【摘要】：持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants,簡稱POPs)具有高毒性、持久性和生物累積性,其對人類健康和環(huán)境的影響已經(jīng)引起全球的廣泛關(guān)注。而城市作為人群聚居地區(qū),大氣和土壤環(huán)境中POPs水平的高低直接會影響城市居民的健康。大氣是人體暴露于POPs污染的主要媒介,土壤是POPs類有機物在地表環(huán)境中的主要蓄積庫,所以研究城市大氣土壤環(huán)境中的POPs對于研究城市生態(tài)環(huán)境有非常重要的意義,而有機氯農(nóng)藥(Organochlorine Pesticides, OCPs)和溴代阻燃劑(Brominated flame Retardants,BFRs)是典型POPs污染物。本研究選擇哈爾濱市為研究區(qū)域,以被禁止使用多年的OCPs和當前正在廣泛使用的BFRs為研究對象,探討其在城市大氣土壤環(huán)境中殘留水平,污染特征及遷移歸趨。 研究了城市及其周圍地區(qū)土壤中有機氯農(nóng)藥的殘留現(xiàn)狀,研究結(jié)果表明土壤中六六六(HCH)濃度范圍136 -51,760 pg g~(-1) dw,均值為7,120 pg g~(-1) dw,滴滴涕(DDT)濃度范圍72 - 28,222 pg g~(-1) dw,均值為5,425 pg g~(-1) dw,六氯苯(HCB)濃度范圍64-3,942 pg g~(-1) dw,均值為1,039 pg g~(-1) dw。采用分子標志示蹤的方法分析有機氯農(nóng)藥的來源,結(jié)果表明工業(yè)品HCH和林丹在當?shù)匾呀?jīng)很長時間沒有新源輸入,該地區(qū)土壤HCH的殘留來自歷史上較低量的工業(yè)品HCH的使用,同時兼有通過長距離遷移而來,在高緯度寒冷地區(qū)土壤冷凝下來。DDT和硫丹在當?shù)赜猩倭渴褂没蛘邅碜蚤L距離的遷移,氯丹在土壤的殘留源自長距離遷移。主成分分析對OCPs的來源進行分析得出了一致結(jié)論。 土壤中BFRs的含量中六溴環(huán)十二烷(HBCD)貢獻最大,其次是十溴聯(lián)苯醚(BDE-209),二者之和占全部目標化合物的90%以上,表明六溴環(huán)十二烷和十溴聯(lián)苯醚工業(yè)品的在當?shù)赜昧孔畲蟆３鞘蟹秶ㄊ薪级噤迓?lián)苯醚(PBDE)和非PBDEs濃度明顯高于農(nóng)業(yè)用地和環(huán)境背景,進一步反映了城市是BFRs的使用源,輕重組分發(fā)生城市分餾現(xiàn)象,并推斷出城市是PBDE、HBCD的使用源。 研究大氣中OCPs的空間分布特征,結(jié)果表明含量最高的三種OCPs依次為HCB、α-HCH和p,p'-DDT。大氣中HCH總量在農(nóng)村最高,硫丹的總量在郊區(qū)最高,硫丹在郊區(qū)很可能是蔬菜用地有少量使用,HCB在城市含量最高,而且從城市到背景點的趨勢是依次降低,說明HCB在城市工業(yè)生產(chǎn)過程中使用或排放,DDT和氯丹在城市、郊區(qū)和農(nóng)村測得的總量無明顯變化,DDT和氯丹在當?shù)夭]有大量的使用,大氣中的含量還可能來自長距離的輸運。 大氣中總量最高的BFRs依次為BDE 209和HBCD,研究還發(fā)現(xiàn)人口密度影響大氣中BFRs的含量,大學(xué)校園檢測到的濃度高于其他采樣點。輕重組份PBDE同系物受季節(jié)溫度的影響差異較大�？疾齑髿庵蠦FRs濃度與溫度的關(guān)系,結(jié)果表明氣相PBDEs(不含209)的同系物濃度與溫度成正相關(guān)性,BDE 209在顆粒相中與溫度呈正相關(guān),可以推測PBDE(非BDE 209)從氣相凝結(jié)到顆粒相受溫度控制,而BDE 209從顆粒相揮發(fā)到氣相受溫度控制。低溴取代的PBDE在氣相濃度與顆粒相分配的比值與溫度的相關(guān)性高,但高溴類化合物的這種趨勢并不明顯。 大氣中OCPs濃度相對均一,而土壤中OCPs濃度變化較大,應(yīng)用逸度理論研究土-氣交換過程的分配行為,計算出土氣交換的HCH和HCB逸度商更趨近于0.5,即更趨近于達到土氣交換平衡,pp’-DDE和pp’-DDT也不排除接近平衡的可能性,其他有機氯農(nóng)藥如氯丹和硫丹土氣交換的逸度商遠遠小于0.15,可以確定土氣交換以大氣沉降為主。PBDEs在大氣中逸度遠高于土壤逸度,逸度商在10~(-2)到10~(-5)數(shù)量級遠低于0.5的交換平衡時的值,說明大氣向土壤的干沉降是PBDEs的主要交換過程。 應(yīng)用多介質(zhì)逸度模型模擬哈爾濱地區(qū)p,p’-DDT在多介質(zhì)環(huán)境中的分布歸趨,得出結(jié)論p,p’-DDT向土壤分配的趨勢最高,其次是向底泥,水和大氣分配。在各介質(zhì)中土壤最終成為p,p’-DDT的蓄積庫,占總量99.4%,其次是底泥占總量0.589%,p,p’-DDT最終將在土壤微生物分解或水解光解等過程降解為產(chǎn)物。
【圖文】：

（a）α異構(gòu)體 （b）β異構(gòu)體 （c）γ異構(gòu)體圖 1-2 HBCD 異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式Fig. 1-2 The isomers structure of HBCD.3.4 1,2-二(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷(BTBPE)

圖 2-1 被動采樣器結(jié)構(gòu)示意圖與實物Fig.3- Schematic of the passive air sampling chamber and samp樣品的采集
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X502

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 任智輝;黃河包頭段典型POPs的分布特征及模擬研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 尹文華;典型溫室蔬菜中有機氯農(nóng)藥的分布特征研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號：2616489