广西大掌硕士掌位论文钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险评价的特性和研究区域地理气候等分析其空间分布和可能来源

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      广西大掌硕士掌位论文钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险评价的特性和研究区域地理气候等分析其空间分布和可能来源 根据沉积物风险评价标准对沉积物中的 进行潜在环境风险评价 研究本地区 的残留特性。 研究目的和意义钦州湾是北部湾的重要组成部分 其是多种经济鱼类的主要产卵场和育幼场 被称为“中国的大蚝之乡” 同时钦州湾还是国家濒危保护动物白海豚的栖息地 具有重要的资源价值和生态功能。随着 年国家批准颁布实施了《广西北部湾经济区发展规划》 钦州湾毗邻地区进入了飞速发展阶段。随着经济的快速发展 钦州湾毗邻地区的土地被大规模的开发和二次利用 使残留在土壤中的持久性有机污染物重新进入到环境中 并通过土壤径流、大气沉降等途径进入到沿岸河流及近海沉积物中 从而导致钦州湾海域资源、环境结构发生了较大变化 生态环境面临前所未有的威胁。目前 对于钦州湾海域的生态环境的研究已开展了不少 但研究的内容主要为水化学基本指标、富营养化和重金属 对于 的研究则非常匮乏。 具有长期残留性的特点 可以在环境中长期存在 残留在土壤中的 可以通过土壤的复垦和开发利用重新进入环境中 同时通过土壤径流最终进入到河口及其近海海域中 最终累积到沉积物中。因此 研究河口及海湾地带沉积物中的 的残留现状具有重要的意义。本文选择钦州湾及其入海河流作为重点研究对象 通过系统的野外勘察采样、实验分析 对该地区中的 进行定性和定量研究 查明该地区的 污染现状与分布格局 通过组分分析判定其来源 并评价其对环境、生态系统和生物健康的潜在风险。研究成果不仅有利于掌握钦州湾近岸海域 的污染情况 而且也为政府部门对于环境的治理和管理提供理论依据和技术支持 具有重要的理论和现实意义。钦州湾近岸海域沉积物有机氯 农药分布、来源及风险评价第二章实验部分 研究区域概况 钦州湾自然地理概况钦州湾位于北部湾的北部 位于北纬 之间东以犀牛脚半岛南面的大面墩、西以企沙半岛的天堂角间的连线为其南界 湾内岛屿棋布 港汊众多。钦州湾由内湾 狭义的钦州湾构成 内湾和外湾之间只有一条狭窄的龙门水道相连 三面环陆地 只有南面与北部湾海域相通【 纵深全湾岸线长 海湾面积约为 是中国南海北部湾中最大的一个海湾【”】。钦州湾深水区位于青菜头至亚公山之间 水深 。内湾茅尾海有钦江、茅岭江注入。两条河流携带大量泥沙在河口区附近沉积而不断向茅尾海推进前展 形成了水下复合三角洲 滩涂宽达 面积达 。外湾有金鼓江、大风江注入 外湾两侧伸入陆地的港汊亦形成有 的滩涂。外湾中部钦州港、龙门港一带以南水面宽阔 水深条件良好 泥沙回於少 避风条件好 是建设港口和发展港口运输业的优良场所。 钦州湾水文情况钦州湾沿岸有钦江、茅岭江、金鼓江和大风江注入 河流含沙量较大 滩涂广阔。钦江发源于灵山县罗阳山 近似直线由东北向西南贯穿灵山、钦州 于钦州市附近呈网状流入茅尾海。河长 流域面积 年均径流量为 年均输沙量为 夏季输沙量占年均输沙量的 冬季的约占 。茅岭江发源于钦州市龙门村 由北向南流经钦州 于防城县茅岭处流入茅尾海 流域面积年均径流量为 年均输沙量为 夏季输沙量占年均输沙量的 冬季的约占 。大风江发源于灵山县伯劳乡万利村 由北向南至钦州市平银林场突然成 流域面积年均径流量为 年均输沙量为 。钦州湾属亚热带海洋气候。由于太阳辐射、季风环流和地理因素的共同作用 气候具有季风明显、干湿分明、冬暖夏凉、灾害性天气较多等的特点。钦州湾年平局气温 最低温出现在 月份 平局气温为 最高温出现在 月份 平均气温为 全年降雨多集中在 月份。在夏季 钦州湾内表层水温均在 范围内 分布特点为河口区高 广西大掌硕士学位论文钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险评价外湾西部沿岸的水温高于东部沿岸的钦州湾内表层水体的盐度变化较大 水平变幅达 湾口盐度最高而湾颈处最低 水平分布特点为内湾大于外湾。在冬季 钦州湾表层水温在 之间内湾的水温分布特点为由北向南降低 外湾水温变化不大。冬季表层水体中的盐度变化不大 分布特点与夏季基本相同。钦州湾的潮汐属于不规则全日潮流 最大潮差为 潮汐的特征为落潮的流速大于涨潮的流速 西部的最大涨落潮流速大于东部 夏季的大于冬季 涨落潮的最大流速出现在龙门水道附近【 】。钦州湾海浪以风浪为主 风浪在夏秋季节影响最大。在 平均周期秒左右。最大波高可达 常出现在夏、秋台风影响季节。钦州湾的研究情况钦州湾是中国南海北部湾中最大的一个海湾 该湾各种经济鱼类资源丰富 沿岸生长着大片的红树林。同时 钦州湾也是有着“海上大熊猫’’称号的中华白海豚的栖息地。自从广西北部湾大开发以来 钦州湾沿岸港口、临海工业迅速发展 钦州湾的生态环境日益恶化。目前 对于钦州湾生态环境的研究已有许多报道 但研究的内容主要集中于水体富营养化、水化学基本指标及重金属的研究上 关于持久性有机污染物的研究很少有涉及。张晨晓等【 年对钦州湾表层海水的水质进行了分析和评价结果表明 钦州港海域海水水质状态良好 水质指标均在国家二类海水水质标准之上 其中 指标达到国家一类海水水质标准评价结果表明钦州湾海水未达到富营养化状态。韦蔓新等【 年调查研究了钦州三娘湾营养盐的分布和化学特性结果表明 三娘湾水域的营养水平不高 无机氮的含量远低于北海湾和钦州湾的的含量 但高于铁山港的含量 而其无机磷含量与北海湾、钦州湾和铁山港的含量相差不大 在营养盐分布上 无机氮的含量由东北向西南逐步递减 而无机磷则表现为东南远岸高 沿着西北沿岸逐步降低 三娘湾大部分水域都处于相对缺磷的状态。徐敏等【 】分析了近 年来钦州湾表层海水中无机氮和磷酸盐的年均浓度和平面分布的变化规律。结果表明 无机氮的年均浓度呈波动上升的趋势 硝酸盐氮是无机氮中的最主要成分 磷酸盐的年均浓度则呈下降的趋势 营养盐浓度分布呈现自茅尾海至钦州湾口递减的趋势 入海河流携带的营养盐是钦州湾表层海水中营养盐的最主要来源。与此同时 随着沿海经济的快速发展 沿海城市工业废水和生活污水的大量排放 近海地区重金属污染物的污染正在不断的增加【 引。纳入水体的重金属大部分在物理沉钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险 价淀、化学吸附等作用下迅速由水相转入沉积相 因此 沉积物成为了水体重金属的累积库‘ 也是水环境重金属污染的指示剂 能够反映水系重金属污染状况 的含量并运用 沉积物重金属潜在生态危害指数法对它们进行了评价 结果表明 所测重金属的含量均在国家一类国家标准值的范围内 茅尾海的重金属含量较低 运用潜在生态危害指数法的评价结果表明茅尾海表层沉积物中的重金属的潜在生态危害较低 生态环境良好。夏真【 】根据海底表层沉积物和柱状样品测试资料 分析了钦州湾海底沉积物中有害元素 的平面分布和垂向分布特征 研究结果表明钦州湾沉积物中的 污染主要来自于船舶影响 在平面分布上 的含量在口门外最高 在外海则呈现逐渐降低的趋势 垂直分布特征表明大约在 年前 钦州湾开始受人类活动的影响 到了大约 年前人类活动影响加剧 此次研究结果表明目前钦州湾的环境状态良好 但环境已经开始受到人类活动的影响。张少峰等【 的污染现状和潜在风险结果表明 沉积物中 沉积物中的重金属主要受水位动力分选、河流输入、生活污水和工业废物排放的影响单因子指数法的评价结果表明沉积物中的重金属污染属较低到中等污染水平 潜在生态风险指数法表明钦州湾沉积物种的重金属属于低潜在生态危害的范畴。刘保良等畔】对钦州市钦江入海排污口邻近海域表层沉积物中 的富集状况和生态风险进行了分析结果表明 沉积物中 的含量最高 的含量最低 种重金属的富集系数都小于富集程度较低 潜在生态风向指数法评价结果表明 中重金属的生态风险都属于低生态危害的范畴。杨斌等【 的分布特征结果表明 高浓度的重金属出现在近岸江口和港口区内 钦州湾海域表层海水中的重金属主要是受人类活动输入的影响 钦州湾表层海水重金属含量均未超过国家一类海水水质标准 水质状况良好。吴祥庆等【 】研究发现钦州湾近江牡蛎 近江牡蛎受的污染较严重 的污染较轻。与国内其他海域内的生物体含量相比钦州湾近江牡蛎 污染处于低污染水平。表层沉积物样品采集 利用定位 应用网格布点的方法 个表层沉积物样品利用挖钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险评 个表层沉积物样品包括个入海河流样品 。具体的采样点的情况见表采样点分布如图 所示。采样后将样品带回实验室 保存至分析。样品的实验室分析 实验材料与仪器准备玻璃器皿 平地烧瓶、索氏提取器、 样品瓶、 细胞瓶、 内径 玻璃柱、滴管等。玻璃器皿均经过洗液洗涤 用自来水冲洗干净再用去离子水润洗 所有玻璃器皿用锡箔纸包好磨砂口然后放入烘箱在 下干燥 再经过马弗炉 灼烧 。使用前经少许二氯甲烷冲洗 次。有机氯农药标准样品 种有机氯农药 滴滴涕 六六六、卢六六六 、反式环氧七氯、顺式氯丹 、反式氯丹 组成的混合标样购白美国 公司。回收率指示物为 四氯间二甲苯 内标为。有机试剂 本实验主要使用的有机试剂有二氯甲烷、正已烷和丙酮等 它们均为色谱纯级 购自德国的 公司。硅胶 的马弗炉中活化小时 进行 的活化蒸馏水去活化后 放在密闭干燥器中静置保存。硫酸硅胶 称取一定量的去活化后的硅胶 比例在硅胶中分次加入分析纯浓硫酸 每次加入浓硫酸后摇晃使之均匀 加完浓硫酸均匀后放入干燥皿一天后待用。中性氧化铝 下活化小时 然后加入 的蒸馏水去活化 密封静置 。纯铜片 纯度 厚度 把铜片剪成小块 在使用之前先经过 的稀盐酸清洗后再用蒸馏水反复清洗 快速风干后再经过丙酮和二氯甲烷分别清洗 遍。无水硫酸钠 为分析纯级 使用前在马弗炉中 再在密闭容器中保存。滤纸二氯甲烷索氏抽提 干燥备用。表钦州湾近岸海域表层沉积物采样点分布概况 区域采样点纬度经度水深 广西大掌硕士掌位论文钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及丛堕谴堕图钦州湾近岸海域表层沉积物采样位置分布图 样品前处理样品在真空冷冻干燥机中冷冻干燥小时后 去除贝壳残片、植物残体等杂质 研磨后过 目筛。准确称取 沉积物样品 用滤纸包裹 加入回收率指示物 并加入铜片 经二氯甲烷索氏抽提 然后在旋转蒸发仪 温度 转数 中浓缩至左右 随后转换溶剂为正己烷 浓缩至约 。浓缩液通过氧化铝填充柱净化 填充柱内从柱底部往上依次装入去活化 半公分 去活化硅胶 公分 硫酸硅胶 公分 一点点无水硫酸钠。用 正己烷 氯甲烷 淋洗有机氯农药组分 后将洗脱液旋转蒸发浓缩、定容至 再经高纯氮气柔和氮吹至 分析 样品的测定的测定有机氯农药的定量分析由 气相色谱仪 电子捕获检测器完成。色谱柱为 硅胶毛细管柱 。氦气为载气 流速 进样体积 此。采用不分流进样的进样方式。进样器和检测器的温度分别为 。升温程序初始温度 保持接着以 的速率升温至保留 。钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、来源及风险 有机碳的测定沉积物样品在去除杂质后研磨过 左右样品先用 稀盐酸反复浸泡 水洗后将样品在下隔夜烘干 平衡至恒重 然后用元素分析仪 测定碳的百分含量 最后根据得出的数据计算出样品中的有机碳含量 质量控制质量保证 实验过程中的质量控 质量保证 措施参照 方法。每个样品在索式抽提前都加入示踪标样 。同时在实验过程中加入方法空白样 与实际样品应用同样的分析流程。方法空白样中没有检出所要测定的目标化合物。广西大学硕士学位论文钦州湾近岸海域沉积物有机氯农药分布、壅塑丛丛堕堡堕第三章钦州湾近岸海域沉积物 的含量与分布特征 钦州湾表层沉积物中 的含量水平与分布特征 钦州湾表层沉积物中 的含量水平钦州湾表层沉积物中 的含量分布如表 所示。共测定了 、反式氯丹、顺式氯丹 、反式环氧七氯、甲氧滴滴涕 的检出率为只在一个点处未检出 的检出率为 的检出率为的检出率为 的检出率为的检出率为 的检出率则相对较低的检出率为 的检出率为 。如表 所示 钦州湾表层沉积物中 的含量范围为 平均值为 。在所测的 组分中 是的含量最高 是研究区域内最主要的污染物 其含量范围为 平均值为 占各个采样点中 总浓度的 其次是氯丹 平均值为 平均值为的含量 剩余物质的含量处于相对较低的水平。钦州湾表层沉积物中 的含量远高于 的含量 这一方面可能跟这两种农药在研究区域内的使用量有关 另一方面则可能是由于他们不同的物理化学性质造成的。 的水溶性和蒸汽压要比 同时的亲脂性和颗粒物的吸附能力也相对较低 并且 也更容易被生物降解【 因此沉积物中的更易降解和脱离 从而造成了沉积物中的 的含量要比 的含量低。与国内外其他海湾沉积物中的 的含量比较 钦州湾表层沉积物中的含量与毗邻的中国南海大亚湾和越南沿海沉积物中的含量相当 远高于中国渤海湾、中国乐清湾、中国东海、中国三门湾、中国莱州湾、中国泉州湾、中国大连湾、韩国蔚山湾、韩国马山湾、韩国 外湾和新加坡沿海沉积物中的 含量 但远低于中国厦门港和埃及 港沉积物中的 含量。钦州湾近海表层沉积 。卜卜一寸 一一 心一寸 卜一寸一寸口 一心寸。一口 小一一一 口口口寸口

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