上海地區(qū)土壤中持久性有機污染物污染特征、分布及來源初步研究.pdf

1、由于人口增長和工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢物堆放傾倒、有害廢水向土壤中滲透和污水灌溉、大氣干/濕沉降等使土壤持久性有機污染物(POPs)污染日益嚴(yán)重。一些POPs具有突出的“三致”作用(致癌、致突變、致畸形)和內(nèi)分泌干擾特性，日益受到人們的關(guān)注。土壤中的POPs可通過揮發(fā)、擴散、遷移，污染大氣、地表水體和地下水，并可通過生物富集和生物放大作用在生物體內(nèi)富集，最終危及人體健康。因此，土壤中POPs污染是一個亟需研究和解決的問題。本研究利用氣相色譜

2、-質(zhì)譜(GC/MS)和氣相色譜(GC/ECD)方法，對91個上海城區(qū)和農(nóng)村表層土壤樣品中的典型POPs包括PAHs，OCPs，PBDEs和PCBs的污染水平、空間分布特征、異構(gòu)體組成特征、可能的污染來源和潛在的生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，旨在了解上海地區(qū)土壤中典型POPs的污染狀況和潛在風(fēng)險，為我國履行POPs公約提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)上海市城區(qū)土壤中22種多環(huán)芳烴(PAHs)的污染濃度在442～19700μg·

3、kg-1之間，平均含量3780μg·kg-1；農(nóng)村及郊區(qū)土壤中22種PAHs的濃度在141～2370μg·kg-1之間，平均濃度為757μg·kg-1。上海市城區(qū)土壤中PAHs的總量顯著高于農(nóng)村及郊區(qū)土壤。城區(qū)不同功能區(qū)土壤中的含量由高到低的次序為：路邊樣>綠化帶>公園>商業(yè)區(qū)>居民區(qū)。農(nóng)村及郊區(qū)土壤PAHs污染較高的區(qū)域主要在上海西部和南部區(qū)域，低污染濃度分布在崇明島。無論是上海城區(qū)土壤還是農(nóng)村及郊區(qū)土壤，污染主要以高分子量的致癌性P

4、AHs為主，其中以Flu，Pyr，BbF和Chr為主要污染物。主成分分析和異構(gòu)體比值法分析結(jié)果表明，上海市土壤中PAHs主要來源于燃燒源，尤其是化石燃料的燃燒。采用毒性當(dāng)量評價方法對研究區(qū)域土壤中PAHs潛在致癌性分析顯示，研究區(qū)域內(nèi)城區(qū)土壤PAHs具有一定的潛在致癌性，特別是路邊土壤樣品中毒性當(dāng)量濃度(TEQ)較高，應(yīng)當(dāng)引起重視。而農(nóng)村土壤中PAHs潛在致癌性較低。 (2)上海市土壤樣品中六氯苯(HCB)、六六六(HCHs)和

5、滴滴涕(DDTs)的檢出率較高，為上海市土壤中主要有機氯農(nóng)藥(OCPs)污染物。上海市城區(qū)土壤中OCPs殘留范圍在3.28～94.7μg·kg-1之間，農(nóng)村及郊區(qū)土壤樣品中OCPs農(nóng)藥殘留范圍在3.16μg·kg-1～265μg·kg-1之間。無論是城區(qū)還是農(nóng)村及郊區(qū)土壤，其OCPs殘留都以p,p'-DDE為主，占OCPs殘留總量的60％以上。從整個分布來看，農(nóng)村及郊區(qū)OCPs污染高的區(qū)域主要分布在南部和西部區(qū)域；城區(qū)不同功能區(qū)土壤中，

6、公園和綠化帶可能存在歷史使用污染，導(dǎo)致其殘留高于其它功能區(qū)。根據(jù)OCPs殘留組成推斷，試區(qū)土壤殘留的OCPs主要來源于歷史應(yīng)用，DDT主要是工業(yè)DDT和三氯殺螨醇的混合源：HCH則大部分來源于工業(yè)HCH，但部分采樣點可能來源于林丹污染：氯丹及硫丹部分采樣點可能存在近期污染。與我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)和荷蘭及加拿大土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及其它地區(qū)OCPs污染殘留量比較，上海市土壤HCH殘留水平較低。盡管DDT殘留量低于

7、其它研究區(qū)域，但部分采樣點殘留量高于國家一級標(biāo)準(zhǔn)。同時生態(tài)風(fēng)險分析顯示，DDT殘留存在一定的生態(tài)風(fēng)險，因此對研究區(qū)域內(nèi)土壤中DDTs污染應(yīng)當(dāng)引起重視。 (3)上海市城區(qū)土壤中檢出的28種多溴二苯醚(PBDEs)(不包括BDE209)的濃度在22.3～889 ng·kg-1之間，平均含量258 ng·kg-1；BDE209濃度在0.291～2910 ng·kg-1之間，平均為477ng·kg-1。農(nóng)村及郊區(qū)土壤中檢出的31種PBD

8、Es(不包括BDE209)的濃度為41.7～962 ng·kg-1，平均為175 ng·kg-1；BDE209的濃度為33.2～796 ng·kg-1，平均濃度為254 ng·kg-1。農(nóng)村及郊區(qū)土壤中低溴代PBDEs檢出率和污染水平要高于城區(qū)土壤中低溴代PBDEs，而總量來看，無論是PBDEs總量還是BDE209，農(nóng)村及郊區(qū)土壤中污染水平要低于城區(qū)土壤樣品。城區(qū)污染濃度較高的點主要是P2、G11、G7、L11和C8。低污染濃度樣品主要

9、分布在居民區(qū)和馬路邊樣。在農(nóng)村及郊區(qū)土壤中較高濃度PBDEs主要是分布在金山區(qū)、閔行區(qū)、奉賢區(qū)和寶山區(qū)，崇明島的污染水平較低。上海市土壤污染物主要以高溴代PBDEs為主，而少部分樣品則以四到六溴代為主。相關(guān)性分析顯示，土壤中PBDEs與TOC具有顯著相關(guān)性，表明TOC是影響上海市土壤中PBDEs持留的重要因素之一。PBDEs組成特征和統(tǒng)計分析表明，上海市土壤中PBDEs主要來源于十溴和五溴工業(yè)品。同時，部分采樣點可能存在八溴工業(yè)品來源的

10、污染。本研究結(jié)果與同類研究結(jié)果比較分析顯示，研究區(qū)域內(nèi)PBDEs污染高于背景土壤，但顯著低于其它有直接污染源的區(qū)域，對于當(dāng)前PBDEs污染應(yīng)當(dāng)引起重視，需要進(jìn)一步監(jiān)測與研究。 (4)上海市城區(qū)土壤中共檢出74種PCBs同類物，城區(qū)土壤中PCBs的污染濃度在232-11300ng·kg-1之間，平均含量3060 ng·kg-1。城區(qū)土壤污染濃度較高采樣點主要是C4、C5、G6、G8、G9、L5、R1和R4，污染程度較高的區(qū)域主要是

11、商業(yè)區(qū)和綠化帶，低濃度樣品主要分布在居民區(qū)和馬路邊樣。農(nóng)村及郊區(qū)土壤中共檢出62種PCBs同類物，PCBs的污染濃度為71.7～2530ng·kg-1，平均含量為534 ng·kg-1。農(nóng)村及郊區(qū)污染濃度較高采樣點主要是BS2、SJ6、JS4和FX4，從采樣區(qū)域來看，整體污染水平較低，其污染可能主要來源于城區(qū)污染導(dǎo)致的區(qū)域大氣沉降或是全球大氣傳輸所致。城區(qū)土壤大部分采樣點污染主要以四氯代、五氯代和六氯代同族體為主，而少部分則以三氯代和四

12、氯代同族體為主：農(nóng)村及郊區(qū)土壤污染主要三氯代和四氯代同族體為主，表明城區(qū)和農(nóng)村PCBs來源不同。土壤中PCBs組成特征及統(tǒng)計分析顯示，城區(qū)PCBs主要源于Aroclor1242和1254工業(yè)品，而農(nóng)村主要來源于Aroclor1242工業(yè)品。相關(guān)性分析顯示，土壤中PCBs與TOC具有明顯相關(guān)性，表明TOC是影響上海市土壤中PCBs持留的重要因素之一。本研究結(jié)果與同類研究結(jié)果比較分析顯示，研究區(qū)域內(nèi)PCBs污染高于國內(nèi)外背景土壤中PCBs水