黄河三角洲土壤和水体沉积物中典型有机污染物的环境行为研究

摘要

本论文以黄河三角洲自然保护区所采集的土壤样品、黄河入海口所采集的表层沉积物样品以及老黄河入海口所采集的沉积柱样品为研究对象，通过索氏抽提、微波萃取、超声提取、气相色谱质谱分析以及同位素定年等实验分析方法以及比值分析、相关性分析、因子分析和聚类分析等数据处理方法，对多环芳烃、多氯联苯以及多溴联苯醚这三种典型有机污染物在黄河三角洲土壤和水体沉积物中的赋存特征、空间分布、输入途径以及潜在风险进行了研究。
　　通过研究主要取得了如下结果:(1)多环芳烃、多氯联苯和多溴联苯醚在黄河三角洲土壤和水体沉积物中分布广泛，但与国内外其它地区相比，本研究区域有机物污染水平相对较低;老黄河入海口沉积柱中多环芳烃含量的历史变化趋势有效地记录了20世纪60年代以来该地区的人类活动以及我国经济发展中的重要事件;(2)有机碳并不总是影响该地区有机污染物分布的主要因素:有机碳与多环芳烃在该地区呈现显著的相关性，但多氯联苯和多溴联苯醚与有机碳间的相关性较弱;(3)该地区多环芳烃的主要输入途径有石油、煤、生物质、天然气以及机动车尾气的排放，而多氯联苯和多溴联苯醚的来源主要和过去对多氯联苯、多溴联苯醚商品的生产使用以及高溴代多溴联苯醚的脱溴作用有关，主要通过大气输入到本研究区域;(4)尽管二苯并芘的同分异构体在该地区所含的多环芳烃总量中仅仅占据很小一部分，土壤中多氯联苯和多溴联苯醚产生二次污染的可能性也很小，但二苯并芘同分异构体却是该地区多环芳烃毒性的主要贡献物，PCB126和PCB169是该地区类二嗯英多氯联苯的主要毒性贡献物，而像BDE99这样的五溴联苯醚可能是造成黄河入海口生态风险的主要因素;(5)黄河入海口的多环芳烃、多氯联苯以及多溴联苯醚间无相关性，但黄河三角洲自然保护区的多氯联苯和多溴联苯醚间却呈现中度相关性，表明这两种有机污染物在远距离大气传输的路径上可能存在相似性。

目录

声明

摘要

Chapter 1 Introduction

1．1 Research background and significance

1．2 General introduction to the typical organic pollutants

1．2．1 Introduction to PAHs

1．2．2 Introduction to PCBs

1．2．3 Introduction to PBDEs

1．3 Major research contents and the overall objectives

Chapter 2 Methodologies

2．1 Description of the study area

2．2 Sample collection

2．2．1 Soil samples

2．2．2 Surface sediment samples

2．2．3 Sediment core samples

2．3 Sample pretreatment

2．4 Sample analysis

2．5 Quality assurance and quanty control

Chapter 3 Sources and historical sedimentary record of PAHs in softs and sediments from the Yellow River Delta

3．1 Introduction

3．2 Sources and potential toxicity of PAHs in the soils

3．2．1 PAH concentration and spatial distribution

3．2．2 PAH compositions and source identification

3．2．3 Potential toxicity of PAHs

3．3 Occurrence and source identification of PAHs in the sediments

3．3．1 Occurrence of PAHs in the sediments

3．3．2 Source identification by diagnostic ratios

3．3．3 Source identification by principle component analysis

3．3．4 Source identification by positive matrix factorization

3．4 Historical record of PAHs in the sediment core

3．5 Summary

Chapter 4 Sources and potential risk of PCBs in soils and sediments from the Yellow River Delta

4．1 Introduction

4．2 Sources and potential toxicity of PCBs in the soils

4．2．1 PCB concentration and spatial distribution

4．2．2 PCB compositions and possible sources

4．2．3 Potential risk of PCBs

4．3 Sources and ecological risk of PCBs in the sediments

4．3．1 PCB concentration and spatial distribution

4．3．2 PCB compositions and possible sources

4．3．3 Ecolelgical risk of PCBs

4．4 Summary

Chapter 5 Distribution and sources of PBDEs in soils and sediments from the Yellow River Delta

5．1 Introduction

5．2 Sources and potential risk of PBDEs in the soils

5．2．1 PBDE concentration and spatial distribution

5．2．2 PBDE compositions and possible sources

5．2．3 Potential risk of PBDEs

5．3 Distribution and source identification of PBDEs in the sediments

5．3．1 Levels and spatial distribution of PBDEs

5．3．2 PBDE compositions and possible sources

5．4 Summary

Chapter 6 Environmental behavior of PAHs，PCBs and PBDEs in soils and sediments

6．1 The occurrence of PAHs，PCBs and PBDEs

6．2 The input pathway of PAHs，PCBs and PBDEs

6．3 The migration and potential risks of PAHs，PCBs and PBDEs

Chapter 7 Major conclusions and innovations

7．1 Maior conclusions

7．1．1 Occurrence of typical organic pollutants in soils and sediments

7．1．2 The input pathway of typical organic pollutants in softs and sediments

7．1．3 The toxicity and ecological risk of typical organic pollutants in soils and sediments

7．1．4 Historical record of PAHS In the sediment core

7．2 Maior innovations

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 多环芳烃

1．2．2 多氯联苯

1．2．3 多溴联苯醚

1．3 研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 主要工作量

第二章 采样与测试

2．1 研究区概况

2．2 样品采集

2．2．1 土壤样品

2．2．2 表层沉积物样品

2．2．3 沉积柱样品

2．3 样品前处理

2．4 样品测试

2．5 质量保证和控制

第三章 土壤和沉积物中多环芳烃的污染源解析和历史沉积记录研究

3．1 前言

3．2 土壤中多环芳烃的来源和潜在毒性评价

3．2．1 含量和分布特征

3．2．2 污染源解析

3．2．3 潜在毒性评价

3．3 沉积物中多环芳烃的赋存特征和污染源解析

3．3．1 赋存特征

3．3．2 特征比值法解析污染源

3．3．3 主成分分析法解析污染源

3．3．4 正定矩阵因子分解法解析污染源

3．4 沉积柱中多环芳烃的历史沉积记录

3．5 小结

第四章 土壤和沉积物中多氯联苯的来源和潜在风险评价

4．1 前言

4．2 土壤中多氯联苯的来源和潜在毒性评价

4．2．1 含量和分布特征

4．2．2 污染源识别

4．2．3 潜在风险评价

4．3 沉积物中多氯联苯的来源和生态风险评价

4．3．1 含量和分布特征

4．3．2 污染源识别

4．3．3 生态风险评价

4．4 小结

第五章 土壤和沉积物中多溴联苯醚的分布和污染源解析

5．1 前言

5．2 土壤中多溴联苯醚的来源和潜在风险评价

5．2．1 含量和分布特征

5．2．2 污染源识别

5．2．3 潜在风险评价

5．3 沉积物中的多溴联苯醚的分布特征和污染源解析

5．3．1 含量和分布特征

5．3．2 污染源解析

5．4 小结

第六章 土壤和沉积物中典型有机污染物的环境行为研究

6．1 赋存特征

6．2 输入途径

6．3 迁移和潜在风险

第七章 主要结论和创新点

7．1 主要结论

7．1．1 土壤和沉积物中典型有机污染物的赋存特征

7．1．2 土壤和沉积物中典型有机污染物的输入途径

7．1．3 土壤和沉积物中典型有机污染物的毒性和生态风险

7．1．4 沉积柱中多环芳烃的历史沉积记录

7．2 主要创新点

参考文献

附录

致谢

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