DDT和o,p'-DDD都是非外消旋的。對于o,p'-DDT，土壤和大氣中都是(+)-對映體會優(yōu)先降解;對于o,p'-DDD，土壤中(+)-對映體會優(yōu)先降解，大氣中則

9、是(-)-對映體會優(yōu)先降解。逸度分?jǐn)?shù)表明，部分樣品中DDTs處于揮發(fā)狀態(tài)，部分樣品中DDTs處于平衡狀態(tài)，其余樣品中DDTs處于沉降狀態(tài)。且冬季的農(nóng)業(yè)區(qū)DDTs的逸度分?jǐn)?shù)較高。對土壤和大氣中DDTs通過多種途徑暴露于人體產(chǎn)生的健康風(fēng)險進(jìn)行評估，DDTs對人體不具有非致癌風(fēng)險，致癌風(fēng)險非常低。
　　(3)研究區(qū)域土壤中∑PCBs的濃度不具有顯著空間差異性，冬季濃度大于夏季濃度，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)68.6-1828（均值524

10、）Pg/g，冬季工業(yè)區(qū)104-1838（均值404）Pg/g，夏季農(nóng)業(yè)區(qū)47.4-1327（均值323）Pg/g，夏季工業(yè)區(qū)25.2-804(均值307)pg/g;在大多數(shù)土壤樣品中5Cl-和6Cl-PCBs占主導(dǎo)地位。大氣中∑PCBs的濃度不具有顯著空間差異性，冬季濃度大于夏季濃度，具體濃度水平為:冬季農(nóng)業(yè)區(qū)224-480（均值345）pg/m3，冬季工業(yè)區(qū)233-537(均值326) pg/m3，夏季農(nóng)業(yè)區(qū)135-553（均值353

11、）pg/m3，夏季工業(yè)區(qū)39.6-253(均值133)pg/m3;在大多數(shù)大氣樣品中7Cl-PCBs占主導(dǎo)地位。來源分析結(jié)果表明，土壤中的PCBs來源于工業(yè)品Aroclor1254，而大氣可能受到多種工業(yè)品Aroclor的混合污染。逸度分?jǐn)?shù)表明，大部分采樣點PCBs處于平衡狀態(tài)或從大氣向土壤沉降，其逸度分?jǐn)?shù)的大小與PCBs的分子量大小有關(guān)。冬季的逸度分?jǐn)?shù)高于夏季，空間變化特征與PCBs的分子量大小有關(guān)。健康風(fēng)險評價表明，個別土壤樣品中P