海洋环境中典型有机磷污染物分析及其生态效应研究

论文摘要

本论文以典型有机磷农药为主要研究对象,以渤海莱州湾与青岛胶州湾为主要研究海区,在运用现代分析化学手段,发展海水和近海沉积物中有机磷快速检测新技术的基础上,对特定海域有机磷污染物的含量、分布开展较为详细的研究;同时,在实验室模拟条件下研究了海洋水体中有机磷农药的生态环境行为。旨在提高对有机磷污染物检测的速度和技术水平,为研究有机磷污染物在海洋环境中的迁移、转化规律提供基础理论依据,为有机磷污染物环境风险评价提供科学依据。研究内容涉及分析化学、环境化学、污染生态学等多学科领域,相互交叉渗透,以期在海洋环境前沿交叉学科的研究方面有所突破。全文分为下述几方面:第一章对我国有机磷农药生产使用情况,有机磷农药在环境中的吸附、水解、光解、生物降解及农药与微藻的相互作用等方面的相关概念、理论和国内外研究现状进行了简要的介绍和评述。第二章,在综述了环境中有机磷的前处理和分析方法的基础上,采用现代分析手段,建立和优化了海水和沉积物中痕量有机磷检测的两种方法。首先,采用固相微萃取（SPME）技术与气相色谱-质谱（GC-MS）联用,建立了SPME-GC-MS测定海水中敌敌畏、甲基对硫磷和毒死蜱的分析方法。方法检出限在0.38～0.004μg/L之间。分析了加标海水样本,回收率和RSD分别在87.5 %～102 %、2.6 %～13.2 %之间。该方法灵敏度高、操作简便、无需有机溶剂,适合于海水样本中痕量有机磷农药的分析。其次,利用加速溶剂萃取仪（ASE）与气相色谱-质谱（GC-MS）联用,建立了ASE-GC-MS同时检测沉积物中敌敌畏、乐果、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、马拉硫磷、毒死蜱等7种有机磷农药的方法。采用正交实验优化了ASE的萃取条件:用体积比为1∶1丙酮和二氯甲烷的混合溶液作为提取溶

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 我国有机磷农药的生产和使用现状
• 2 有机磷农药对水体污染
• 2.1 有机磷农药的毒性及对环境的影响
• 2.2 有机磷农药的理化性质及对环境的影响
• 2.3 水体中有机磷农药污染控制标准
• 2.4 有机磷农药在海洋水体中的生态环境行为
• 3 有机磷农药的降解
• 3.1 有机磷农药的水解
• 3.2 有机磷农药的光降解
• 3.3 有机磷农药的微生物降解
• 4 有机磷在沉积物上的吸附
• 4.1 吸附理论
• 4.2 影响吸附的因素
• 4.3 农药在沉积物（土壤）上的吸附数学模型
• 4.4 吸附研究的实验方法
• 5 有机磷农药与微藻的相互作用
• 5.1 有机磷农药对藻类的毒性
• 5.2 有机磷农药对藻类毒性的评价方法
• 5.3 藻类对有机磷农药的富集和降解
• 6 环境中有机磷农药的分析测定
• 6.1 环境中痕量有机磷农药分析常用的提取方法
• 6.2 有机磷农药的净化方法
• 6.3 浓缩
• 6.4 有机磷农药的分析方法
• 6.5 分析方法的选择
• 第二章 实验方法的建立
• 第一节 固相微萃取-气相色谱-质谱联用（SPME-GC-MS）分析海水中痕量有机磷农药
• 1 实验部分
• 1.1 仪器
• 1.2 GC-MS 的操作条件
• 1.3 试剂
• 1.4 实验方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 色谱条件的选择
• 2.2 质谱条件的选择
• 2.3 SPME 条件的选择
• 2.4 方法的线性范围、检出限与精密度
• 2.5 实际样品分析
• 3 结论
• 第二节 加速溶剂萃取-气相色谱/质谱（ASE-GC/MS）法测定近海沉积物中的有机磷农药
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 原料和试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 实验方法
• 2.4 定性和定量
• 3 结果与讨论
• 3.1 空白实验与检出限
• 3.2 提取条件的选择
• 3.3 萃取溶剂的影响
• 3.4 静态萃取时间的影响
• 3.5 萃取温度的影响
• 3.5 最佳提取条件的确定及验证
• 3.6 加速溶剂萃取法与超声和振荡提取法比较
• 4 小结
• 第三章 渤海莱州湾和青岛胶州湾水体中有机磷农药的环境行为及其风险影响评价
• 第一节 研究区域概况
• 1 渤海湾
• 1.1 自然地理
• 1.2 渤海气候
• 1.3 潮汐和潮流
• 1.4 环流
• 1.5 温度和盐度
• 2 胶州湾
• 2.1 自然地理
• 2.2 气象
• 2.3 波浪
• 2.4 潮汐与潮流
• 第二节 样品采集
• 1 站位的布设和采样
• 1.1 站位的布设
• 1.2 采样层次
• 1.3 监测频次和时间
• 2 器皿的预处理
• 2.1 玻璃器皿
• 2.2 铝箔、滤膜
• 2.3 采样
• 3 监测项目
• 3.1 排污口
• 3.2 海上常规项目
• 第三节 渤海莱州湾和青岛胶州湾水体中有机磷农药的污染现状与风险影响评价
• 1 引言
• 2 实验材料
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器设备
• 3 实验方法
• 3.1 气相色谱操作条件
• 3.2 样品前处理及色谱分析
• 4. 数据处理
• 4.1 含量计算
• 4.2 分离度R
• 4.3 检测限DL
• 5. 结果与讨论
• 5.1 色谱分离
• 5.2 校准曲线
• 5.3 检出限和回收率
• 5.4 实际样品分析
• 5.5 研究海域有机磷农药的初步风险评价
• 6 结论
• 第四章 海洋细菌对甲基对硫磷的降解及降解产物表征
• 1 引言
• 2 实验材料
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器设备
• 3 实验方法
• 3.1 细菌的培养
• 3.2 有机磷农药的细菌降解实验
• 3.3 降解产物的分析
• 4 结果与讨论
• 4.1 菌株的鉴定
• 4.2 菌株165 rDNA 的克隆及序列测定和比较
• 4.3 甲基对硫磷降解产物的分离提取
• 4.4 HPLC 分析细菌对甲基对硫磷的降解效果
• 4.5 降解产物的 TOF-MS 鉴别
• 4.6 GC 分析细菌对甲基对硫磷的降解效果
• 4.7 降解产物的 GC-MS 鉴别
• 5 结论
• 第五章 有机磷在近海悬浮颗粒物上的吸附特性
• 1 实验材料
• 1.1 试剂
• 1.2 仪器设备
• 2 实验方法
• 2.1 有机磷的分析方法
• 2.2 甲基对硫磷的吸附实验
• 2.3 实验用颗粒物理化性质的测定
• 2.4 数据处理
• 2.5 统计分析方法
• 3. 结果与讨论
• 3.1 甲基对硫磷在悬浮颗粒物上的吸附作用
• 3.2 有机磷在悬浮颗粒物（SPM）上吸附的影响因素
• 4. 结论
• 第六章 海洋微藻和有机磷污染物的相互作用研究
• 第一节 甲基对硫磷和毒死蜱对海洋微藻的毒性效应
• 1 实验材料
• 1.1 试剂
• 1.2 仪器设备
• 2 实验方法
• 2.1 海洋微藻的培养
• 2.2 藻类生物量的测定
• 2.3 毒性实验
• 2.4 溶剂 NOEC 值的测定
• 2.5 甲基对硫磷对藻的低浓度刺激效应实验
• 3 结果与讨论
• 3.1 生长量的变化
• 3.2 甲基对硫磷和毒死蜱分别对两种藻生长的影响
• 3.3 丙酮和乙酸乙酯对小角毛藻的NOEC 值测定
• 3.4 甲基对硫磷和毒死蜱对中肋骨条藻和小角毛藻的毒性效应.
• 3.5 两种有机磷对中肋骨条藻和小角毛藻的联合毒性评价
• 4 小结
• 第二节 中肋骨条藻对甲基对硫磷的富集与降解
• 1 实验材料
• 1.1 试剂
• 1.2 仪器设备
• 2 实验方法
• 2.1 藻类的培养及有机磷的投加
• 2.2 藻类生物量的测定
• 2.3 微藻降解有机磷实验
• 2.4 藻液中药剂含量的测定
• 2.5 藻类富集药剂量测定
• 2.6 对照试验
• 2.7 气相色谱-质谱（GC-MS）操作条件
• 2.8 统计分析方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 中肋骨条藻细胞浓度的变化
• 3.2 中肋骨条藻对甲基对硫磷的降解
• 3.3 中肋骨条藻对甲基对硫磷的富集作用
• 4 小结
• 附录 I 营养液的配制
• 附录 II f／2 营养液配方
• 附录 III Lugol’S 试液的配制
• 参考文献
• 致谢