【摘要】： 全氟有機(jī)化合物(PFCs)是一類新型的持久性有機(jī)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(jìn)入大氣從而實(shí)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(yuǎn)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(jī)制和水氣循環(huán)過程提供線索和依據(jù),同時也是進(jìn)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(shí)驗(yàn)室模擬,對微表層采樣方法進(jìn)行了優(yōu)選、對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)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(dāng),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(diǎn)位PFOS的富集倍數(shù)高達(dá)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。 (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(shí)際海洋環(huán)境中支鏈異構(gòu)體比直鏈異構(gòu)體具有更強(qiáng)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(dá)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(shí)驗(yàn)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(r~2=0.987)和5.25(r~2=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(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)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)境調(diào)查結(jié)論。意味著PFCs支鏈異構(gòu)體具有隨氣溶膠遷移優(yōu)勢。 (6)表面張力測量方法和經(jīng)典表面吸附熱力學(xué)理論分析表明:在實(shí)際海洋環(huán)境濃度范圍內(nèi),PFOA的表面吸附狀態(tài)可采用Longmuir極稀溶液表面富集系數(shù)表征。溶液溫度增加時將導(dǎo)致該富集系數(shù)隨之降低;鹽度增加導(dǎo)致該富集系數(shù)隨之增加。而實(shí)際環(huán)境水平下的濃度和pH值的變化對其富集影響很小。海洋表層水溫度和鹽度是影響全氟表面活性劑微表層富集狀態(tài)的主要熱力學(xué)因素。
【圖文】：

與監(jiān)測結(jié)果的對比部開闊海域M一PFOS對LPFOS濃度的比例已在2.4.5節(jié)中詳細(xì)敘述到的比值范圍為0.33至0.76，幾何平均值為0.45;而微表層中監(jiān)測到.99，幾何均值高達(dá)1.20。模擬實(shí)驗(yàn)中觀察到的PFOS異構(gòu)體的富集現(xiàn)的分布與環(huán)境調(diào)查的結(jié)果相一致，同樣觀察到較高的M-PFOS對L一P層水中M:L一PFOS異構(gòu)體濃度的比值為0.38;微表層中的比值為1.04證了環(huán)境監(jiān)測結(jié)果的正確性。與分析的疏水性有機(jī)污染物和表面活性物質(zhì)會在水氣界面上富集，形成一個層相一海洋微表層。海洋微表層有可能是環(huán)境中一個潛在的再生污染碎時將空氣卷入水中而產(chǎn)生氣泡，，氣泡上升至水面時其氣泡壁與微碎并將微表層中的物質(zhì)隨氣溶膠顆粒彈射進(jìn)入空氣之中，通過微表層機(jī)污染物可由水體進(jìn)入大氣遷移傳播。微表層一氣溶膠過程如圖3.9
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X834

【共引文獻(xiàn)】

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4 崔孟忠;;有機(jī)硅表面活性劑及其應(yīng)用[J];精細(xì)與專用化學(xué)品;2008年17期

5 ;Perfluorooctane sulfonate (PFOS) and other fluorochemicals in viscera and muscle of farmed pigs and chickens in Beijing,China[J];Chinese Science Bulletin;2010年31期

6 朱友益,沈平平,曲景奎,王國房;三次采油用烷基苯磺酸鹽結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系研究[J];石油勘探與開發(fā);2004年S1期

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本文編號：2591011