通 訊

通 訊

青藏高原表土中的多環(huán)芳烴和有機氯農(nóng)藥污染 中國人口的空間分布格局導(dǎo)致有機氯農(nóng)業(yè)污染和源自不完全燃燒的多環(huán)芳烴污染主要發(fā)生在東部地區(qū).由于人口密度很低，青藏高原的環(huán)境相對清潔，因此常被視為全球持久性有機污染物污染背景區(qū).對于有機氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴等具有長距離輸送潛力的持久性有機污染物，背景區(qū)也通常能夠檢測到源自遠距離源區(qū)的污染物.因此，研究青藏高原環(huán)境中的持久性有機污染物對理解這些污染物的全球遷移具有重要意義.

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院陶澍教授研究組以多環(huán)芳烴(PAHs)、滴滴涕及其代謝產(chǎn)物(DDXs)和六六六的不同異構(gòu)(HCHs)為對象，采集并測定了88個表層土壤中這些污染物的濃度，據(jù)此研究它們在青藏高原表層土壤中的含量水平、空間分布特征、譜分布特征以及可能的來源，相關(guān)研究工作最近在英國皇家化學(xué)會學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Monitoring上發(fā)表(JEnviron Monit，2011，13:175).研究的核心假設(shè)是:青藏高原是否可以作為PAHs、DDXs和HCHs全球環(huán)境污染研究的背景區(qū)域.研究區(qū)域可按照其可能的污染來源和污染程度分為4個區(qū)域:1)唐古拉山和可可西里之間的無人區(qū);2)青藏公路格爾木至當雄段沿線狹長低人口密度區(qū);3)拉薩及其周邊地區(qū);4)青海東部人口相對密集地區(qū).

研究發(fā)現(xiàn)，采集樣品的 PAHs、DDXs和 HCHs含量(均值及標準差)分別為:(51.8 ±38.5)ng·g－1、(0.329 ±0.818)ng·g－1和(0.467 ±0.741)ng·g－1.該水平比東部地區(qū)表土污染濃度高 1—2 個數(shù)量級(Eu JSoil Sci，2008，59:1020—1026;Environ Geol，2009，56:1041—1050).這與排放量的空間差異直接相關(guān).根據(jù)最新發(fā)表的排放清單，青藏地區(qū)PAHs排放密度比華北平原高兩個量級左右(Environ Sci Technol，2007，41:683—687).除總量外，由于相對高的遷移能力，研究地區(qū)土壤中低環(huán)PAHs相對含量高于華北平原.除與其它地區(qū)差別外，這些污染物的含量在研究地區(qū)內(nèi)部也有非常顯著的差異.在1區(qū)和2區(qū)采集土壤中測得的PAHs含量比3區(qū)和4區(qū)土壤含量低1個數(shù)量級，前者高環(huán)化合物相對含量也低于后者.有機氯農(nóng)藥在不同子區(qū)域間的差別也達到2—7倍.土壤持久性有機污染物的空間分布格局主要受控于來源和土壤有機質(zhì)含量(SOC)兩個主要因素.本研究中PAHs和排放密度及SOC均顯著相關(guān)，且可以根據(jù)SOC對土壤PAHs含量進行粗略估算(r2=0.47).對有機氯農(nóng)藥，雖然缺乏排放清單，但仍可以看到DDXs和HCHs與SOC及人口密度之間的顯著相關(guān)關(guān)系，后者可以在一定程度上反映人為排放量.

利用反向氣團軌跡模型計算研究了青藏地區(qū)表土PAHs、DDXs和HCHs的可能來源.到達研究地區(qū)的氣團多數(shù)來自西部，僅2、3和4區(qū)的部分氣團來自北、南和東部.1區(qū)和2區(qū)基本無本地人為排放源，土壤中發(fā)現(xiàn)的微量PAHs主要來自源于西方的長距離輸送.相比之下，雖然3區(qū)的氣團同樣源自西部，但土壤PAHs含量顯著高于1區(qū)和2區(qū)，這些PAHs應(yīng)當主要來自拉薩及其周邊地區(qū)的局地排放.4區(qū)相對高濃度的PAHs則與來自蘭州地區(qū)的輸送有關(guān).雖然沒有排放清單，但土壤DDXs和HCHs的空間分布格局與PAHs類似，說明其來源的相似性.

綜上所述，極少受本地排放影響的青藏西部和西南部無人區(qū)，而非整個青藏高原，可視為東亞乃至北半球持久性有機污染物長距離輸送的匯和背景地區(qū).

京津污灌區(qū)蔬菜中多環(huán)芳烴的吸收途徑及潛在風(fēng)險研究 多環(huán)芳烴是環(huán)境中普遍存在的一類有毒有機物，由于其具有致癌、致畸、致突變等毒性效應(yīng)而受到廣泛的關(guān)注.膳食途徑是人體暴露于多環(huán)芳烴的主要途徑，而蔬菜在我國的膳食結(jié)構(gòu)中占很大的比重，因此研究中國蔬菜中多環(huán)芳烴的吸收特征對保障食品安全也具有重要意義，尤其是一些曾經(jīng)的污灌區(qū)目前仍是蔬菜的主產(chǎn)區(qū).關(guān)于污水灌溉導(dǎo)致的土壤中多環(huán)芳烴的積累已有廣泛的報道，但比較污灌區(qū)蔬菜對多環(huán)芳烴的不同吸收途徑還鮮有實例研究.近年來，污灌雖然逐漸被清水或再生水灌溉取代，但關(guān)于蔬菜中多環(huán)芳烴的吸收及潛在風(fēng)險仍需深入探究.

蔬菜吸收多環(huán)芳烴的途徑在分子水平上無疑是非常復(fù)雜的過程，但通常認為有兩種主要途徑，即土壤—地下部—地上部途徑和空氣—葉片途徑.土壤—地下部—地上部途徑假設(shè)多環(huán)芳烴是從土壤孔隙水中分配進入植物脂肪，隨后吸收轉(zhuǎn)運至地上部分，而空氣—葉片途徑則取決于空氣與葉片間的分配以及捕獲的干濕沉降粒子.Trapp和Matthies提出的一維模型充分考慮了這些不同的途徑(Environ.Sci.Technol.1995，29:2333-2338)，被廣泛用于模擬葉狀植物對有機物的吸收，已在大量植物和土壤類型及濃度水平下得到驗證.

中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心朱永官研究員課題組將這一模型首次應(yīng)用于北京-天津郊區(qū)一些曾經(jīng)的污灌區(qū)，實地采集種植的蔬菜、土壤樣品，比較蔬菜對多環(huán)芳烴的不同吸收途徑，以及食用這些蔬菜可能導(dǎo)致的健康風(fēng)險.相關(guān)研究工作已在英國皇家化學(xué)會學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Monitoring上發(fā)表(JEnviron Monit，2011，13:433-439).采集的蔬菜種類包括白菜，油麥菜，韭菜，蘿卜，菜花和油菜.不同蔬菜類型可食部分積累的多環(huán)芳烴濃度有明顯差異，其中蘿卜可食部分積累的最多，而菜花中積累的最少.單個多環(huán)芳烴的生物濃縮因子(即生物體與土壤中濃度的比值)大致隨辛醇-水分配系數(shù)的升高而減少.一維模型的驗證結(jié)果顯示，空氣—葉片吸收模式比土壤—地下部—地上部模式能更好地表征實際監(jiān)測結(jié)果，即大氣沉降是這一地區(qū)蔬菜中多環(huán)芳烴主要的吸收途徑.進一步對攝入蔬菜可食部分可能導(dǎo)致的健康風(fēng)險進行了探討，荷蘭國家公眾健康與環(huán)境研究院推薦在百萬分之一致癌風(fēng)險下，苯并［a］芘的安全攝入劑量是0.005μg·kg－1bw·d－1，根據(jù)文獻中我國成人和兒童的蔬菜攝入量及體重平均值，計算食用這幾種蔬菜導(dǎo)致的苯并［a］芘日攝入量，發(fā)現(xiàn)只有16%的白菜樣品的日攝入量超過荷蘭的推薦值.本研究證實隨著污灌被清灌和再生水灌溉的取代，污水灌溉對土壤多環(huán)芳烴污染的貢獻比例正逐漸降低，但另一方面隨著這一地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)使得大氣沉降對多環(huán)芳烴污染的貢獻比例日益增大.考慮到蔬菜對多環(huán)芳烴的吸收取決于蔬菜種類，污染物濃度及當?shù)赝寥澜Y(jié)構(gòu)，在其它地區(qū)究竟是以根吸收為主還是以大氣吸收為主還需要不斷驗證.