已知地表水中有20多種多環芳烴,它們以吸附在懸浮物上、溶解在水中和乳化的方式存在於水中。多環芳烴主要通過城市生活汙水和工業廢水排放、地表徑流、土壤淋溶、石油泄漏、長距離大氣傳輸引起的顆粒幹濕沈降和水氣交換等途徑進入水體。由於PAHs水溶性差,低環PAHs的檢出率通常高於高環PAHs,尤其是萘、菲、芘、熒蒽、芴等化合物,高環PAHs的檢出率最低(楊慶樹等,2004)。杜冰等人(2004年)調查了北京典型汙水處理廠進出水中的多環芳烴。結果表明,萘和菲在各階段PAHs總量中的相對比例相對穩定,在60% ~ 70%之間。張等人(2007年)測量了城市汙水處理廠的進水和循環水中的多環芳烴。結果表明,進水和循環水中16多環芳烴的總濃度分別為1777.9ng/L和1380.1ng/L。
陳明等人(2006年a)分析了北京五大城市(高碑店、北小河、酒仙橋、清河和方莊)汙水處理廠進出水樣品中的有機氯農藥。結果表明,五個汙水處理廠的進水中有機氯農藥的總濃度為10.1 ~ 65438。方莊汙水處理廠主要處理方莊小區所有生活汙水,其他汙水處理廠處理城市汙水和工業廢水。這說明生活汙水對有機氯農藥的汙染較少。汙水處理廠出水中有機氯農藥的總濃度為8.93 ~ 70.7 ng/L,許燕玲等(2006)測定了北京市汙水處理廠主泵進水和二級出水的20種有機氯農藥。結果表明,進水中HCHs總質量濃度為65,438+0.3 ng/L,主要成分為相對穩定的異構體β-HCH,出水僅檢測到4種HCHs異構體,質量濃度為65,438+0 ~ 8 ng/L。陳明等(2006b)分析了燕山石油化工有限公司5家典型企業排放的廢水中有機氯農藥的濃度,發現存在HCHs和DDT等有機氯汙染物。五個采樣點水樣中有機氯農藥的濃度為0.76 ~ 14.8 ng/L,其中六六六和滴滴涕的含量分別為0.76。
地下水中的持久性有機汙染物主要來自受汙染地表水的滲漏或補給、汙水灌溉、固體廢物處置場和受汙染土壤的淋溶。如田家義等(1995)對小清河7個測點的汙水灌溉水和17地下水井的水質進行了監測。結果表明,河水中檢出93種有機汙染物,地下水中檢出56種有機汙染物,地下水中苯並[a]芘和四氯化碳的濃度超過了我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)。從河水和地下水中檢測到的有機汙染物的種類、濃度、來源、類別和測井分布表明,小清河汙水灌溉已造成沿海地下水的有機汙染,汙染程度與汙水灌溉強度有關。但是,目前對POPs在土壤系統中如何遷移和遷移以及通過什麽機制滲透到地下水中的研究很少,可查閱的資料也很少。在美國,地下水中致癌多環芳烴的濃度在0.2 ~ 6.9 ng/L的範圍內,而地表水中對應的濃度為0.1 ~ 800 ng/L,大部分在2 ~ 50 ng/L的範圍內(Menziesetal。, 1992).《城市供水水質標準》(CJ/T206-2005)中規定了多環芳烴(苯並[a]芘、苯並[g,h,i]苝、苯並[b]熒蒽、苯並[k]熒蒽、熒蒽和茚並[65438])的總量。由此可見,地下水中多環芳烴汙染比較少見,即使有,含量水平通常也不高。
地下水環境中有機氯農藥的研究也相對較少。表1.3列出了三個地區地下水中部分有機氯農藥的檢出情況。可以看出,與孟加拉國1995的地下水相比,珠江三角洲地區地下水中七氯和滴滴涕四種異構體的含量普遍較低,珠江三角洲地區(黃冠興登,2008)地下水中有機氯農藥的含量遠低於蘇錫常(中國地質大學(京),2006),但只有4,4 '-滴滴涕在這兩個地區的地下水中未檢出,而是在1995,a根據對該地區滴滴涕四種異構體的檢測,該地區仍在使用有機氯農藥。另壹個原因是,中國明確規定在1982之後停止使用滴滴涕、毒殺芬、六氯苯、七氯等有機氯農藥,而孟加拉國在1993之後停止使用這些有機氯農藥(Matinetal,1998)。
表1.3不同地區地下水中有機氯農藥含量(單位:ng/L)
1.2.2.2土壤中持久性有機汙染物的研究現狀
由於其低溶解性和強疏水性,POPs可以在土壤有機質中強烈分布,土壤成為其重要歸宿。它可通過揮發、擴散和質量流動轉移到大氣、地表水和地下水中,並可通過生物富集和食物鏈對人類健康構成威脅。因此,POPs在土壤中的殘留及其遷移轉化規律成為國內外學者關註的焦點。
中國不同地區的土壤中含有壹定種類和數量的POPs,工業化地區土壤中PAHs汙染尤為嚴重。劉瑞民等人(2004)將天津市區土壤中的多環芳烴含量與國外壹些城市進行了比較,發現工業化和城市化水平較高的地區土壤中多環芳烴含量總體水平較高。壹般來說,城市地區多環芳烴汙染的主要來源是燃燒,在某些情況下,石油和礦物汙染也是主要汙染源之壹。葛等(2006)調查了南京某大型礦山企業周邊農業土壤(0 ~ 20 cm)中15多環芳烴的殘留情況。結果表明,多環芳烴的檢出率為100%,總殘留量範圍為312.2 ~ 27580.9μg/kg,主要成分為4環以上的多環芳烴。
汙水灌溉是中國土壤POPs汙染的最主要途徑。長期的汙水灌溉導致汙水灌溉區土壤中POPs含量明顯增加,將嚴重超過環境標準。彭盛之等(2009)對河南省典型農業區土壤中的多環芳烴汙染進行了初步研究,結果顯示汙灌區土壤中多環芳烴汙染最為嚴重。曲建等人(2006)研究了神府灌區上遊土壤中多環芳烴的含量。結果表明,土壤中多環芳烴含量為787 ~ 24570 μ g/kg,明顯高於清水灌溉土壤。張靜等人(2007)對神府汙灌區的研究表明,水稻土中PAHs含量在365,438+09.5~6,362.8 μ g/kg之間。肖茹等(2006)研究了有汙水灌溉歷史的神府灌區、渾蒲灌區和清遠對照點三個土壤剖面中16多環芳烴的分布特征。結果表明,神府灌區和渾蒲灌區檢出的多環芳烴數量明顯大於清遠灌區。宋等(1997)研究表明,水稻生長期汙水灌溉可明顯增加土壤中多環芳烴總量,多環芳烴在土壤中的行為與汙染物的理化性質有關。卡尼塔爾。(2008)研究了京津汙灌區土壤(0 ~ 20 cm)中16種多環芳烴。結果表明,天津土壤中多環芳烴總量為1304 ~ 3369 μ g/kg,北京土壤中多環芳烴總量為2687 ~ 4916 μ g,以2 ~ 4環多環芳烴為主,多環芳烴總量與土壤有機碳顯著相關。張誌煥等(2004)研究表明,天津汙灌區土壤中多環芳烴含量明顯高於非汙灌區,4環以上PAHs含量明顯較高。
有機氯農藥的研究主要集中在表層土壤中,而對土壤剖面中有機氯含量的研究很少。現有的研究結果表明,有機氯農藥在土壤剖面中的遷移能力較差,主要積累在表層土壤中。如黎長亮等人(2008)的研究結果表明,某企業汙染場地∑HCH最大值為271.72mg/kg,主要集中在表層土壤(0-20~40cm)和亞表層土壤(20-40 cm),表層和亞表層土壤中HCH含量遠高於深層土壤(40-65438+)。趙娜娜等人(2007)的研究結果表明,生產車間周圍土壤表層DDT含量高達104mg/kg,在土壤深層,濃度隨深度增加而迅速降低,含量梯度最大深度在0.2-3m之間變化,3m以下土壤中檢測值較小。 並且在10 m深度最大濃度不超過8.89mg/kg,從他們的研究結果可以看出,HCH和DDT主要積累在土壤表層,向下遷移的能力較差。 長期的汙水灌溉很可能導致表層土壤中有機氯農藥的累積汙染。龔等(2002)研究表明,天津市郊汙灌區農田土壤中和DDT等8種有機氯農藥的檢出率為65,438+000%,主要有機氯汙染物為β-HCH和4,4'-DDE,其中β-HCH的最高殘留量達65,438+02.87 mg/kg,為全年汙染最嚴重的旱地。孫立波等(2006)對某汙灌區的土壤剖面進行了研究,結果表明所有土壤樣品中HCH和DDT的含量均未超過土壤環境質量標準(GB15618—1995)。與當地土壤背景值相比,少數土壤樣品中HCH和DDT的含量有上升趨勢,超過了當地土壤背景值。兩種汙染物在上層土壤(0 ~ 60 cm)中的含量明顯高於下層土壤(60 ~ 100 cm)。
總結近年來國內外公布的數據,土壤中PAHs的殘留量見表1.4,OCPs的殘留量見表1.5。
表1.4國內外土壤中多環芳烴的檢測
繼續的
表1.5國內外淺層土壤中有機氯農藥殘留量(單位:微克/千克)
綜上所述,國內外學者對土壤中的POPs做了大量的研究,但大多處於POPs汙染水平的背景調查階段,且主要集中在表層土壤的研究,對深層土壤中POPs遷移變化的報道較少。大部分研究工作都集中在壹個獨立的環境中,沒有把地表、土壤和地下水作為壹個聯系的系統來研究。此外,研究範圍過於狹窄,大多局限於農業土壤和不同類型菜地中的POPs殘留,而汙水灌溉區土壤中POPs的研究主要集中在天津和沈陽,其他地方幾乎沒有系統的研究,再生水灌溉產生的土壤中POPs汙染在國內外相關研究領域更是少之又少。如前所述,我國水資源短缺日益突出,汙水灌溉會導致土壤環境質量惡化,嚴重危害人體健康。因此,近年來,再生水逐漸取代汙水用於灌溉農田,以節約水資源。然而,由於我國對城市再生水的利用和研究不足,且再生水中仍含有大量的持久性有毒物質,是否會造成土壤汙染已引起學者們的關註,但這方面的研究非常薄弱,相關報道很少。因此,研究再生水灌溉是否會對土壤和地下水造成POPs汙染具有重要意義。