近海微表層對全氟表面活性劑的富集特性研究.pdf

1、全氟有機化合物(PFCs)是一類新型的持久性有機污染物(POPs)，具有環(huán)境持久性、長距離遷移能力、生物富集、食物鏈積累和生態(tài)毒性特征。經(jīng)過五十多年大量生產(chǎn)和使用，這些物質(zhì)已廣泛存在于全球生態(tài)環(huán)境之中。由于具有較高的水溶解度和解離度，因而歷史排放的絕大部分此類污染物質(zhì)蓄積在環(huán)境水體之中。海洋是地球環(huán)境中的主要水體，在此類污染物質(zhì)的環(huán)境行為過程中具有舉足輕重的作用。由于全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)等PFCs具有表面活性易

2、于在海洋表面吸附和富集，從而使海洋微表層在PFCs海洋環(huán)境行為方面具有特殊重要的作用。一方面富集在微表層中的PFCs有可能是環(huán)境中的一個潛在的再生污染來源。PFCs可能通過水氣界面進入大氣從而實現(xiàn)水氣循環(huán)和大氣遷移傳播；另一方面，微表層又是魚卵的孵化場所和其幼體的棲息地，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的再生產(chǎn)過程具有深遠的影響。研究海洋微表層中PFCs的分布問題不僅是了解其環(huán)境分布的重要內(nèi)容，可以為研究其遷移機制和水氣循環(huán)過程提供線索和依據(jù)，同時也是進

3、一步開展PFCs海洋微表層污染暴露研究的基礎(chǔ)。
　　 本文通過冬、夏兩季海洋環(huán)境調(diào)查，觀察了此類污染物在微表層中的富集狀況、異構(gòu)體及同系物的分布特征；通過實驗室模擬，對微表層采樣方法進行了優(yōu)選、對調(diào)查結(jié)果進行了驗證；采用表面張力測量方法和經(jīng)典表面吸附熱力學(xué)理論，研究了PFOA微表層富集狀況和主要熱力學(xué)影響因素。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：
　　 (1)環(huán)境調(diào)查表明大連沿岸海域普遍受到了PFCs的污染。PFOS和PFOA類表面

4、活性污染物在沿岸表層水中的濃度為<0.10～2.25ng/L和0.17～37.55ng/L。污染水平高于南中國海，與朝鮮沿岸相當，但低于日本沿岸和東京灣。
　　 (2)此類污染物在微表層中存在富集現(xiàn)象，尤其是在近岸點位PFOS的富集倍數(shù)高達23.5-108.6，體現(xiàn)出向海遞減和沿海面分布不均勻的特性。PFOS和PFOA在沿岸表層水中的濃度也普遍高于次表層水中的濃度，表層水與次表層水濃度的比值的平均值分別為1.54和1.42。

5、r>　　 (3)對全氟表面活性劑(PFSs)異構(gòu)體海洋微表層分布狀況調(diào)查表明：PFOS直鏈和支鏈異構(gòu)體在開闊海域微表層中普遍存在富集現(xiàn)象。在實際海洋環(huán)境中支鏈異構(gòu)體比直鏈異構(gòu)體具有更強的富集能力。其在次表層中的濃度比值為0.33～0.76，幾何平均值為0.45；而微表層中監(jiān)測到的比例為0.76～1.99，幾何均值高達1.20。
　　 (4)次表層海水中PFNA與PFOA濃度的比值為0.07～0.26，幾何平均值為0.10。相比

6、較而言，微表層中PFNA與PFOA的比值范圍為0.10～2.0，具有較高的幾何平均值0.33。微表層中的PFOS異構(gòu)體、PFOA和PFNA同系物的組成特征比例顯著不同于體相海水和其產(chǎn)品中的組分比例。
　　 (5)實驗室模擬發(fā)現(xiàn)玻璃板法和不銹鋼柵網(wǎng)法都可觀察到PFOA在微表層中的富集現(xiàn)象，而且都具有良好的線性。兩種方法觀察到的微表層采樣厚度為50±10um和200um，富集倍數(shù)的幾何均值分別為1.16(γ20.987)和5.25(

7、γ2=0.994)。不銹鋼柵網(wǎng)法具有較高的采樣靈敏度和采樣效率，是較玻璃板法更加適宜于PFSs微表層的采樣方法。
　　 觀察發(fā)現(xiàn)磺酸鹽類表面活性劑的富集系數(shù)明顯高于相同碳數(shù)的羧酸鹽。隨著碳數(shù)增加同系物的微表層富集系數(shù)體現(xiàn)出指數(shù)增長趨勢。對PFCs異構(gòu)體的模擬觀察發(fā)現(xiàn)，PFOS支鏈和直鏈異構(gòu)體在體相溶液中的比值為0.38時，微表層中的比值為1.04。模擬實驗結(jié)果驗證了PFOS支鏈異構(gòu)體比其直鏈異構(gòu)體具有更高的微表層富集能力這一環(huán)境