邵 陽,楊國勝,劉韋華,馬玲玲,羅 敏,韓 深*,徐殿斗*(1.中國科學(xué)院高能物理研究所核技術(shù)應(yīng)用研究中心,北京 100049;2.北京市射線成像技術(shù)與裝備工程技術(shù)研究中心,北京 100049;.北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心,北京 100026)
北京地區(qū)地表水中OCPs和PCBs的污染分析
邵 陽1,2,楊國勝1,2,劉韋華3,馬玲玲1,2,羅 敏1,2,韓 深3*,徐殿斗1,2*(1.中國科學(xué)院高能物理研究所核技術(shù)應(yīng)用研究中心,北京 100049;2.北京市射線成像技術(shù)與裝備工程技術(shù)研究中心,北京 100049;3.北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心,北京 100026)
在夏、冬兩季對北京地區(qū)密云,潮白河,玉淵潭和通惠河等地表水中17種有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)和84種多氯聯(lián)苯(PCBs)的含量進(jìn)行了分析及來源解析.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,OCPs總量在 7.86~53.1ng/L之間,平均值為(16.9±14.6) ng/L.PCBs總量在 2.99~32.7ng/L之間,平均濃度為(10.9±10.4) ng/L.HCHs,硫丹,DDTs和 HCB是主要的 OCPs污染物,其含量分別為(13.9±11.5) ng/L,(2.20±2.01) ng/L,(0.63±1.51) ng/L和(0.12±0.14) ng/L.α-HCH/γ-HCH平均比值為1.53,小于工業(yè)HCH中比值4~7,表明北京地區(qū)地表水中存在林丹的使用.而DDT/(DDD+DDE)比值<1.22,表明北京地區(qū)并無新的DDTs污染源輸入環(huán)境.PCBs以低氯代聯(lián)苯為主,其中二氯,三氯,四氯和五氯聯(lián)苯總和占∑84PCBs總量的79.2%.北京地區(qū)地表水中不同氯取代數(shù)PCBs組成與我國歷史PCB產(chǎn)品組成相符,均以低氯代聯(lián)苯為主,表明北京地區(qū)地表水中PCBs污染來源為歷史使用.相比于國內(nèi)其他區(qū)域水質(zhì)而言,北京地區(qū)地表水OCPs和PCBs污染水平較低.
有機(jī)氯農(nóng)藥;多氯聯(lián)苯;北京;加速溶劑萃?。坏乇硭?/p>
作為持久性有機(jī)污染物,有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)和多氯聯(lián)苯(PCBs)對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重危害,因而很早就引起了全世界對 OCPs和 PCBs的重視,成為世界范圍內(nèi)重點(diǎn)監(jiān)測和禁用的對象[1-3].基于斯德哥爾摩公約履約的需要,在世界范圍內(nèi)OCPs和PCBs一直是各國研究的熱點(diǎn)[4].國內(nèi)研究人員通過對北京地區(qū)環(huán)境中OCPs和 PCBs污染水平的研究[5~8]表明,北京地區(qū)土壤[9]、大氣[6,10]等環(huán)境介質(zhì)中OCPs和PCBs的濃度均呈現(xiàn)出逐年下降趨勢.而水體作為OCPs和PCBs一個重要的匯,也呈現(xiàn)出同樣的下降趨勢[8,11-14].
北京擁有多條河流以及大型水庫,由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地表水水質(zhì)受到不同程度的污染.玉淵潭屬于輕度/中度污染,其水源主要來自永定河引水渠和頤和園昆明湖.地表徑流主要通過兩者流入玉淵潭內(nèi),最終匯入護(hù)城河.屬于重度污染的通惠河,貫穿整個北京東部,其兩岸附近坐落各種大型工廠,污水處理廠等.潮白河貫穿北京東部郊區(qū),兩岸均屬于農(nóng)田區(qū)域.因此,潮白河、玉淵潭和通惠河等水域中持久性有機(jī)污染物的污染程度能夠不同程度的反映出北京地區(qū)水體的污染狀況.近幾年關(guān)于北京市地表水中OCPs和PCBs的研究相對較少,為了繼續(xù)履行斯德哥爾摩公約,非常有必要進(jìn)一步積累北京城區(qū)地表水中 OCPs和PCBs的分布、來源、污染狀況等數(shù)據(jù).由于北京城區(qū)地表水中持久性污染物污染水平降低至ng/L甚至是pg/L級別,傳統(tǒng)的液液萃取等小體積水樣的萃取方法已經(jīng)不能夠達(dá)到痕量分析要求.因此,我們利用 XAD-2樹脂富集大體積地表水中的有毒有害污染物,同時利用加速溶劑萃取技術(shù)、固相萃取凈化技術(shù)和氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用的方法檢測北京地區(qū)水體中OCPs和PCBs的最新污染水平,闡述OCPs和PCBs最新污染現(xiàn)狀以及是否有新污染源出現(xiàn).
1.1 試劑與儀器
7890-5975C型氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜儀(美國,Agilent公司);DB-5MS色譜柱(60m×0.25mm i.d.×0.25μm);ASE-300型加速溶劑萃取儀(美國,Dionex公司);EYELA-1000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(日本,東京理化公司);氮吹儀(美國,Organomation Associates Jnc.公司);超純水儀(美國,Millipore公司).
丙酮、正己烷、二氯甲烷、甲苯均為色譜純(美國Fisher或J.T Baker公司).XAD-2樹脂(美國,Sigma-Aldrich公司);100-200目硅膠(德國,Merck公司)經(jīng)過300℃活化后加入3.5%超純水去活,備用.實(shí)驗(yàn)中所檢測的目標(biāo)化合物包括 17種OCPs和84種PCBs.其中,OCPs包括:六氯苯、α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、順氯丹、反氯丹、氧化氯丹、α-硫丹、β-硫丹、硫丹硫酸酯、4,4'-DDT、2,4'-DDT、4,4'-DDE、2,4'-DDE、4,4'-DDD、2,4'-DDD.PCBs包括二氯至九氯共84種PCBs.OCPs和PCBs的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別用甲苯稀釋至10mg/L,并被保存在-18℃的冰箱內(nèi).
1.2 樣品采集與處理
在密云、潮白河、玉淵潭和通惠河通過自制采樣器共采集16個水樣.夏季9個樣品,冬季溫度較低,密云水庫及潮白河冰封,僅采到通惠河及玉淵潭等共7個水樣.每個點(diǎn)采集地表水20L,4℃保存在棕色玻璃瓶內(nèi),并盡快處理和分析.采樣時間為2015年7~8月及2016年1月.具體采樣地點(diǎn)經(jīng)緯度表1所示.
表1 具體采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度Table 1 The specific latitude and longitude of sampling sites
水樣經(jīng) 0.45μm的玻璃纖維微孔濾膜抽濾,以去除顆粒物相.然后,水樣經(jīng)過約 8.0g的XAD-2樹脂柱富集[15].XAD-2樹脂中殘留的水分經(jīng)過 60℃烘箱加熱去除.然后,樹脂被放入加速溶劑萃取池內(nèi)萃取.萃取液經(jīng)過濃縮后被溶劑置換為正己烷,待凈化.凈化采用 3.5%去活中性硅膠柱,硅膠柱從上至下依次為:1.0cm無水硫酸鈉、8.0g硅膠、1.0cm無水硫酸鈉.硅膠柱用20mL正己烷預(yù)淋洗后,濃縮的樣品被轉(zhuǎn)移至硅膠柱內(nèi).分別用80mL正己烷、80mL正己烷/二氯甲烷(1:1 V:V)淋洗[16],收集洗脫液.進(jìn)一步濃縮后,洗脫液被溶劑置換為甲苯.最后,甲苯溶液經(jīng)柔和的氮?dú)獯抵?.2mL,并保存在-18℃冰箱內(nèi)待分析.
1.3 儀器分析
氣相色譜條件:進(jìn)樣口溫度為 290℃,進(jìn)樣量為1.0μL,采用不分流模式進(jìn)樣.色譜-質(zhì)譜接口溫度為 280℃,升溫程序?yàn)椋?0℃保持 1min,以20℃/min升溫速度升至170℃,然后以2℃/min的升溫速度升至280℃,并保持5.0min.載氣為純度>99.999%的氦氣,載氣流速為 0.8mL/min.質(zhì)譜條件:電離方式為EI模式,電離能量為70eV,離子源溫度為 230℃,四極桿溫度為 150℃.分析采用選擇離子監(jiān)測模式(SIM).
1.4 質(zhì)量控制
所有的玻璃儀器均采用超聲清洗,然后經(jīng)過超純水、丙酮各清洗3次.實(shí)驗(yàn)過程中的有機(jī)試劑均為色譜級.每批樣品均添加一個過程空白實(shí)驗(yàn)和一個加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果均進(jìn)行了空白校正.目標(biāo)化合物平均回收率在 52.5%~130%之間,除二氯代聯(lián)苯回收率較低(52.5%~68.7%)、α-硫丹(130%)和γ-HCH(128%)較高外,其余目標(biāo)化合物回收率均在 70%~110%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.71%~16.1%.方法檢出限(MDLs)在0.10ng/L至0.38ng/L之間.每種物質(zhì)氣相色譜保留時間與標(biāo)準(zhǔn)相差在±0.1min內(nèi),信噪比 S/N>3.采用外標(biāo)法定量,標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍為 10ng/ mL~200ng/mL,共 5個點(diǎn),相關(guān)系數(shù) R2均大于0.995.
2.1 有機(jī)氯農(nóng)藥的特征分析
北京地區(qū)潮白河、玉淵潭和通惠河9個采樣點(diǎn)中17種OCPs污染狀況如表2所示.北京地區(qū)9個采樣點(diǎn)夏季水樣中 17種 OCPs總量在4.95~53.1ng/L之間,平均值為(14.4±14.8) ng/L.冬季水樣在 7.80~44.4ng/L之間,平均值為(15.8± 12.9) ng/L.雖然我國于上世紀(jì)八十年代禁止使用HCHs、滴滴涕等OCPs,但是,由于其使用量之大、使用范圍之廣,導(dǎo)致其在環(huán)境中依然廣泛存在.HCHs、DDTs、硫丹、氯丹、HCB等17種OCPs在各個采樣點(diǎn)中均有不同程度的檢出,表明北京地區(qū) OCPs污染較為廣泛.17種 OCPs中,HCB、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH檢出率最高,達(dá)到 100%.其次為 2,4'-DDE,檢出率達(dá)到93.8%.檢出率最低的OCP為反氯丹,為18.8%.就OCP單體而言,β-HCH在夏秋兩季中含量最高,含量范圍在 1.67~19.4ng/L之間,平均濃度為(4.17±5.74) ng/L.其次為 α-HCH,含量范圍在(1.17~14.2) ng/L之間,平均濃度為(4.16±4.14)ng/L.含量最低的為反氯丹,含量范圍在 n.d.~0.02ng/L之間,平均濃度為(0.01±0.01) ng/L.
表2 北京地表水中OCPs含量(ng/L)Table 2 Concentrations of OCPs in the surface waters from Beijing (ng/L)
9個采樣點(diǎn)中,密云水庫出水口處OCPs污染濃度最高,達(dá)到了53.1ng/L;其次為玉淵潭進(jìn)水口處(26.0ng/L)和玉淵潭東西兩湖處(13.2ng/L).通惠河雙橋處地表水中濃度最低,為7.86ng/L.密云水庫出水口地處北京郊區(qū),附近農(nóng)田較多,由于OCPs的大量使用導(dǎo)致土壤受到了嚴(yán)重污染.而OCPs則通過地表徑流、土壤沖刷等方式轉(zhuǎn)移至水體中,使水體中含量較高.而玉淵潭水源主要來自永定河引水渠和頤和園昆明湖,其中永定河流經(jīng)北京西部大部分農(nóng)業(yè)地區(qū),承擔(dān)著北京西部區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉用水作用.由于OCPs的使用,導(dǎo)致永定河污染嚴(yán)重[13-14],因此導(dǎo)致玉淵潭水樣 OCPs污染水平較之通惠河地區(qū)較高.
HCHs在17種OCPs中為最主要的OCPs污染物,占 OCPs總量的 82.1%.各采樣點(diǎn)不同HCH含量及α-HCH/γ-HCH比值如圖1所示.四種單體中,含量最高的為β-HCH,其次為α-HCH. β-HCH是 HCHs中最穩(wěn)定、最不易降解的單體,α-HCH則因工業(yè)六六六的大量使用,使α-HCH和β-HCH在地表水中含量較高.工業(yè)六六六產(chǎn)品中約含有 60%~70%的 α-HCH、5%~12%的β-HCH、10%~15%的γ-HCH和6%~10%的δ-HCH,其α-HCH/γ-HCH比值約為4~7;而林丹中則為99%的γ-HCH[17].因此,α-HCH/γ-HCH的比值可用于鑒定HCHs污染來源.本研究中,各采樣點(diǎn)α-HCH/γ-HCH的比值均小于4.21,均值為1.53,表明北京地區(qū)地表水中HCHs污染來源一是工業(yè)六六六的使用,其次還存在林丹的使用.北京地區(qū)其他環(huán)境介質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果.比如北京潮河流域土壤中 α-HCH/γ-HCH比值在0.002~0.796之間[15];在北京大氣沉降中,其平均比值為 1.68[18];北京城區(qū)大氣環(huán)境中其比值為1.51[19];北京懷柔水庫及高碑店湖魚肉中其比值也均小于 1[20].北京各個環(huán)境介質(zhì)中相似結(jié)果均表明了 HCHs來源主要為工業(yè)六六六及林丹的歷史使用問題.
滴滴涕是我國生產(chǎn)和使用量較大的另一類有機(jī)氯農(nóng)藥.由于DDT在自然狀態(tài)下可以降解為更加穩(wěn)定的 DDE和 DDD,因此 DDT與(DDE+DDD)[16]的比值則可以間接反映出 DDT在環(huán)境中使用情況.當(dāng)比值大于1時,說明該位置附近有新的污染源;當(dāng)比值小于1時,說明DDT在環(huán)境中隨著時間進(jìn)行了降解.各個采樣點(diǎn)其含量及比值如圖2所示.DDT/(DDE+DDD)比值依次為0.44、0.32、0.34、0.20、0.01、0.04、1.22、0.29、0.22.除了玉淵潭出水口處可能存在新的DDT污染源外,其他各點(diǎn)DDT均主要來自歷史使用并進(jìn)行了長時間的降解.另一方面,環(huán)境中DDTs污染來源可以通過O,P'-DDT/P,P'-DDT[21]的比值來判定是來自工業(yè)DDT使用,還是來自含DDT三氯殺螨醇使用.我國滴滴涕產(chǎn)品中,工業(yè)級滴滴涕 O,P'-DDT/P,P'-DDT 的比值在0.15~0.26之間,三氯殺螨醇O,P'-DDT/P,P'-DDT的比值約在 1.3~9.3之間.本研究中僅有采樣點(diǎn)7(玉淵潭出水口處)比值介于 1.3~9.3,其O,P'-DDT/P,P'-DDT的比值為 5.96,說明該點(diǎn)可能存在三氯殺螨醇的使用.其他各點(diǎn)比值均低于工業(yè)級DDT比值,說明其DDT來源為工業(yè)級DDT的歷史使用,并且DDT在長時間內(nèi)進(jìn)行了生物或光降解.劉志剛[22]等人研究發(fā)現(xiàn),北京城區(qū)雨水、樹冠水和地表徑流中 O,P'-DDT/P,P'-DDT比值為1.00、0.46和0.58.Yang等人[23]研究的北京城區(qū)工業(yè)區(qū)表層土壤、根系土壤以及滲流層土壤中O,P'-DDT/P,P'-DDT依次為0.35、0.30、0.34.在北京城區(qū)大氣環(huán)境中也檢出了相似的結(jié)果,其平均值為 0.71[18].同樣,在北京高碑店湖內(nèi)淡水魚[11]和公園松針葉[24]中也檢測出DDT的存在,其比值依次為 1.21和 0.27~2.83.各種環(huán)境介質(zhì)中均出現(xiàn)相似的結(jié)果,表明北京地區(qū)DDT污染主要來自工業(yè)滴滴涕和三氯殺螨醇的歷史使用.
氯丹主要用于白蟻的控制.各采樣點(diǎn)氯丹總濃度依次為 0.01ng/L、0.22ng/L、0.22ng/L、0.01ng/L、0.05ng/L、0.02ng/L、0.05ng/L、0.13ng/L、0.03ng/L,平均值為(0.08±0.09) ng/L,最大值出現(xiàn)在潮白河以及通惠河與溫榆河交匯處.各采樣點(diǎn)氯丹總量均較低,說明北京城區(qū)地表水中氯丹污染較輕.另一方面,TC/CC的比值可以反映出環(huán)境中氯丹污染情況,工業(yè)級氯丹中TC/CC比例約為1.41.各點(diǎn)TC/CC比值均小于 1,說明北京城區(qū)地表水中氯丹污染為歷史使用,且在環(huán)境中進(jìn)行了降解,不存在新的污染源輸入環(huán)境中.相似的結(jié)果同樣在北京城區(qū)各環(huán)境介質(zhì)中存在.比如,北京通州地區(qū)土壤與底泥中OCPs殘留中,TC/CC的比值為0.5~5.9[25];在北京石景山區(qū)大氣環(huán)境中,大氣顆粒物中TC/CC比值為 0.2,而在氣態(tài)中 TC/CC比值為0.05[19].另外,在 Zhang等[26]的研究中,大氣環(huán)境中四季TC/CC的比值依次為1.35、1.61、1.25、1.33.說明近幾年中,北京城區(qū)氯丹污染源主要來自歷史使用.
圖2 DDTs含量及DDT/(DDE+DDD)的比值Fig.2 Concentration of DDTs and the ratio of DDT/(DDE+DDD)
2.2 多氯聯(lián)苯的特征分析
北京地區(qū)9個采樣點(diǎn)水樣中PCBs濃度如表3所示,夏季PCBs總量在2.76~24.6ng/L之間,平均濃度為(8.02±6.64) ng/L;冬季 PCBs總量在2.63~62.7ng/L之間,平均濃度為(13.3±21.9) ng/L.其中,玉淵潭東西兩湖連接處PCBs濃度最大,為32.7ng/L;其次為密云水庫(24.6ng/L)處及雙橋處(7.82ng/L).玉淵潭出水口處(2.99ng/L)地表水中PCBs濃度最低.84種PCBs中,共有16種PCB單體檢出率為 100%,主要為三氯代聯(lián)苯和四氯代氯代聯(lián)苯,而八氯代聯(lián)苯和九氯代聯(lián)苯均未檢出.其中以CB-31&28 (0.76ng/L)和CB-33 (0.69ng/L)含量最高.說明北京城區(qū)PCBs污染較為廣泛.
圖1 HCHs含量及α-HCH/γ-HCH的比值Fig.1 Concentration of HCHs and the ratio of α-HCH/γ-HCH
表3 北京地表水中PCBs含量(ng/L)Table 3 Concentrations of PCBs in surface waters from Beijing (ng/L)
北京城區(qū)各采樣點(diǎn)地表水中 PCBs組成特征如圖3所示.從圖中可以看出,北京地區(qū)地表水中PCBs主要以低氯代聯(lián)苯為主.以二氯、三氯、四氯和五氯為主的低氯代聯(lián)苯總和占 PCBs總量的范圍為68.2%~94.0%.其主要原因在于高氯代聯(lián)苯相比于低氯代聯(lián)苯有較高的親脂性,水溶性較差,易積聚在顆粒相及沉積物中;而低氯代聯(lián)苯較高氯代聯(lián)苯而言親水性強(qiáng),更易在水相中存在.我國曾經(jīng)生產(chǎn)了三氯聯(lián)苯(9000t)和五氯聯(lián)苯(1000t),主要用于絕緣油的生產(chǎn)[27].此外,國產(chǎn)變壓器油中所含的 PCBs同系物主要為三氯代聯(lián)苯,約占 63%,其次為四氯代和二氯代聯(lián)苯,含量約為24%和9%[28].本研究中PCBs同系物中二氯聯(lián)苯、三氯聯(lián)苯、四氯聯(lián)苯和五氯聯(lián)苯占主要部分,含量主要以低氯為主,高氯代聯(lián)苯相對而言較低,與我國歷史生產(chǎn)和使用的PCBs產(chǎn)品組成相似,說明北京城區(qū)地表水中PCBs最主要的污染來源為歷史使用,比如退役的變壓器、電力電容器等管理不當(dāng),導(dǎo)致絕緣油泄漏,使 PCBs進(jìn)入環(huán)境中,然后通過地表徑流和大氣沉降等途徑進(jìn)入地表水中,造成地表水PCBs污染.相似的結(jié)果同樣出現(xiàn)在北京地區(qū)其他環(huán)境介質(zhì)中.比如,北京地區(qū)夏季雨水中溶解態(tài)∑32PCBs主要以二氯、三氯及四氯聯(lián)苯為主,占 PCBs總量的70.5%[7];石景山區(qū)雨水三氯~五氯含量則占70.82%[29];北京市大氣樣品中∑19PCBs中以低氯代聯(lián)苯(二氯~五氯)為主,占∑19PCBs含量的95.2%[30];而在北京地區(qū)潮白河流域土壤樣品中,二氯~五氯含量則占PCBs總量的91.4%[15];北京地區(qū)各個環(huán)境介質(zhì)中 PCBs均以低氯代聯(lián)苯為主,均表明其來源為歷史使用.
表4 國內(nèi)各地OCPs與PCBs污染狀況(ng/L)Table 4 Concentrations of OCPs and PCBs from different areas of China (ng/L)
圖3 北京地區(qū)地表水中PCBs組成特征Fig.3 Compositions of PCBs in surface waters of Beijing
2.3 國內(nèi)OCPs和PCBs污染狀況
本研究結(jié)果與國內(nèi)其他區(qū)域地表水污染水平進(jìn)行了對比,如表4所示.2005年至2006年間北京城區(qū)玉淵潭湖水中 16種 OCPs的含量為49.5~61.6ng/L[31],而通惠河水體18種OCPs濃度范圍為31.58~344.9ng/L,12種PCBs濃度范圍為134.9~3788ng/L[8].相比于10年前的研究結(jié)果,本研究中OCPs和PCBs均有所下降.2006年Li等[11]研究了高碑店湖內(nèi) 6種 PCBs含量,其∑6PCBs的平均含量為20.8ng/L.在本研究中,相同的6種PCBs含量為1.86ng/L,降低約11倍.相比于同期其他地表水,玉淵潭和通惠河 OCPs污染水平也均低于北京城區(qū)各公園湖水[32]以及官廳水庫污染水平[33].
3.1 北京城區(qū)地表水中 9個采樣點(diǎn) OCPs和PCBs的含量夏季分別為 5.02~53.1ng/L和2.76~24.6ng/L;冬季分別為 7.80~44.4ng/L 和2.63~62.7ng/L.OCPs和PCBs含量相比以前的研究均有所下降.
3.2 17種OCPs中,HCHs、硫丹、DDTs屬于主要的污染物,其他農(nóng)藥含量占農(nóng)藥總量較小,其污染來源主要來自歷史殘留.
3.3 84種 PCBs中以二氯~五氯代聯(lián)苯等低氯代聯(lián)苯為主,與中國歷史 PCB產(chǎn)品構(gòu)成相似.北京地區(qū)不同環(huán)境介質(zhì)中PCBs均以低氯代聯(lián)苯為主,表明PCBs污染來源為歷史使用.
[1] Zhang K, Wei Y L, Zeng E Y. A review of environmental and human exposure to persistent organic pollutants in the Pearl River Delta, South China [J]. Science of the Total Environment,2013,463:1093-1110.
[2] Mrema E J, Rubino F M, Brambilla G, et al. Persistent organochlorinated pesticides and mechanisms oftheir toxicity [J]. Toxicology, 2013,307:74-88.
[3] Nozar S L M, Ismail W R, Zakaria M P. Distribution, sources identification, and ecological risk of PAHs and PCBs in coastal surfaces sediments from the Northern Persian Gulf [J]. Human and Ecological Risk Assessment, 2014,20(6):1507-1520.
[4] Sharma B M, Bharat G K, Tayal S, et al. Environment and human exposure to persistent organic pollutants (POPs) in India: A systematic review of recent and historical data [J]. Environment International, 2014,66:48-64.
[5] Zhang Y F, Fu S, Dong Y, et al. Distribution of polychlorinated biphenyls in soil around three typical industrial sites in Beijing,China [J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 2014,92(4):466-471.
[6] Li Y M, Zhang Q H, Ji D S, et al. Levels and vertical distributions of PCBs, PBDEs, and OCPs in the atmospheric boundary layer:observation from the Beijing 325-m meteorological tower [J]. Environmental Science and Technology, 2009,43(4):1030-1035.
[7] Yang G S, Ma L L, Xu D D, et al. Temporal trends of polychlorinated biphenyls in precipitation in Beijing, China [J]. Atmosphere Environment, 2012,56:222-227.
[8] Zhang Z L, Huang J, Yu G, et al. Occurrence of PAHs, PCBs and organochlorine pesticides in the Tonghu River of Beijing, China[J]. Environment Pollution, 2004,130(2):249-261.
[9] Shi Y, Meng F, Guo F, et al. Residues of organic chlorinated pesticides in agricultural soils of Beijing, China [J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2005,49(1):37-44.
[10] Jaward F M, Zhang G, Nam J J, et al. Passive air sampling of polychlorinated biphenyls, organochlorine compounds, and polybrominated diphenyl ethers across Asia [J]. Environmental Science and Technology, 2005,39(22):8638-8645.
[11] Li X M, Zhang Q H, Dai J Y, et al. Pesticide contamination profiles of water, sediment and aquatic organisms in the effluent of Gaobeidian wastewater treatment plant [J]. Chemosphere, 2008,72(8):1145-1151.
[12] Chen J W, Liu C, Yang Z F, et al. Residues and characteristics of organochlorine pesticides in the surface water in the suburb of Beijing [J]. Earth Science Frontiers, 2008,15(5):242—247.
[13] 康躍惠,劉培斌,王子健,等.北京官廳水庫-永定河水系水體中持久性有機(jī)氯農(nóng)藥污染 [J]. 湖泊科學(xué), 2003,15(2):125-132.
[14] 萬譯文,康天放,周忠亮,等.北京官廳水庫有機(jī)氯農(nóng)藥分布特征及健康風(fēng)險評價 [J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2009,28(4):803-807.
[15] Yu Y, Li Y X, Shen Z Y, et al. Occurrence and possible sources of organochlorine pesticides (OCPs) and polychlorinated biphenyls(PCBs) along the Chao River, China [J]. Chemosphere, 2014,114:136-143.
[16] Xu D D, Dan M, Song Y, et al. Concentration characteristics of extractable organohalogens in P M2.5and PM10in Beijing, China[J]. Atmosphere Environment, 2005,39(22):4119-4128.
[17] Willett K L, Ulrich E M, Hites R A. Differential toxicity and environmental fates of hexachlorocyclohexane isomers [J]. Environmental Science and Technology, 1998,32(15):2197-2207.
[18] Yang G S, Ma L L, Xu D D, et al. Temporal variations of organochlorine pesticides in precipitation in Beijing, China [J]. Atmospheric Environment, 2012,61:614-619.
[19] 徐殿斗,馬玲玲,李淑珍,等.北京石景山區(qū)夏季大氣中有機(jī)氯農(nóng)藥的研究 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2010,30(5):599-602.
[20] Li X M, Gan Y P, Yang X P, et al. Human health risk of organochlorine pesticides (OCPs) and polychlorinated biphenyls(PCBs) in edible fish from Huairou Reservoir and Gaobeidian Lake in Beijing, China [J]. Food Chemistry, 2008,109(2):348-254.
[21] Hitch R K, Day H R. Unusual persistence of DDT in some Western USA soils [J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 1992,48(2):259-264.
[22] 劉志剛,歐浪波,胡 丹,等.北京城市雨水,樹冠水和地表徑流中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征 [J]. 環(huán)境工程學(xué)報, 2012,06(3):804-810.
[23] Yang W R,Wang R S,Zhou C B, et al. Distribution and health risk assessment of organochlorine pesticides (OCPs) in industrial site soils: A case study of urban renewal in Beijing, China [J]. Journal of Environmental Sciences, 2008,21(3):366-372.
[24] 曲 磊.北京公園典型介質(zhì)中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留研究 [D]. 鄭州:鄭州大學(xué), 2010 :34-38.
[25] 孫 可,劉希濤,高 博,等.北京通州灌區(qū)土壤和河流底泥中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的研究 [J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2009,29(5):1086-1093.
[26] Zhang L F, Huang Y R, Dong L, et al. Levels, seasonal patterns,and potential sources of organochlorine pesticides in the urban atmosphere of Beijing, China [J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2011,61(2):159-165.
[27] China SEPA. Building the capacity of the People's Republic of China to implement the Stockholm convention on POPs and develop a National implementation plan. GEF Project Brief(GF/CPR/02/010).
[28] 降巧龍,周海燕,徐殿斗,等.國產(chǎn)變壓器油中多氯聯(lián)苯及其異構(gòu)體分布特征 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2007,27(5):608-612.
[29] 楊國勝,馬玲玲,徐殿斗,等.北京市石景山區(qū)夏季雨水和大氣中PCBs的特征解析 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2012,32(7):1234-1240.
[30] 洪維哲,李英明,張林楠,等.北京市大氣中多氯聯(lián)苯的污染水平和分布特征 [J]. 環(huán)境化學(xué), 2015,34(3):410-416.
[31] 童寶峰.北京玉淵潭有毒有機(jī)物研究 [D]. 武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2007:40-43.
[32] 劉艷菊,陳 頎,亓學(xué)奎,等.北京地表水冬季水化學(xué)特征和質(zhì)量現(xiàn)狀 [J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2014,37(120):166-174.
[33] 柳麗麗,李 劍,李沫蕊,等.官廳水庫水體有機(jī)氯農(nóng)藥殘留特征及健康風(fēng)險評價 [J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,50(6):657-661.
[34] Guo G H, Wu F C, He H P, et al. Ecological risk assessment of organochlorine pesticides in surface waters of Lake Taihu, China[J]. Human and Ecological Risk Assessment, 2013,19(4):840-856.
[35] 楊洪達(dá),王祥云,鄧勛飛,等.杭州西湖表層水體中有機(jī)氯農(nóng)藥的時空分布特征 [J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2013,25(1):124-129.
[36] 唐訪良,張 明,徐建芬,等.千島湖庫區(qū)及其主要入庫河流水中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留污染特征及健康風(fēng)險評價 [J]. 環(huán)境科學(xué),2014,35(5):1735-1741.
[37] 張 明,花日茂,李學(xué)德,等.巢湖表層水體中有機(jī)氯農(nóng)藥的分布及其組成 [J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2010,21(1):209-214.
[38] Zhi H, Zhao Z H, Zhang L. The fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organochlorine pesticides (OCPs) in water from Poyang Lake, the largest freshwater lake in China [J]. Chemosphere, 2015,119:1134-1140.
[39] Cai S R, Sun K, Dong S Y, et al. Assessment of organochlorine pesticide residues in water, sedient and fish of the Songhua River,China [J]. Environmental Forensics, 2014,15(4):352-357.
[40] Zhang L F, Shi S X, Dong L, et al. Concentrations and possible sources of polychlorinated biphenyls in the surface water of the Yangtze River Delta, China [J]. Chemosphere, 2011,85(3):399-405.
[41] 管玉峰,岳 強(qiáng),涂秀云,等.珠江入??谒w中多氯聯(lián)苯的分布特征及其來源分析 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2011,24(8):865-872.
[42] You H, Ding J, Zhao X S, et al. Spatial and seasonal variation of polychlorinated biphenyls in Songhua River, China [J]. Environmental Geochemistry and Health, 2011,33(3):291-299.
[43] Dai G H, Liu X H, Liang G, et al. Distribution of organochlorine pesticides (OCPs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in surface water and sediments from Baiyangdian Lake in North China [J]. Journal of Environmental Sciences, 2011,23(10):1640-1649.
[44] Wan X, Pan X J, Wang B, et al. Distributions, historical trends,and source investigation of polychlorinated biphenyls in Dianchi Lake, China [J]. Chemosphere, 2011,85(3):361-367.
[45] 蓋 楠,潘 靜,陳大舟,等.若爾蓋高原濕地地表水與大氣濕沉降中有機(jī)氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯的研究 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2014,34(4):996-1003.
致謝:感謝北京出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心人員對本實(shí)驗(yàn)提供的技術(shù)支持.感謝中國科學(xué)院高能物理研究所輻照工藝組全體人員對本實(shí)驗(yàn)在采樣、前處理等方面提供的幫助與支持.
The study of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in surface water around Beijing.
SHAO Yang1,2, YANG Guo-sheng1,2, LIU Wei-hua3, MA Ling-ling1,2, LUO Min1,2, HAN Shen3*, XU Dian-dou1,2*(1.Division of Nuclear Technology and Applications, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China;2.Beijing Engineering Research Center of Radiographic Techniques and Equipment, Beijing 100049, China;3.Beijing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau Technology Centre, Beijing 100026, China). China Environmental Science, 2016,36(9):2606~2613
The concentrations and sources of 17organochlorine pesticides (OCPs) and 84polychlorinated biphenyls (PCBs)were analyzed in the surface water of Miyun, Chaobai River, Yuyuan Lake and Tonghui River in Beijing during summer and winter. The concentrations of 17OCPs were in the range of 7.86~53.1ng/L, with an average of (16.9±14.6) ng/L. The concentrations of 84PCBs were in the range of 2.99~32.7ng/L, with an average of (10.9±10.4) ng/L. The major compositions of OCPs were HCHs, endosulfan, DDTs and HCB with the concentrations of (13.9±11.5) ng/L, (2.20±2.01)ng/L, (0.63±1.51) ng/L and (0.12±0.14) ng/L, respectively. The average ratio of α-HCH/γ-HCH was 1.53 indicating the application of lindane in Beijing. In the meanwhile, the ratio of DDT/(DDD+DDE) was <1.22 which lower than 4~7 in technical HCHs, suggesting historical inputs of DDTs into the environment in the study area. The concentrations of different homologues of PCBs were dominated by Di-CBs, Tri-CBs, Tetra-CBs and Penta-CBs, accounting for 79.2% of∑84PCBs. The domination by lower chlorinated CBs was similar to the historical products of China, indicating the residual of PCBs in surface water in Beijing resulting from historical usage. Comparing to the surface water in other areas in China,the contamination levels of OCPs and PCBs in surface water in Beijing were relatively low.
organochlorine pesticides;polychlorinated biphenyls;Beijing;accelerate solvent extraction;surface water
X502
A
1000-6923(2016)09-2606-08
2016-01-10
國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11275216,11275210,11435002,21407149)
* 責(zé)任作者, 高級工程師, earthgod@sina.com.cn; 研究員,xudd@ihep.ac.cn
邵 陽(1989-),男,山東棗莊人,碩士研究生,主要從事持久性有機(jī)污染物的環(huán)境行為研究.