西江流域水体有机污染物及大分子有机质的研究

论文摘要

多环芳烃和有机氯农药是环境中典型的毒害有机污染物,不少化合物被美国环保局（US EPA）列为优先控制污染物。由于有机污染物的亲脂憎水性,也被称为疏水性有机化合物（HOCs）,吸附作用是其在环境中重要的迁移转化行为之一。自然有机质是土壤和水环境中十分重要的组成部分,它极易与疏水性有机物发生相互作用,从而改变了其在环境中的分布、迁移和生物有效性,进一步影响其生物降解及对生物的毒性效应。因此,以腐殖酸、干酪根、碳黑为例,进一步阐明水环境中有机质大分子的组成、结构和性质,对于揭示有机污染物的归宿和建立预测模型,了解有毒有机污染物在地表系统中的地球化学行为和生态环境效应具有重要意义。 本文以西江流域水体中多环芳烃和有机氯农药为目标化合物,研究其在该区域的深度变化、季节分布、来源、组成特征和各相间的分布及其控制因素。并在此基础上,采用湿化学一氧化法,对水体中的悬浮颗粒物进行分离与纯化,获取腐殖酸、干酪根、碳黑等自然有机质,并利用元素分析、扫描电镜、有机岩石学分析等手段对这些自然有机质进行结构研究,初步探讨腐殖酸、干酪根、碳黑等大分子有机质对PAHs、OCPs环境命运的影响。得到如下初步认识和结论: 西江流域水体中的多环芳烃特征 西江流域水体中溶解相和颗粒相中多环芳烃的浓度分别为21.7-138ng/L,40.9-665ng/g;水体中多环芳烃的总含量,丰水期要高于枯水期。从PAHs组成特点来看,溶解相以三环的PAHs为主、颗粒相以三环和四环的PAHs为主。西江多环芳烃的浓度要远远高于欧洲一些低污染的水域,而低于国内一些主要河流。从风险评价来看,西江水多环芳烃总浓度低于各种水生动物的半致死剂量(LC50<10μg/L),而高于各种饮用水标准0.028μg/L。正辛醇水分配系数（log Kow）与有机碳归一化系数（log Koc）之间有较好的线性关系。虽然本项工作只分析了有限的样品,但仍然可估算出PAHs的年输出量。西江多环芳烃的主要来源是化学燃料的燃烧排放。以三环的蒽、四环的苯并（a）蒽和

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 有毒有机污染物
• 1.1.1 有毒有机污染物
• 1.1.2 水体有毒有机污染物来源
• 1.1.3 水体优先污染物的确定
• 1.1.4 水体有毒有机物染物的危害
• 1.1.5 有毒有机污染物在水体中的迁移与转化
• 1.1.6 我国水体中有毒有机污染物的研究现状
• 1.1.7 西江流域水体污染研究现状
• 1.2 典型的有毒有机污染物——多环芳烃和有机氯农药概述
• 1.2.1 多环芳烃的物理化学性质
• 1.2.2 多环芳烃的来源
• 1.2.3 多环芳烃的源解析
• 1.2.4 有机氯农药种类及性质
• 1.2.5 有机氯农药在我国的生产使用状况
• 1.2.6 环境中残留农药的来源
• 1.2.6.1 大气中残留农药的来源
• 1.2.6.2 地面水中残留农药的来源
• 1.2.6.3 土壤中残留农药的来源
• 1.2.6.4 生物体中农药的来源
• 1.2.7 有机氯农药的源解析
• 1.2.7.1 分子标志物
• 1.2.7.2 手性化合物
• 1.3 自然有机质
• 1.3.1 土壤和水环境中的自然有机质
• 1.3.2 自然有机质对疏水性有机物的吸附作用
• 1.3.2.1 吸附平衡学模式
• 1.3.2.2 自然有机质在吸附过程中对HOCs的增溶作用
• 1.3.3 自然有机质的结构组成一性质的研究方法
• 1.4 本论文的研究思路
• 1.4.1 研究内容和技术路线
• 1.4.2 采样设计
• 1.4.3 论文工作量
• 第二章 样品采集与实验方法
• 2.1 研究区域背景介绍
• 2.2 样品采集与保存
• 2.3 样品前处理
• 2.3.1 有机污染物PAHs和OCPs的前处理
• 2.3.1.1 化学试剂及材料
• 2.3.1.2 实验流程
• 2.3.1.3 仪器分析
• 2.3.1.3.1 多环芳烃
• 2.3.1.3.2 有机氯农药
• 2.3.1.3.3 质量控制与质量保证
• 2.3.2 腐殖酸、干酪根和碳黑的提取分离
• 2.3.2.1 腐殖酸的提取分离
• 2.3.2.2 干酪根和碳黑的提取分离
• 2.3.2.2.1 空白实验
• 2.3.2.2.2 平行实验
• 2.3.2.2.3 碳黑的提取分离
• 2.3.2.2.4 碳黑的提取分离
• 2.3.2.3 腐殖酸、干酪根和碳黑的仪器分析
• 第三章 西江流域水体中的多环芳烃
• 3.1 水体中多环芳烃的分布与分配
• 3.1.1 水样的基本性质和化学分析结果
• 3.1.2 水相中多环芳烃的分布
• 3.1.3 水相中多环芳烃的风险评价
• 3.1.4 颗粒物中的多环芳烃的分布
• 3.1.5 多环芳烃的来源
• 3.1.6 多环芳烃在溶解相和颗粒相中的分配系数
• 3.1.7 西江多环芳烃的通量计算
• 3.2 小结
• 第四章 西江流域水体中有机氯农药
• 4.1 水体中有机氯农药的分布与分配
• 4.1.1 水样的基本性质和化学分析结果
• 4.1.2 水中的有机氯农药
• 4.1.3 颗粒物中的有机氯农药
• 4.1.4 有机氯农药在颗粒相与溶解相之间的分配及其影响因素
• 4.1.5 西江有机氯农药的通量计算
• 4.2 小结
• 第五章 水体悬浮颗粒物中自然有机质的初步研究
• 5.1 腐殖酸
• 5.1.1 腐殖酸的元素组成
• 5.1.2 腐殖酸有机岩石学特征
• 5.1.2.1 反射光显微镜下的特征
• 5.1.2.2 荧光镜下的特征
• 5.2 干酪根和碳黑
• 5.2.1 干酪根的元素组成
• 5.2.2 干酷根的有机岩石学特征
• 5.2.2.1 干酪根的反射光显微镜特征
• 5.2.2.2 干酪的透射光显微镜特征
• 5.2.2.3 干酪根的荧光显微镜特征
• 5.2.3 碳黑的元素组成
• 5.2.4 碳黑的有机岩石学特征
• 5.2.4.1 碳黑的反射光显微镜特征
• 5.2.4.2 碳黑的透射光显微镜特征
• 5.2.4.3 碳黑的荧光显微镜特征
• 5.2.5 干酪根和碳黑的扫描电镜分析
• 5.2.6 水体悬浮颗粒物有机质性质和结构的非均质性
• 5.2.7 水体悬浮颗粒物有机质的成因
• 5.3 小结
• 第六章 主要结论与创新之处及研究展望
• 6.1
• 6.1.1 西江流域水体中多环芳烃的分布特征
• 6.1.2 西江流域水体中有机氯农药的分布特征
• 6.1.3 颗粒物中腐殖酸、干酪根和碳黑的组成结构特征
• 6.2 存在问题与不足之处
• 6.3 本文工作的创新之处
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已（待）发表的文章
• 致谢
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