廣西壯族自治區(qū)海域表層沉積物中多氯聯(lián)苯的特征和生態(tài)風(fēng)險

劉保良 陳旭陽 魏春雷 冀春艷

摘要：為防治海洋環(huán)境污染和保護海洋生態(tài)環(huán)境，文章在2011年采樣調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析廣西壯族自治區(qū)海域表層沉積物中多氯聯(lián)苯的含量、分布和組成等特征，并評價其生態(tài)風(fēng)險。研究結(jié)果表明：7種多氯聯(lián)苯單體均被檢出，多氯聯(lián)苯含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于我國其他海灣和河口，多氯聯(lián)苯總體污染水平較低;以大風(fēng)江入?？跒榻?，西部海域的多氯聯(lián)苯含量明顯高于東部海域，主要與西部城市的工業(yè)和排污有關(guān);多氯聯(lián)苯主要為三氯聯(lián)苯和四氯聯(lián)苯，與我國生產(chǎn)和應(yīng)用實際相符;多氯聯(lián)苯含量符合國家海洋沉積物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)，且生態(tài)風(fēng)險較低。

關(guān)鍵詞：海洋生態(tài)環(huán)境;海洋污染;生物毒害;氯化物;有機污染

中圖分類號：X55;P76文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1005-9857（2019）10-0030-04

Characteristics and Ecological Risk of Polychlorinated Biphenyls in Surface Sediments in Guangxi Sea Area

LIU Baoliang，CHEN Xuyang，WEI Chunlei，JI Chunyan

（Beihai Marine Environmental Monitoring Center Station，SOA，Beihai 536000，China）

Abstract：For prevention and control of marine environmental pollution and protection of marine ecological environment，the content and spatial distribution of PCBs in Guangxi sea area were discussed and integrative pollution effect of persistent toxic substances were evaluated，based on the data of sampling survey in 2011.Results showed that all of 7 congeners of PCBs were determined，the total concentrations of PCBs range from 0.58 ngg to 4.85 ngg which was obviously lower than other bays and estuaries in China，the overall pollution level of PCBs was low.Taking Dafeng River as the boundary，the contents of PCBs in western sea area was obviously higher than that in the eastern sea area，mainly related to industry and sewage discharge in western cities.The congeners of PCBs were characterized with 3，4CB，which is related to the production and use of PCBs in China. The contents of PCBs was lower than the first class of national standards for marine sediment quality，and the potential ecological risk in Guangxi sea area was low.

Key words：Marine ecological environment，Marine pollution，Biological toxicity，Chloride，Organic pollution

0引言

多氯聯(lián)苯（PCBs）是以聯(lián)苯為原料，在高溫條件下經(jīng)催化氯化而生成的氯代芳烴，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，不易在自然環(huán)境中降解，是最具代表性的持久性有機污染物（POPs）之一。自然環(huán)境中的PCBs主要來源于變壓器和電容器的冷卻劑、耐腐蝕涂料、造紙工業(yè)和垃圾焚燒等[1]，具有強烈的致畸、致癌和致突變作用[2]。海洋環(huán)境中的PCBs大部分被表層沉積物吸附，其在表層沉積物富集可毒害底棲生物，也可再次溶解入水產(chǎn)生二次污染，通過食物鏈富集毒害各級生物[3]。本研究在采樣調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析廣西壯族自治區(qū)海域表層沉積物中PCBs的含量、分布和組成等特征，并評價其生態(tài)風(fēng)險，為該海域海洋生態(tài)環(huán)境保護提供科學(xué)依據(jù)。

1樣品采集、處理和分析

在廣西壯族自治區(qū)海域布設(shè)17個站位，于2011年8月采集表層（0～5 cm）沉積物樣品，將樣品置于潔凈的棕色磨口玻璃瓶中，于-20℃急凍保存。

樣品的處理和分析嚴(yán)格按照《海洋監(jiān)測規(guī)范 第5部分：沉積物分析》（GB 173785—2007）[4]的要求操作。樣品經(jīng)低溫風(fēng)干后研磨，過80目標(biāo)準(zhǔn)篩，稱取10 g與無水硫酸鈉混勻，使用150 mL正己烷-丙酮（1+1）進行索氏提取8 h，萃取液經(jīng)活性炭層析柱凈化和銅粉超聲提取除硫，使用氮吹儀濃縮定容至1 mL，使用GCECD色譜檢測PCBs的含量。

GC條件：載氣為高純氮氣，色譜柱為RTX5毛細(xì)管色譜柱（30 m×025 mm×025 μm）。升溫程序：120℃保持5 min，以5℃min升溫至280℃，保持15 min，進樣口和檢測器的溫度分別為220℃和300℃，不分流進樣，進樣量為1 μL。PCBs的定性分析主要依據(jù)色譜保留時間，定量分析采用內(nèi)標(biāo)法和峰面積，采用平行樣、方法空白和加標(biāo)空白進行質(zhì)控。

2PCBs的含量、分布和組成

廣西壯族自治區(qū)海域表層沉積物中PCBs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（干重）如表1所示。

由表1可以看出，7種PCB單體均被檢出，PCBs含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于渤海灣（034～3500 ngg）[5]、萊州灣（022～4840 ngg）[6]、長江口（1866～8731 ngg）[7]、閩江口（1513～5793 ngg）[8]、珠江三角洲流域（1190～15800 ngg）[9]和興化灣（2381～3718 ngg）[10]，表明該海域PCBs總體污染水平較低。

17個站位的PCBs分布如圖1所示。

由圖1可以看出：PCBs含量的最高值出現(xiàn)在站位10（485 ngg），其次是站位16和站位11（431 ngg和388 ngg）;以大風(fēng)江入?？跒榻?，西部海域（站位8～17）明顯高于東部海域（站位1～7）。PCBs含量與大氣沉降、水文和地質(zhì)等自然因素有直接關(guān)系，同時受工業(yè)和排污口分布等人為因素影響。廣西壯族自治區(qū)西部的防城港市和欽州市大力發(fā)展港口和臨海工業(yè)，PCBs含量較高;而東部的北海市以濱海旅游業(yè)為經(jīng)濟支柱，PCBs含量較低。

17個站位的PCBs組成如圖2所示。

由圖2可以看出，所有站位的PCBs均主要為三氯聯(lián)苯和四氯聯(lián)苯，其中PCB28（三氯聯(lián)苯）和PCB52（四氯聯(lián)苯）分別約占PCBs含量的44%和49%。我國生產(chǎn)和應(yīng)用的PCBs以三氯聯(lián)苯和五氯聯(lián)苯為主[11]，分別主要應(yīng)用于電容器的浸漬劑和油漆的添加劑，四氯聯(lián)苯含量較高可能是五氯聯(lián)苯在自然環(huán)境中較易分解脫氯所致[12]。高氯取代的重氯聯(lián)苯進入自然環(huán)境后，經(jīng)溶解、吸附解析以及化學(xué)和微生物的降解作用，分解為低氯取代的輕氯聯(lián)苯，從而具有更強的揮發(fā)性和水溶性，可在自然環(huán)境中遠(yuǎn)距離遷移。

3生態(tài)風(fēng)險

根據(jù)表1，所有站位的PCBs含量均符合國家海洋沉積物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)（不大于200 ngg）[13]。

已有研究的海洋表層沉積物污染的生態(tài)風(fēng)險評價方法[14]被美國作為國家標(biāo)準(zhǔn)[10]，并在國內(nèi)研究中廣泛應(yīng)用[6，10，15]。在該方法中：效應(yīng)區(qū)間低值為ERL，低于ERL則很少出現(xiàn)生物毒害效應(yīng)，生態(tài)風(fēng)險較低;效應(yīng)區(qū)間中值為ERM，低于ERM而高于ERL則有時出現(xiàn)生物毒害效應(yīng)，生態(tài)風(fēng)險中等;效應(yīng)區(qū)間高值為ERH，低于ERH而高于ERM則頻繁出現(xiàn)生物毒害效應(yīng)，生態(tài)風(fēng)險較高。

根據(jù)該方法提供的標(biāo)準(zhǔn)，表層沉積物PCBs含量的ERL為227 ngg，本研究所有站位的PCBs含量均低于該值，表明生態(tài)風(fēng)險較低。

4結(jié)語

本研究基于2011年采樣調(diào)查結(jié)果，分析廣西壯族自治區(qū)海域表層沉積物中多氯聯(lián)苯的含量、分布和組成等特征，并評價其生態(tài)風(fēng)險。研究結(jié)果表明：7種多氯聯(lián)苯單體均被檢出，多氯聯(lián)苯含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于我國其他海灣和河口，多氯聯(lián)苯總體污染水平較低;以大風(fēng)江入?？跒榻纾鞑亢Ｓ虻亩嗦嚷?lián)苯含量明顯高于東部海域，主要與西部城市的工業(yè)和排污有關(guān);多氯聯(lián)苯主要為三氯聯(lián)苯和四氯聯(lián)苯，與我國生產(chǎn)和應(yīng)用實際相符;多氯聯(lián)苯含量符合國家海洋沉積物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)，且生態(tài)風(fēng)險較低。

參考文獻

[1]楊永亮，潘靜，李紅莉，等.煙臺、日照近海及南四湖沉積物中的多氯聯(lián)苯[J].礦物巖石地球化學(xué)通報，2003，22（2）：108-113.

[2]秦海豐，包華影，賈海順，等.輻射法處理多氯聯(lián)苯的研究進展[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報，2004，22（5）：261-265.

[3]LIU M，YANG Y，HOU L，et al.Chlorinated organic contaminants in surface sediments from the Yangtze Estuary and nearby coastal areas，China[J].Baseline Marine Pollution Bulletin，2003，46（5）：659-676.

[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.海洋監(jiān)測規(guī)范 第5部分：沉積物分析（GB 17378.5-2007）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[5]王泰，黃俊，余剛.海河與渤海灣沉積物中PCBs和OCPs的分布特征[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，48（9）：1463-1465，1471.

[6]郭軍輝，殷月芬，韓彬，等.萊州灣表層沉積物中多氯聯(lián)苯的測定方法及分布特征探究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2011，27（3）：35-41.

[7]黃宏，尹方，吳瑩，等.長江口表層沉積物中多氯聯(lián)苯殘留和風(fēng)險評價[J].同濟大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，39（10）：1500-1505.

[8]張祖麟，洪華生，余剛閩江口持久性有機物污染物：多氯聯(lián)苯的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2002，22（6）：788-791.

[9]麥碧嫻，林崢，張干，等.珠江三角洲河流和珠江口表層沉積物中有機污染物研究：多環(huán)芳烴和有機氯農(nóng)藥的分布及特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2000，20（2）：192-197.

[10]章一帆，薛斌，周珊珊，等.福建興化灣沉積物中多氯聯(lián)苯的殘留和風(fēng)險評價[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，26（3）：120-124.

[11]闕明學(xué)，溫青，劉廣民，等.多氯聯(lián)苯在自然水體中的分布現(xiàn)狀與處理工藝[J].中國給水排水，2006，22（24）：10-14.

[12]孫振中，戚雋淵，曾智超，等.長江口九段沙水域環(huán)境及生物體內(nèi)多氯聯(lián)苯分布[J].環(huán)境科學(xué)研究，2008，21（3）：92-97.

[13]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.海洋沉積物質(zhì)量（GB 18668-2002）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[14]LONG E R，MACDONALD D D，SMITH S L，et al.Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments[J].Environmental Management，1995，19（1）：81-97.

[15]林田，秦延文，張雷，等.遼寧大伙房水庫沉積物中有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯的分布、來源及風(fēng)險評價[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32（11）：3294-3299.