曾祥英，劉靜，何麗雄，劉志陽(yáng)，于志強(qiáng)，盛國(guó)

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1. 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所 有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東省環(huán)境資源利用與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049 3. 廣州禾信分析儀器有限公司，廣州 510530 4. 廣東省環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所，廣州 510045

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太湖西部入湖口沉積物中有機(jī)物分布及其潛在指示意義

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1. 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所 有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東省環(huán)境資源利用與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049 3. 廣州禾信分析儀器有限公司，廣州 510530 4. 廣東省環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所，廣州 510045

太湖作為重要的工農(nóng)業(yè)用水水源以及周邊居民飲用水源，其水質(zhì)安全受到高度關(guān)注。在太湖西部入湖口采集7個(gè)沉積物樣品，研究了合成麝香、多環(huán)芳烴(PAHs)、有機(jī)磷酸酯阻燃劑/增塑劑(OPs)和有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)含量水平和分布規(guī)律。研究結(jié)果表明，沉積物中多種污染物分布廣泛，含量水平差異較大。其中，Σ15PAHs含量371 ng·g-1～2.53103ng·g-1，主要來(lái)源于生物質(zhì)燃燒和化石燃料高溫裂解；沉積物中檢出4種多環(huán)麝香，主要組分為佳樂(lè)麝香(HHCB)(0.0792 ng·g-1～1.17 ng·g-1)和吐納麝香(AHTN)(0.123 ng·g-1～1.29 ng·g-1)，它們指示了太湖水體已遭受一定程度生活污水輸入影響；沉積物中Σ6OPs含量范圍為1.63 ng·g-1～21.9 ng·g-1，主要污染組分為磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)，并呈現(xiàn)明顯的點(diǎn)源排放特征；沉積物中六六六系列(HCHs)(0.310 ng·g-1～1.11 ng·g-1)和滴滴涕系列(DDTs)(0.551 ng·g-1～6.40 ng·g-1)主要來(lái)源于歷史殘留。位于太滆流域的幾個(gè)入湖口沉積物中多種污染物含量多高于浙江省轄區(qū)3個(gè)入湖口沉積物。

太湖；沉積物；合成麝香；PAHs；有機(jī)磷酸酯；有機(jī)氯農(nóng)藥

Received 14 October 2015 accepted 16 November 2015

太湖是我國(guó)第三大淡水湖泊，位于長(zhǎng)江三角洲下游平原。太湖水面面積2 338 km2，流域面積36 500 km2，地跨浙、蘇、皖、滬三省一市，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，人類(lèi)活動(dòng)影響顯著。太湖流域河網(wǎng)密布，水量豐沛，是該地區(qū)主要淡水資源，也是周邊城市重要的飲用水水源。隨著流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水以及生活污水的排放，太湖水質(zhì)日益惡化，已經(jīng)形成水質(zhì)性缺水，成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。國(guó)家和當(dāng)?shù)卣块T(mén)都十分關(guān)注太湖流域水體污染控制和消減，實(shí)施了一系列的專(zhuān)項(xiàng)治理行動(dòng)，但尚未完全遏制住水體污染的惡化趨勢(shì)?？蒲腥藛T對(duì)太湖污染也極為關(guān)注，主要的研究多集中于N、P、COD等污染及其引發(fā)的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題[1-4]。近年的研究表明，受人類(lèi)活動(dòng)影響，太湖沉積物中廣泛檢出多環(huán)芳烴(PAHs)[5]、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)[6]、有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)[7]、內(nèi)分泌干擾素(EDCs)[8]以及新型污染物如有機(jī)磷酸酯阻燃劑(OPs)[9]等有機(jī)污染物的分布，其主要輸入來(lái)源包括河流輸入、大氣沉降以及地下水滲入等。研究人員基于大量的巡測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)入湖河流輸入是太湖水體中氨氮、總磷、總氮和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)的重要輸入源，湖區(qū)水體中污染物水平與入湖河流含量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)；污染物進(jìn)入湖區(qū)后，在太湖中有明顯的滯留[1-3]。但是針對(duì)傳統(tǒng)持久性有機(jī)污染物(POPs)以及新興污染物的輸入研究目前相對(duì)較少，有機(jī)污染物的輸入是否存在類(lèi)似的輸入規(guī)律，目前未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。

本研究選擇太湖西部7個(gè)主要入湖口，包括太滆港(TG)、殷村港(YC)、社瀆港(ShD)、大浦港(DP)、長(zhǎng)興港(CX)、小梅港(XM)和長(zhǎng)兜港(CD)，分別采集表層沉積物樣品，研究PAHs、合成麝香、OCPs和OPs含量水平與分布特征，并在此基礎(chǔ)上初步評(píng)估不同河流的主要污染物、輸入特征及其潛在的污染來(lái)源。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 儀器、材料與試劑

16種美國(guó)EPA優(yōu)控PAHs及5種回收率指示物氘代多環(huán)芳烴購(gòu)自Supelco公司(美國(guó))；7種OCPs標(biāo)準(zhǔn)品包括六六六系列(α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH)和滴滴涕系列(p, p’-DDT、p, p’-DDD、p, p’-DDE)購(gòu)自Supelco公司(美國(guó))；9種合成麝香標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Promochem公司(德國(guó))，包括開(kāi)許梅龍(DPMI)、薩利麝香(ADBI)、粉檀麝香(AHMI)、特拉斯(ATII)、佳樂(lè)麝香(HHCB)、吐納麝香(AHTN)、酮麝香(MK)、葵子麝香(MA)、二甲苯麝香(MX)；6種OPs標(biāo)樣從美國(guó)Sigma-Aldrich公司購(gòu)得，包括磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(1,3-二氯異丙基)酯(TDCPP)、磷酸三苯酯(TPhP)和磷酸三甲苯酯(TTP)；回收率指示物氘代磷酸三丁酯(d27-TBP)購(gòu)自C/D/N Isotopes公司(加拿大)；內(nèi)標(biāo)六甲基苯(HMB)購(gòu)自Ehrenstofer-Sch?fer Bgm-Schlosser實(shí)驗(yàn)室(德國(guó))。

所用溶劑均為色譜純，其中乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮均購(gòu)于CNW Technologies GmbH(德國(guó))，甲醇和正己烷購(gòu)于德國(guó)Merck Co.公司。實(shí)驗(yàn)所用的超純水來(lái)自廈門(mén)銳思捷科學(xué)儀器有限公司的實(shí)驗(yàn)室超純水系統(tǒng)，使用前要求電阻率為18.2 M·cm。

1.2 樣品采集、前處理與儀器分析

2011年8月在圖1所示的7個(gè)采樣點(diǎn)，用不銹鋼抓斗采集表層0～5cm沉積物，存放于鋁箔袋并密封于密實(shí)袋中，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室于-20 ℃保存至分析。

樣品前處理采用本課題組建立的聯(lián)合前處理方法[10]。在此簡(jiǎn)述如下：凍干后的樣品除去礫石、樹(shù)根等雜物，經(jīng)瑪瑙研缽研磨過(guò)60目篩，置于棕色瓶中保存。準(zhǔn)確稱(chēng)取5 g沉積物，加入回收率指示物，用二氯甲烷抽提72 h，底瓶中加入活性銅片脫硫。樣品抽提液濃縮后轉(zhuǎn)換溶劑為正己烷，并經(jīng)過(guò)硅膠/氧化鋁凈化，收集目標(biāo)組分。各組分經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至約1 mL，再在柔和氮?dú)庀聺饪s至0.2 mL，加入內(nèi)標(biāo)六甲基苯，待儀器分析。其中，合成麝香[11]和OPs[9]通過(guò)GC-MS完成分析，PAHs和OCPs則通過(guò)GC-MS/MS完成定性定量分析[12]，各目標(biāo)化合物詳細(xì)的儀器分析條件和定性定量分析參數(shù)請(qǐng)見(jiàn)課題組相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

1.3 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

為減少干擾雜質(zhì)對(duì)目標(biāo)化合物的定性定量分析，在試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證措施。實(shí)驗(yàn)所用的玻璃器皿均經(jīng)重鉻酸鉀/濃硫酸洗液處理，再依次用自來(lái)水和去離子水沖洗，烘干后于450 ℃馬弗爐內(nèi)灼燒4 h，使用前再用甲醇、二氯甲烷和乙酸乙酯各蕩洗3次。在每批次樣品分析中加入方法空白、空白加標(biāo)、基質(zhì)加標(biāo)和平行樣，所有樣品中均加入5種氘代多環(huán)芳烴和d27-TBP作為回收率指示物，用以控制樣品處理中的損失與評(píng)估分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于萘揮發(fā)性較強(qiáng)，在本研究中未計(jì)算d8-Nap的回收率，d10-Dih、d10-Phe、d12-Chry和d12-Pery的回收率分別為76.2%±11.3%、94.4%±6.3%、65.9%±12.0%和67.8%±11.4 %，d27-TBP的回收率為119.1%±2.8%。部分空白樣品中檢出低于檢測(cè)限的Phe、HHCB、AHTN、TBP、TCEP和TCPP，其余化合物均未檢出。

在儀器分析時(shí)，每天進(jìn)實(shí)際樣品前先測(cè)試標(biāo)樣，與前一天標(biāo)樣響應(yīng)差別小于15%方可進(jìn)行實(shí)際樣品分析。各目標(biāo)化合物儀器檢測(cè)限(LOD)和定量限(LOQ)根據(jù)所使用儀器分別計(jì)算，其中合成麝香和OPs采用GC-MS完成定性定量分析，其LODs根據(jù)7次平行進(jìn)樣分析低濃度標(biāo)準(zhǔn)品(25.0 ng·mL-1)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)計(jì)算所得，方法定量限LOQ則定義為兩倍的LOD值[9]，研究結(jié)果顯示各目標(biāo)化合物儀器檢測(cè)限在0.19 ng·g-1～ 0.51 ng·g-1范圍。PAHs和OCPs經(jīng)GC-MS/MS完成分析，LOD定義為5倍信噪比(S/N)，LOQ定義為10倍信噪比，15種PAHs LOD為0.71～4.60 pg·g-1，7種OCPs 0.05～0.70 pg·g-1。

2 結(jié)果與討論(Results and discussion)

2.1 沉積物中污染物含量水平

表1中列出了各采樣點(diǎn)沉積物中各目標(biāo)化合物含量與分布。在所有沉積物中，均檢出萘分布(未列入表1)。由于萘揮發(fā)性較強(qiáng)，本研究未對(duì)萘進(jìn)行定量分析。

2.1.1 沉積物中PAHs分布

從表1中可以看出，所有采樣點(diǎn)沉積物中均檢出15種PAHs，但Σ15PAHs含量差別顯著，含量水平范圍為371 ng·g-1～2.53103ng·g-1。其中，YC和TG2個(gè)采樣點(diǎn)含量水平較高，較XM和CD高差不多一個(gè)數(shù)量級(jí)，與梅梁灣重污染區(qū)含量大致相當(dāng)，較太湖東部南部湖區(qū)沉積物含量水平稍高[13]，高于國(guó)內(nèi)大多數(shù)河流但低于珠江主干含量水平[5,13-16]。

在本研究中，我們也采用常見(jiàn)的診斷參數(shù)初步評(píng)估沉積物中PAHs主要來(lái)源。在這7個(gè)樣品中，Ant/Ant+Phe比值范圍為0.155～0.554，F(xiàn)lua/Flua+Pyr比值范圍為0.501～0.576，Ind/Ind+BghiP比值為0.463～0.518。這些診斷參數(shù)表明，該區(qū)域沉積物中PAHs主要來(lái)源于生物質(zhì)燃燒和化石原料的高溫裂解[17]。結(jié)果與已有的文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致[5,13,16]。

2.1.2 沉積物中合成麝香分布

所有樣品中均未檢出DPMI、ATII以及3種硝基麝香(MK、MA和MX)，所有樣品中均檢出低于檢測(cè)限的ADBI和AHMI，以及不同含量的HHCB(0.0792 ng·g-1～1.17 ng·g-1)和AHTN(0.123 ng·g-1～1.29 ng·g-1)，這與2009年太湖沉積物中含量水平大致相當(dāng)，且西部主要入湖口YC和TG含量水平要高于東部及湖心沉積物含量水平[18]。研究結(jié)果還表明，HHCB和AHTN是沉積物中合成麝香的主要組分，這與當(dāng)?shù)叵憔懔系氖褂媚Ｊ接嘘P(guān)；該組成模式與珠三角和上海地區(qū)相似，但含量水平則差異顯著。珠江主干流經(jīng)人口稠密的廣州市，大量生活污水直接/間接排放進(jìn)入珠江水體，導(dǎo)致了珠江沉積物中高含量的HHCB(33.5 ng·g-1～121 ng·g-1)和AHTN(17.7 ng·g-1～42.5 ng·g-1)；而西江流經(jīng)大面積的農(nóng)村地區(qū)，受居民生活影響較小，沉積物中HHCB(2.58 ng·g-1～3.24 ng·g-1)和AHTN(3.14 ng·g-1～3.92 ng·g-1)含量水平與本研究結(jié)果大致相當(dāng)[11]。上海老城區(qū)人口密集，上百年來(lái)生活污水直接排放進(jìn)入蘇州河，沉積物中HHCB高達(dá)56.9 ng·g-1～552 ng·g-1，AHTN達(dá)到25.8 ng·g-1～117 ng·g-1[19]。自2007年太湖藍(lán)藻爆發(fā)后，太湖流域各級(jí)政府和太湖管理局下大力氣治理太湖污染，控制污水入湖[18]。太湖沉積物中合成麝香顯著低于直接受到生活污水排放影響的珠江以及蘇州河，說(shuō)明當(dāng)?shù)卣匚廴牒招黠@。

注：ND，表示未檢出；LOD，表示低于檢測(cè)限。

Note: ND, not detected; LOD, below the limits of detection.

2.1.3 沉積物中OCPs分布

所有沉積物中均檢測(cè)出不同含量的HCHs和DDTs，其中，HCHs含量水平為0.310 ng·g-1～1.11 ng·g-1，DDTs含量為0.551 ng·g-1～6.40 ng·g-1。太湖沉積物中HCHs含量低于珠三角沉積物含量，與遼河沉積物以及2009年太湖其他湖區(qū)沉積物含量水平大致相當(dāng)；而DDTs含量顯著低于珠三角而與遼河沉積物相當(dāng)，但要明顯高于2000年監(jiān)測(cè)結(jié)果[13,20-21]。

在研究區(qū)域7個(gè)沉積物樣品中，β-HCH是主要的HCHs異構(gòu)體，含量范圍為0.175 ng·g-1～0.598 ng·g-1，高值點(diǎn)出現(xiàn)在ShD；所有樣品中均檢出較低含量的γ-HCH(0.0174 ng·g-1～0.0957 ng·g-1)。 此外，沉積物中α-HCH/γ-HCH比值在1.42～4.78，低于工業(yè)品HCHs中異構(gòu)體比值(3～7)，HCHs也顯著偏離工業(yè)林丹中異構(gòu)體比值(γ-HCH含量>99%)。我們由此可以推測(cè)，太湖西部沉積物中HCHs主要來(lái)源于歷史殘留，且部分異構(gòu)體轉(zhuǎn)化為了最穩(wěn)定和最難降解的β-HCH；同時(shí)還有一定量的林丹輸入[13,20]。

所有樣品中檢出p, p’-DDT(0.0750 ng·g-1～1.69 ng·g-1)、p, p’-DDD(0.145 ng·g-1～1.46 ng·g-1)和p, p’-DDE(0.331 ng·g-1～5.44 ng·g-1)，高值點(diǎn)出現(xiàn)在YC以及ShD。一般來(lái)說(shuō)，DDT在厭氧環(huán)境下降解生成DDD，在氧化條件下降解生成DDE。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)DDE是DDTs的主要組分，同時(shí)DDD/DDE比值為0.100～0.682，表明了研究區(qū)域沉積物中DDT有一定程度好氧生物降解；而樣品的(DDD+DDE)/DDTs比值均大于0.5，表明沉積物中DDTs主要來(lái)源于歷史殘留，主要為入湖河流攜帶的農(nóng)田土壤中殘留，研究結(jié)果與此前文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致[13,21]。

2.1.4 沉積物中OPs分布

各樣品中均檢出了6種OPs目標(biāo)化合物，∑OPs含量為1.63 ng·g-1～21.9 ng·g-1(均值9.96 ng·g-1)，含量水平差異較為顯著。YC、TG和ShD 3個(gè)樣品中OPs含量要高于太湖飲用水源地沉積物中OPs含量[9]和大伙房水庫(kù)沉積物含量[22]，但低于部分珠三角水源地[23]和珠江沉積物[24]中OPs含量水平。

這7個(gè)樣品中OPs各單體組成也不盡相同，大致來(lái)看TCPP(均值3.32 ng·g-1)和TCEP(均值2.40 ng·g-1)是主要污染物，分布規(guī)律與太湖水源地沉積物中OPs分布規(guī)律相異，與珠三角河流沉積物(包括珠三角水源)和大伙房水庫(kù)均不相同[9,22-24]，這可能與其在各地用途用量有關(guān)。

2.2 沉積物中污染物時(shí)空分布特征

總體而言，研究區(qū)域7個(gè)沉積物樣品中幾類(lèi)化合物含量差異較大，且峰值出現(xiàn)在不同的采樣點(diǎn)。圖1示出了研究區(qū)域沉積物中合成麝香、PAHs、OPs和OCPs的空間分布。

從圖中可以看出，位于浙江省內(nèi)的3個(gè)采樣點(diǎn)(CD、CX和XM)，除長(zhǎng)興港PAHs含量(1.90103ng·g-1)較高以外，其余幾類(lèi)污染物的含量均處于較低水平；高含量的目標(biāo)污染物均出現(xiàn)在其余的采樣點(diǎn)，例如：合成麝香和OPs最高值位于YC(分別為2.46 ng·g-1和21.9 ng·g-1)，其次為T(mén)G(分別為2.28 ng·g-1和15.4 ng·g-1)；PAHs高值點(diǎn)分別位于TG(2.53103ng·g-1)和YC(2.45103ng·g-1)；OCPs高值點(diǎn)位于ShD(7.34 ng·g-1)和YC(6.64 ng·g-1)。陳雷等[4]發(fā)現(xiàn)，殷村港、社瀆港以及大浦港等河口沉積物中總磷、總氮以及總有機(jī)質(zhì)累積明顯，其主要為工業(yè)污染和農(nóng)業(yè)污染，也是太湖水體中重要的污染輸入來(lái)源。本研究中幾種污染物的分布規(guī)律與陳雷等報(bào)道的河口沉積物中總有機(jī)質(zhì)、總氮總磷分布規(guī)律相似。

太滆運(yùn)河是貫通滆湖和太湖的主要水力通道，是太湖的主要入湖河流之一，流經(jīng)武進(jìn)高新區(qū)和2個(gè)工業(yè)集中區(qū)，產(chǎn)業(yè)主要包括紡織、電鍍、醫(yī)藥和化工生產(chǎn)等行業(yè)[25]；社瀆港流域也分布大量的工業(yè)企業(yè)，包括電器機(jī)械、器械制造和壓延加工等，工業(yè)廢水是社瀆港流域污染物的主要貢獻(xiàn)者[26]；宜興市大浦鎮(zhèn)為宜興市工業(yè)十強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，沿河岸修建了化工企業(yè)100多家，主要包括石油助劑、生物制劑等，因此我們推測(cè)沉積物中高含量的PAHs和OPs可能主要來(lái)源于流域內(nèi)的工業(yè)廢水[17,27]。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，太滆運(yùn)河流域城市化進(jìn)程加快，城鎮(zhèn)生活污水對(duì)流域水體污染加劇[25]，雖然在嚴(yán)格污染排放管控措施之下[18]，作為生活污水的標(biāo)志物，沉積物樣品中HHCB和AHTN分布已經(jīng)表明，依然有較大量的生活污水通過(guò)殷村港和太滆港輸入太湖。滆湖和長(zhǎng)蕩湖沿岸農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，化肥和農(nóng)藥用量高，農(nóng)業(yè)面源污染明顯，地表徑流以及農(nóng)田土壤改造是流域水體中OCPs的重要來(lái)源[25]。

尤其值得我們主意的是，ShD樣品中測(cè)得最高含量的TCEP(6.10 ng·g-1)，YC樣品中檢測(cè)出最高含量的TCPP(7.78 ng·g-1)和TDCPP(3.87 ng·g-1)，含量均高于太湖梅梁灣和貢湖沉積物[9]，也高于本次研究中其余采樣點(diǎn)，呈現(xiàn)出明顯的點(diǎn)源排放特征。此外，ShD中TCEP含量已經(jīng)與珠三角重污染區(qū)含量水平相當(dāng)[23-24]。由于TCEP和TCPP具有較高的水溶解度(分別為7 000 mg·L-1和1 100 mg·L-1)和親水性(LogKow分別為1.44和2.59)，這些難降解的含氯磷酸酯主要分布在水相中[28]。因此我們完全可以推測(cè)：大量含氯OPs隨著入湖河流通過(guò)社瀆港、太滆港、殷村港輸入太湖。太湖作為周邊居民的飲用水源，居民通過(guò)飲用水暴露OPs的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)需要引起管理部門(mén)高度關(guān)注。

圖1 太湖污染物空間分布Fig. 1 Spatial distribution of organic pollutants in Taihu Lake

浙江省內(nèi)環(huán)太湖河道主要包括苕溪水系、長(zhǎng)興水系和東部平原河流，其中苕溪水系流經(jīng)湖州后主要通過(guò)長(zhǎng)兜港以及小梅港進(jìn)入太湖，而長(zhǎng)興水系則主要通過(guò)長(zhǎng)興港等進(jìn)入太湖。就水文年度而言，浙江省內(nèi)幾乎所有環(huán)湖河流均為雙向河道，入湖/出湖水量受各水系流域降雨影響，汛期主要以出湖為主。尤其是自2002年啟動(dòng)引江濟(jì)太工程后，太湖水位升高導(dǎo)致了出湖流量明顯增加。同時(shí)，太湖作為淺水型湖泊，在風(fēng)浪作用下沉積物易再懸浮，顆粒物隨出湖河流輸出。以2009年為例，太湖南部湖區(qū)與東部湖區(qū)出水通量相當(dāng)，但是南部湖區(qū)(包括小梅港和長(zhǎng)兜港)懸浮顆粒物占總出湖量的80%，COD、總氮和總磷等污染物也以輸出為主[1,3]。因此，我們推測(cè)疏水性較強(qiáng)的污染物也易隨著顆粒物輸出，這可能也是本研究中浙江省內(nèi)3個(gè)采樣點(diǎn)污染物相對(duì)較低的一個(gè)重要原因。

綜上所述，太湖西部入湖口沉積物中多種污染物分布廣泛，但含量水平差異較大。其中，PAHs含量371 ng·g-1～2.53103ng·g-1，診斷參數(shù)表明PAHs主要來(lái)源于生物質(zhì)燃燒和化石燃料高溫裂解。9種合成麝香目標(biāo)化合物僅檢出4種多環(huán)麝香，主要組分為HHCB和AHTN，它們指示了生活污水輸入對(duì)太湖水體的潛在影響。所有樣品中均檢測(cè)出OPs，總量范圍為1.63 ng·g-1～21.9 ng·g-1，顯著的高值點(diǎn)顯示出明顯的點(diǎn)源排放特征。沉積物中檢出一定含量的HCHs和DDTs，其中β-HCH是主要成分，診斷參數(shù)指示它們主要來(lái)源于歷史殘留。

從空間分布看，位于太滆流域的幾個(gè)入湖口(YC、TG、ShD和DP)沉積物中多種污染物含量均較高；而浙江省轄區(qū)內(nèi)環(huán)湖河道3個(gè)入湖口沉積物(CX、CD和XM)中含量均較低。太滆運(yùn)河流域內(nèi)工業(yè)發(fā)達(dá)，人口也較為密集，集水區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水和生活污水可能是PAHs、合成麝香以及OPs重要來(lái)源。苕溪水系多為雙向河流，太湖高水位期間，風(fēng)浪沖刷下顆粒物再懸浮并隨出湖水流流出，部分吸附于顆粒物上的有機(jī)污染物也隨之流出太湖。

[1] 燕姝雯, 余輝, 張璐璐, 等. 2009年環(huán)太湖入出湖河流水量及污染負(fù)荷通量[J]. 湖泊科學(xué), 2011(6): 855-862

Yan Z W, Yu H, Zhang L L, et al. Water quantity and pollutant fluxes of inflow and outflow rivers of Lake Taihu, 2009 [J]. Journal of Lake Sciences, 2011(6): 855-862 (in Chinese)

[2] 馬倩, 馮昕. 河道入湖污染物量計(jì)算精度分析[J]. 湖泊科學(xué), 2012(5): 663-666

Ma Q, Feng X.Calculation precision of pollutant load of rivers [J]. Journal of Lake Sciences, 2012(5): 663-666 (in Chinese)

[3] 何錫君, 王貝, 劉光裕, 等. 2010-2011水文年浙江省環(huán)太湖河道水質(zhì)水量及污染物通量[J]. 湖泊科學(xué), 2012(5): 658-662

He X J, Wang B, Liu G Y, et al. Water quality, quantity and pollutant fluxes variations of the rivers surrounding Lake Taihu in Zhejiang Province during hydrological year of 2010-2011 [J]. Journal of Lake Sciences, 2012(5): 658-662 (in Chinese)

[4] 陳雷, 遠(yuǎn)野, 盧少勇, 等. 環(huán)太湖主要入出湖口表層沉積物污染特征研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2011, 27(1): 294-299

Chen L, Yuan Y, Lu S Y, et al. The analysis of pollutant characteristics in surface sediments of the stream inlets and outlets of the main rivers around Taihu Lake [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(1): 294-299 (in Chinese)

[5] Qiao M, Wang C, Huang S, et al. Composition, sources, and potential toxicological significance of PAHs in the surface sediments of the Meiliang Bay, Taihu Lake, China [J]. Environment International, 2006, 32(1): 28-33

[6] Qiu X, Zhu T, Hu J. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and other flame retardants in the atmosphere and water from Taihu Lake, East China [J]. Chemosphere, 2010, 80(10): 1207-1212

[7] Zhao Z, Zhang L, Wu J, et al. Distribution and bioaccumulation of organochlorine pesticides in surface sediments and benthic organisms from Taihu Lake, China [J]. Chemosphere, 2009, 77(9): 1191-1198

[8] Wang H, Wang C, Wu W, et al. Persistent organic pollutants in water and surface sediments of Taihu Lake, China and risk assessment [J]. Chemosphere, 2003, 50(4): 557-562

[9] Cao S X, Zeng X Y, Song H, et al. Levels and distributions of organophosphate flame retardants and plasticizers in sediment from Taihu Lake, China [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2012, 31(7): 1478-1484

[10] 何麗雄. 典型污水處理廠(chǎng)和河流沉積物中有機(jī)磷酸酯的分布與歸趨的初步研究[D]. 北京: 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 2014: 20-26

He L X. Preliminary study on the occurrence and fate of organoposphate esters in typical wastewater treatment plants and river sediment [D]. Beijing: University of Chinese Academy of Science, 2014: 20-26 (in Chinese)

[11] Zeng X Y, Mai B X, Sheng G Y, et al. Distribution of polycyclic musks in surface sediments from the Pearl River Delta and Macao coastal region, South China [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2008, 27(1): 18-23

[12] 劉志陽(yáng). 武漢室內(nèi)灰塵中典型持久性有機(jī)物的污染特征及人體暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D]. 北京: 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 2015: 22-25

Liu Z Y. The pollution characteristics and health risk assessment of typical persistent organic pollutants in indoor dust in Wuhan [D]. Beijing: University of Chinese Academy of Science, 2015: 22-25 (in Chinese)

[13] 劉楠楠, 陳鵬, 朱淑貞, 等. 遼河和太湖沉積物中PAHs和OCPs的分布特征與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2011, 31(2): 293-300

Liu N N, Chen P, Zhu S Z, et al. Distribution characteratics of PAHs and OCPs in sediments of Liaohe River and Taihu Lake and their risk evaluation based on sediment quality criteria [J]. China Environmental Science, 2011, 31(2): 293-300 (in Chinese)

[14] 喬敏, 黃圣彪, 朱永官, 等. 太湖梅梁灣沉積物中多環(huán)芳烴的生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2007, 2(4): 456-463

Qiao M, Huang S B, Zhu Y G, et al. Ecological risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment s of Meiliang Bay, Taihu Lake [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2007, 2(4): 456-463 (in Chinese)

[15] Mai B X, Fu J M, Sheng G Y, et al. Chlorinated and polycyclic aromatic hydrocarbons in riverine and estrine sediments from Pearl River Delta, China [J]. Environmental Pollution, 2002, 117(3): 457-474

[16] 陳燕燕, 尹穎, 王曉蓉, 等. 太湖表層沉積物中PAHs和PCBs的分布及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2009, 29(2): 118-124

Chen Y Y, Yin Y, Wang X R, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyl in surface sediments of Taihu Lake: The distribution, sources and risk assessment [J]. China Environmental Science, 2009, 29(2): 118-124 (in Chinese)

[17] Yunker M B, Macdonald R W, Vingarzan R, et al. PAHs in the Fraser River basin: A critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition [J]. Organic Geochemistry, 2002, 33(4): 489-515

[18] Che J S, Yu R P, Song Q, et al. Determination of synthetic musks in the sediment of the Taihu Lake by using accelerated solvent extraction (ASE) and GC/MS [J]. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2011, 91(4): 387-399

[19] 曾祥英, 張曉嵐, 錢(qián)光人, 等. 蘇州河沉積物中多環(huán)麝香分布特點(diǎn)的初步研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 28(1): 180-184

Zeng X Y, Zhang X L, Qian G R, et al. Preliminary study on the occurrence and distribution of polycyclic musks in sediments from Suzhou creek [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008, 28(1): 180-184 (in Chinese)

[20] 羅孝俊, 陳社軍, 麥碧嫻, 等. 珠江三角洲河流及南海近海區(qū)域表層沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量及分布[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 25(9): 1272-1279

Luo X J, Chen S J, Mai B X, et al. Distribution of organochlorine pesticites (OCPs) in surface sediments in Pearl River Delta and its adjacent coastal areas of South China Sea [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2005, 25(9): 1272-1279 (in Chinese)

[21] 袁旭音, 王禹, 陳駿, 等. 太湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 環(huán)境科學(xué), 2003, 24(1): 121-125

Yuan X Y, Wang Y, Chen J, et al. Organochlorine residues of sediments in Taihu Lake and its risk evaluation [J]. Environmental Science, 2003, 24(1): 121-125 (in Chinese)

[22] 劉靜, 曾祥英, 于志強(qiáng), 等. 超聲提取/固相萃取測(cè)定固體介質(zhì)中合成麝香及有機(jī)磷酸酯阻燃劑/增塑劑[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào), 2016, 35(1): 61-67

Liu J, Zeng X Y, Yu Z Q, et al. Determination of synthetic musks and organophosphate flame retardants/plasticizers in solid phase by ultrasound-assisted extraction coupled with solid phase extraction [J]. Journal of Instrumental Analysis, 2016, 35(1): 61-67 (in Chinese)

[23] 曹曙霞. 典型環(huán)境中有機(jī)磷酸酯阻燃劑和增塑劑的污染現(xiàn)狀初步研究[D]. 北京: 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 2012: 71-72

Cao S X. Preliminary study on the levels and distribution of organophosphate flame retardants and plasticizers in typical environments [D]. Beijing: University of Chinese Academy of Science, 2012: 71-72 (in Chinese)

[24] 阮偉, 譚曉欣, 羅孝俊, 等. 東江表層沉積物中的有機(jī)磷系阻燃劑[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2014(9): 2394-2400

Ruan W, Tan X X, Luo X J, et al. Organophosphorus flame retardants in surface sediments from Dongjiang River [J]. China Environmental Science, 2014(9): 2394-2400 (in Chinese)

[25] 張文藝, 韓有法, 陸麗巧, 等. 太滆運(yùn)河流域水環(huán)境污染解析[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2012(9): 47-50

Zhang W Y, Han Y F, Lu L Q, et al. An analysis of water environmental pollution in the Taige Canal Watershed [J]. China Rural Water and Hydropower, 2012(9): 47-50 (in Chinese)

[26] 趙小風(fēng), 黃賢金. 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的流域水環(huán)境響應(yīng)研究—以社瀆港流域?yàn)槔齕J]. 環(huán)境污染與控制, 2010, 32(1): 9-13, 19

Zhao X F, Huang X J. Response of water environment to industrial structure evolvement: A case in Shedu River Basin [J]. Environmental Pollution & Control, 2010, 32(1): 9-13, 19 (in Chinese)

[27] 田自強(qiáng), 韓梅, 張雷. 西太湖河網(wǎng)區(qū)恢復(fù)與退化河岸帶濕地生態(tài)及水環(huán)境功能比較[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2007, 27(7): 2812-2822

Tian Z Q, Han M, Zhang L. The comparison of ecological and environmental functions of restored and degraded riparian wetlands in the retiform fluvial region of West Taihu Lake [J]. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(7): 2812-2822 (in Chinese)

[28] Zeng X Y, He L X, Cao S X, et al. Occurrence and distribution of organophosphate flame retardants/plasticizers in wastewater treatment plant sludges from the Pearl River Delta, China [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2014, 33(8): 1720-1725

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Occurrence of Organic Pollutants in Sediments from Several River Mouths in Western Part of Taihu Lake and Their Potential Environmental Significance

Zeng Xiangying1,*, Liu Jing1,2, He Lixiong3, Liu Zhiyang4, Yu Zhiqiang1, Sheng Guoying1, Fu Jiamo1

1. State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Guangdong Key Laboratory of Environmental Protection and Resources Utilization, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 3. Guangzhou Hexin Analytical Instrument Co Ltd, Guangzhou 510530， China 4. Institute of Atmospheric Environment, Guangdong Provincial Academy of Environmental Science, Guangzhou 510045， China

Water quality of Taihu Lake, serving as industrial and agricultural use as well as drinking water resource for inhabitants surrounding Taihu Lake, is of great concern. Seven sediments from the Western part of Taihu Lake adjacent to several river mouths were collected and analyzed for their occurrence and concentrations of four groups of organic pollutants, including synthetic musks, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), organophosphate esters (OPs) and organochlorine pesticides (OCPs). Most of the targeted compounds were frequently detected in sediments with concentrations varying significantly. Levels of Σ15PAHs were in the range of 371 n·g-1～2.53103ng·g-1, which were originated mainly from biomass burning and fuel pyrolysis. Four synthetic musks were detected with HHCB (0.0792 ng·g-1～1.17 ng·g-1) and AHTN (0.123 ng·g-1～1.29 ng·g-1) as main components, which indicated that surface water in the Taihu Lake was polluted by domestic sewage. Six OPs analytes were measured at concentrations ranged from 1.63 ng·g-1to 21.9 ng·g-1, with TCPP and TCEP as dominant ones. Meanwhile, OCPs were found in all the sediments, with the concentrations of DDTs and HCHs varied in the range of 0.551 ng·g-1～6.40 ng·g-1and 0.310 ng·g-1～1.11 ng·g-1, respectively. The results indicated that concentrations of these pollutants in sediments adjacent to Taige Canal were higher than those located in Zhejiang Province.

Taihu Lake; sediments; synthetic musks; PAHs; OPs; OCPs

10.7524/AJE.1673-5897.20151014005

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No. 41373107)；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014B030301060)

曾祥英(1968-)，女，博士，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境毒害污染物及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，E-mail: zengxy@gig.ac.cn

2015-10-14 錄用日期：2015-11-16

1673-5897(2016)2-465-08

X171.5

A

簡(jiǎn)介：曾祥英(1968-)，女，博士，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境毒害污染物及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

曾祥英，劉靜，何麗雄, 等. 太湖西部入湖口沉積物中有機(jī)物分布及其潛在指示意義[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2016, 11(2): 465-472

Zeng X Y, Liu J, He L X, et al. Occurrence of organic pollutants in sediments from several river mouths in western part of Taihu Lake and their potential environmental significance [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2016, 11(2): 465-472 (in Chinese)