滨海湿地土壤典型有机污染物生态效应及健康风险研究

摘要

近年来，随着工业化和城镇化的迅速发展，人类向环境排放了大量的污染物，使滨海湿地受到了空前的环境压力。一些持久性有机污染物由于其难降解的特性，易在湿地环境中不断累积，对生态环境和人体健康产生潜在危害。因此，进一步研究有机污染物在湿地环境中的生态效应和健康风险对保护生态环境和人体健康具有重要意义。
　　本研究以滨海湿地环境中普遍存在的持久性有机污染物多环芳烃(PolycyclicAromatic Hydrocarbons，PAHs)和五氯酚(Pentachlorophenol，PCP)为研究对象，探讨了PCP、菲和芘对滨海湿地土壤中土壤微生物（细菌、真菌、放线菌）数量和土壤酶（脲酶和蔗糖酶）活性的影响。选取我国两大滨海湿地（辽河口湿地和胶州湾湿地）为研究对象，计算了滨海湿地土壤中PAHs和PCP经由直接摄入、皮肤接触和呼吸摄入三类暴露途径的致癌风险。在进行致癌风险评价时，分别应用了两种致癌风险评价模型（ILCR模型和RAGS模型）计算致癌风险，并比较了两种模型之间的差异。为了提高评价结果的准确性，在健康风险评价过程中我们成功将概率风险评价方法（蒙特卡罗模拟）用于健康风险评价，并确定了对评价结果准确性影响最大的关键参数，为提高评价结果的准确性提供依据。本研究结果表明:
　　(1)土壤中PCP的存在会对土壤细菌产生促进效应，对土壤真菌在浓度低于100×103 ng/g时促进，在浓度为150×103 ng/g时抑制，而对土壤放线菌则产生抑制效应。土壤中菲的存在会对土壤细菌产生抑制效应，而对土壤真菌在浓度低于300 ng/g时促进，高于600 ng/g时抑制，对土壤放线菌则产生刺激效应。芘对土壤细菌、真菌和放线菌均产生抑制作用。
　　(2)土壤中PCP能抑制土壤脲酶和蔗糖酶活性。菲在浓度低于300 ng/g时对土壤脲酶和蔗糖酶活性具有促进作用，而在浓度高于600 ng/g时对土壤脲酶和蔗糖酶活性具有抑制作用。芘对土壤脲酶活性具有抑制作用，在浓度低于150 ng/g时对土壤蔗糖酶活性促进，浓度高于300 ng/g时对土壤蔗糖酶活性抑制。
　　(3)辽河口湿地和胶州湾湿地致癌风险评估结果表明，暴露于PAHs污染下的3类人群致癌风险值远小于10-6，无致癌风险。BaP和DBahA为主要的致癌风险贡献者。各暴露途径中，直接摄入和皮肤接触为主要的致癌暴露途径。敏感性分析表明，污染物浓度和暴露年限为最敏感参数。暴露PCP下不同人群均无致癌风险。RAGS模型估算的致癌风险值小于ILCR模型，这种评价结果的差异主要是由于两种模型所选取的致癌斜率因子不同所导致的。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 滨海湿地概述

1．2 污染物的生态效应

1．3 健康风险评估

1．4 研究背景、内容、技术路线及创新点

1．4．1 研究背景

1．4．2 研究内容、技术路线及创新点

2 实验材料与方法

2．1 研究区域概况

2．2 样品采集、提取与测定

2．3 土壤微生物和土壤酶活性实验

2．4 健康风险评估

2．5 数据处理

3 有机污染物的生态效应

3．1 对土壤微生物的影响

3．1．1 PCP对土壤微生物的影响

3．1．2 菲、芘对土壤微生物的影响

3．2 对土壤酶活性的影响

3．2．1 PCP对土壤酶活性的影响

3．2．2 菲、芘对土壤酶活性的影响

3．3 小结

4 PAHs和PCP致癌风险

4．1 辽河口和胶州湾湿地PAHs和PCP含量

4．2 PAHs致癌风险

4．2．1 滨海湿地土壤PAHs致癌风险

4．2．2 ILCR和RAGS结果分析

4．3 滨海湿地PCP健康风险

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

个人简历

主要学术成果