论文部分内容阅读
自1970s发现其毒性以来,多氯联苯(PCBs)在环境中的含量以及其迁移转化一直是研究的热点。PCBs作为一种典型的持久性有机污染物,其来源与人类生产活动密切相关。在本研究中,我们选择受陆源输入影响较明显的黄、东海作为研究对象,通过分析该区域沉积物中PCBs的含量、组成及分布来揭示陆架海生态环境受陆源输入的有机污染物的影响情况。本论文通过对该区域中66个表层沉积物样品和4根沉积柱中PCBs的含量及组成分析,结合统计学模型对PCBs的来源进行解析。主要在以下几方面取得了一些进展和新的认识:(1).将超声辅助碱液分解杂质与溶剂萃取相结合,建立了一种快速高效净化、萃取沉积物中多氯联苯(PCBs)的气相色谱分析方法。超声辅助条件下,在2.0mol L-1的NaOH甲醇溶液中超声10min,利用NaOH甲醇溶液的碱解作用即可使有机氯农药(OCPs)完全分解,在利用有机溶剂萃取沉积物中PCBs的同时消除OCPs等的干扰。在优化的实验条件下,PCBs各单体的回收率在72.1%-113.7%,相对标准偏差在0.4%-6.3%(n=6)之间。气相色谱图显示,碱解净化后杂质含量显著减少,基线得以明显改善,能满足定性定量检测的要求。(2).东海内陆架泥质区表层沉积物中PCBs含量为24.3~343.3pg/g,平均126.7pg/g,浓度高值出现在长江口附近区域。单体组成以3Cl-5Cl CBs为主,占76.1%;含氯量45.1%-58.8%,平均49.9%,单体组成特征与国产PCBs的单体组成较为相似;虽然PCBs浓度在河口区出现高值,但含氯量较低,随离长江口距离增加,含氯量有增加趋势。该区域表层沉积物中PCBs的分布呈现明显的来源控制特征,表明长江可能是该区域中PCBs的主要输入源。(3).黄海中部区域表层沉积物中PCBs含量为99pg/g~3.13ng/g,平均715pg/g,浓度高值主要出现在36°N断面附近。5Cl CBs含量显著偏高,占43.70%;沉积物中PCBs的含氯量介于47.64%~58.15%,平均53.45%,与东海内陆架泥质区相比,该区域沉积物中PCBs的含氯量较高,高氯取代单体含量所占比重显著偏高。该区域表层沉积物中PCBs的分布受控于沉积环境,河流输送的PCBs可能对该区域中PCBs的含量贡献较少。(4).对比了主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)与偏最小二乘回归(PLSR)的源解析结果。两种方法能够给出相近的成分载荷,主成分1(PC1)相似度较高,但其他成分样本得分相差较大,其结果表明PLSR所解析结果更加精细和便于识别。基于PLSR的解析结果,东海内陆架泥质区表层沉积物中的PCBs64.4%来源于地表径流输送入海的工业合成PCBs(3Cl CBs占主导),21.8%来源于大气沉降(5ClCBs占主导),13.8%来源于沿岸城市排污(高氯取代为主);黄海表层沉积物中的PCBs60.5%来源于大气沉降输送的非故意产生的PCBs;24.0%来源于国产5Cl CBs,15.5%来源于经河流输送入海的3Cl CBs。(5).近一个世纪以来,长江口区域PCBs的沉积记录受PCBs的生产使用影响明显,浓度峰值出现在1950s-1960s;在近代PCBs的含量有逐渐增高的趋势。近百年来东海内陆架泥质区所沉积的PCBs中大部分(>70%)来源于工业合成的PCBs泄漏,人为活动中非故意产生的PCBs所占比例较少;据PLSR结果,在近几十年工业合成的PCBs对该区域中PCBs的影响程度有增加趋势,而非故意产生的PCBs影响程度并无明显的变化趋势,说明非故意过程中PCBs的形成受多种因素的影响,其产生量与工业生产总值并不是简单的线性关系。