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由于全球人口与经济的增长和发展,自然资源使用日益增高,全球环境日趋恶化,人们已经深刻地认识到人类可持续发展与自然环境之间存在着强烈的依存关系。工业、农业的发展为经济的发展提供了强大的后盾。但是随着工农业的发展,与之相伴随的环境污染也日益明显,严重威胁人类的正常生活。特别是二十世纪五十年代以来,由于生产生活的需求,人工合成的化学品的种类和数量都在迅猛增长,在为人类社会的发展做出重要贡献的同时,也给环境带来了难以修复的危害。从污染源的种类、范围以及对人类健康的影响程度来看,有机污染排在了所有污染物的前列。在所有人工合成的化学品中,持久性有机污染物近年来引起国际社会的高度关注,其对生态系统的危害是全球面临的重大环境问题之一。
大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质条件,也是促进地表形态变化的重要动力和媒介。有机氯农药半挥发性的物理化学性质决定了它们可以通过大气传输,而大气传输的距离和含量除与本身性质外还和所处环境有关,如温度和降水。温度差是促进有机氯农药在大气中传输的主要动力,由于海拔高度变化,温度有所变化,导致污染物在大气中浓度过饱和,以有效的沉降形式如大气颗粒物或降水或降雪沉降下来,从而改变区域上有机氯农药含量的分布特征。而有机氯农药沉降效率最高的地方往往就是温度变化剧烈、对流强烈、降水丰富或频繁的地带。这些地区虽然可能没有使用有机氯农药,由于是有机氯农药的汇区,在土壤和大气中会检测出有机氯农药,甚至含量很高。
本文以有机氯农药主要研究对象,研究成都经济区中有机氯农药污染的现状、分布、典型区域特征等;探讨分析了设立在研究区大气传输剖面上的有机氯农药与其的响应。通过样品的综合分析,获得了一系列新的结果和认识。
1、本次研究总共分析了19种OCPs指标,HCHs及其异构体、DDTs及其衍生物检出率为100%,HCB、异狄氏剂酮有较高的检出率,其他物质检出率则都在80%以下。HCH四种同分异构体含量范围分别为α-HCH(N.D.~8.41ng/g),β-HCH(N.D.~9.87ng/g),γ-HCH(N.D.~9.71ng/g),δ-HCH(N.D.~10.12ng/g);DDT类化合物检出含量较高,含量范围是:p,ρ-DDE(N.D.~180.09ng/g),p,ρ-DDD(N.D.~198.10ng/g),p,ρ-DDT(N.D.~2654.49ng/g),o,ρ-DDT(N.D.~1909.35ng/g)。
2、HCHs含量普遍小于DDTs。其他种类的有机氯农药虽均有检出,但是其含量范围都较小。除HCB(N.D.~25.87ng/g),七氯环氧化物(N.D.~19.78ng/g),甲氧滴滴涕(N.D.~16.56ng/g),其他检出最高值均小于15ng/g。
3、通过HCHs各种异构体与高程的相关性图可以看出,α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH含量大部分集中在1ng/g范围内,多分布于高程400m~600m处,当高程超过1200m分布点数开始迅速减少,超过2200m则无检出。HCH及其同分异构体主要集中在德阳及周边地区。德阳地处成都平原腹地,属都江堰灌区,该区域气候温和;土地肥沃,有机质含量高;雨量充沛,是四川省粮、油、棉、猪、蚕的重要生产基地,农药施用量较大,因此在这些因素的共同影响下,导致研究区HCH有高检出率且残余量也相对较多。
4、研究区检出的DDTs的含量远远高于HCHs的含量。各种DDTs中ρ,ρ-DDT、ο,ρ-DDT含量较高,但是因其检出率不高,在研究区的分布也是不均匀的;ρ,ρ-DDE、ρ,ρ-DDD含量这明显小于前两种。整个研究区ρ,ρ-DDE的检出率最高为97.96%,并且DDTs各种异构体的检出率则都高于90%,明显高于研究区HCHs的含量。通过DDTs各种异构体与高程的相关性图可以看出,ρ,ρ-DDE、ρ,ρ-DDD、ρ,ρ-DDT和ο,ρ-DDT含量大部分集中在10ng/g范围内,含量多分布在高程400m~600m处,但高程超过800m含量分布点逐渐减少,所有含量点均不超过高程2200m。研究区DDTs含量与高程之间同样呈现负相关关系。相对于HCHs的分布研究区DDTs含量的分布更为集中。
5、剖面一土壤中有机氯农药分布表现出明显的局部“蚱蜢效应”,但DDT类农药随高程增加含量减少的趋势比HCH类农药明显。剖面二有机氯农药含量随高程增加变化幅度远小于剖面一。引起这样的结果的原因是因剖面二地势变化没有剖面一明显,其最主要的是因为剖面二不是研究区大气传输的主方向,大气对流缓慢,沿该方向的有机氯农药迁移速度慢,农药含量分布趋于均匀化。
6、每季度采样点检出率分别为:98.3%、98.3%、93.3%和90%。HCHs最高检出含量39.71ng/L,DDTs最高检出含量37.84ng/g。大气降水中DDTs含量较少,HCHs相对较多;大气颗粒物和土壤中则DDTs较多,HCHs相对较少。
7、在大气采样点所对应的土壤中HCHs随海拔升高含量增加与大气降水变化趋势相反,说明了大气降水对土壤HCHs的贡献量很大,大气传输使得HCHs以降水形式向高海拔地区沉降。因此可以看出大气传输与HCHs在不同介质不同高程上的分布,当大气传输所产生不同的形式时,HCHs的含量都有着不同的响应,即有着明确的关系。
8、由于大气降水中DDTs与大气颗粒物和土壤中DDTs含量相差较大,而大气颗粒物与土壤中DDTs含量数量级相同、变化趋势相同,说明大气颗粒物对土壤中DDTs贡献量大于大气降水。对比HCHs,DDTs显现出了与HCHs相同的特征,当大气传输有明显变化时,DDTs的含量也同样发生变化,当大气传输变化剧烈时,例如降雨,相对应位置的有机氯农药也同样发生明显的变化。
9、在大气传输的带动下,有机氯农药在不同的高程上,有着不同的分布。通过分析得出,当大气传输发生方式改变时,所对应的位置有机氯农药的含量有着明显的改变。