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本研究分别于2005年7月、10月、12月和2006年3月共四次采集了北京市通州区23个具有代表性的河流断面的水体和悬浮物样品。并于2005年7月同期采集了除马堤、海洋化工厂、污水处理厂外20个采样点的沉积物样品。本研究检测分析了每一个采样点沉积物、悬浮物和水体样品中PARs和TOC含量,对于水体样品还同期检测了水温、pH值等参数,对于悬浮物样品则检测了河流悬浮物的含量等影响因子。通过对各个季节采样点不同介质中PARs数据及相关影响因子的分析研究,探讨通州地区河流PARs分布特征和来源。
研究发现当前通州河流PARs污染现状已较严重,检测得到通州河流表层沉积物中的16种EPA优控多环芳烃的含量范围为:156ng/g-8650ng/g;悬浮物中16种多环芳烃的含量范围为:1160ng/g-27300ng/g;水体中16种多环芳烃的含量范围为:87.3ng/L-1890ng/L。与国内外其它河流中PARs的含量水平进行比较,结果表明目前通州河流PARs污染处于中等以上水平,尤其是中高环PARs的含量已经超过了相关国内外标准。
比较分析各采样点16种PARs的分布特征,沉积物、悬浮物和水体三种介质中PARs含量的区域分布规律相似。总体而言,中部的通惠河和北运河上各采样点的PARs污染较严重;南部的凤河与凉水河/凤港减河上游各采样点PARs浓度较高,而下游的各采样点PARs浓度较低;北部的潮白河上各采样点 PARs 浓度总体较低。比较分析各采样点不同季节PARs浓度的变化规律,对于水体中的PARs浓度,夏秋高温多雨季节PARs含量明显高于冬春干燥寒冷季节;而对于悬浮物中的PARs浓度,其季节变化与悬浮物含量的季节变化密切相关。
对沉积物、悬浮物和水体中的PARs进行16种PAR的谱带分布特征分析。发现随着分子量的增大和环数的增加,中高环的PARs更倾于向悬浮物和沉积物富集。分别探讨三种介质中PAR组分的谱带分布规律,发现水体中的PARs以二环PARs为优势组分,二环和三环的低环PARs占水体中16种PARs总量的90%左右;悬浮物中的PARs以三环PARs为优势组分,低环PARs仍然占绝大多数,达到∑PARs的75%左右;沉积物中的PARs以四环PARs为优势组分,四环及四环以上的中高环PARs占的比例较高,占沉积物∑PARs的75%左右。悬浮物中四环PARs的含量比例相对稳定,相关性检验表明悬浮物中四环PARs的含量与16种PARs总含量有显著的线性相关关系。而沉积物中各种PAR组分含量与16种PARs总量都有显著相关关系,尤其是FLA、BaP与∑PAR之间可以建立可决系数高于0.9的一元线性相关关系式。
本研究在检测通州河流PARs含量的同时检测了通州河流沉积物、悬浮物和水体样品的TOC含量。总体而言,通州河流水体TOC的含量较高。通过检验分析发现,通州河流悬浮物及水体样品中的PARs含量与TOC含量间没有显著的相关关系,但沉积物中PARs的含量与TOC含量呈显著正相关关系。
分析讨论沉积物、悬浮物和水体三种介质中PARs含量的分布规律,7月份三种介质同期采样检测数据显示,沉积物与悬浮物中的PAHs含量,沉积物与水体中的PAhs含量间都存在显著的正相关关系。但是悬浮物和水体中PAHs的含量没有显著的相关关系。对沉积物、悬浮物和水体中16种PAH组分含量进行比较,发现水体中的低环PAH组分含量高于悬浮物和沉积物,而高环PAH组分则相反。根据检测得到的通州河流悬浮物和沉积物中PAHs数据,分析该流域PAHs污染来源。PHE/ANT等特征指数分析表明通州河流PAHs的污染来源以燃料燃烧来源为主,但也有少量的原油输入。将通州河流沉积物、悬浮物中PAHs与不同燃料燃烧源PAHs的相应比值系数进行比较,发现通州河流沉积物和悬浮物中都有汽油燃烧、柴油燃烧、天然气、焦炉和燃煤等多种燃料燃烧来源的PAHs,这与通州地区生活、交通、工农业污染源交错密布的整体格局相吻合。进一步运用主因子/多元回归分析不同燃烧源PAHs对通州河流悬浮物PAHs总量的贡献,结果显示,悬浮物PAHs污染以燃煤和焦炉污染为主,其次是柴油和汽油燃烧组成的汽车尾气污染。