本研究以洪湖为研究对象，选择在环境介质中检出率高的HCH、DDT，以及目前仍大量使用的硫丹三种OCPs，对其在湖泊多介质环境中的迁移转化规律、收支情况及污染趋势进行研究，以探讨洪湖OCPs的源/汇功能及污染趋势。 一、水体与大气间有机氯农药的交换研究 依据不同相态和作用方式，有机氯农药在大气与水体之间的作用方式可分为三种：颗粒态沉降(干沉降+湿沉降)、溶解态湿沉降和水—气界面的气态交换。其中，颗粒态沉降和溶解态湿沉降受大气颗粒物和大气降水控制，属非扩散过程，水一气界面的气态交换由分子的随机运动引起，属扩散过程。 为系统了解洪湖大气沉降中有机氯农药的情况，本次研究沿洪湖四周及湖心布设了五个大气采样器，进行了为期一年的连续采样。根据全年40件大气沉降样品(颗粒态沉降和溶解态沉降样品各20件)有机氯农药的分析测试结果计算，通过大气沉降作用向洪湖输入的 HCHs、DDTs和硫丹分别为：2.32kg/a、2.16kg/a和0.55kg/a，输入方式以溶解态湿沉降为主，占了沉降总量的77.5％以上。 根据Deacon 的边界层模型计算，在气—水界面交换中，α-HCH和γ-HCH 全年都是由洪湖向大气挥发的，δ-HCH 全年都是由大气进入湖水的，而β-HCH 在丰水期向大气挥发，枯水期则是由湖水吸收的；对于DDT类物质，p,p’-DDE 和 o,p’-DDT 是由湖水挥发进入大气，而p,p’-DDT 和p,p’-DDD 是由大气进入湖水；硫丹Ⅰ和硫丹Ⅱ都是由大气进入湖水的。总体来看，洪湖从大气中吸收和向大气挥发的有机氯农药相当。根据理论计算，洪湖全年通过湖面向大气中挥发约2.5kg的HCHs，而吸收0.37kg的DDTs和2.34kg的硫丹。 二、水体与沉积物间有机氯农药的交换研究 依据不同的作用方式，有机氯农药在水体与沉积物之间的物质交换和迁移过程主要有三种：水体和沉积物间的分子扩散、吸附在颗粒物上沉降、沉积颗粒物的再悬浮和再沉降。其中第一种过程源于分子扩散作用，后两种过程主要受颗粒物沉淀和再悬浮等作用控制。 有机氯农药具有疏水亲脂性，极易附着在水体中表面积较大的悬浮颗粒上，随其沉积被掩埋。沉积物的沉积量可分别计算悬浮物的重力沉降量和外力扰动产生的再悬浮量，其差值既为沉积物的掩埋量，但比较准确地确定沉降量和再悬浮量非常困难。沉积速率及其变化可以反映入湖泥沙量和排出量之间的动态平衡被破坏和新平衡建立的复杂过程，因此，可根据河湖沉积物的沉积速率来确定沉积量。本次研究采用同位素定年法确定洪湖多年平均沉积速率为0.44cm/a。根据洪湖表层沉积物平均容重、有机氯农药的含量计算，随沉积作用输出洪湖的HCHs、DDTs和硫丹总量分别为：1.99kg/a、3.68kg/a和0.13kg/a。 根据洪湖表层沉积物和深层湖水中有机氯农药的含量，经理论计算，在洪湖水—沉积物界面交换中，HCH的四种异构体中，β-HCH全年都是由沉积物向湖水中释放的，α-HCH在丰水期由沉积物向湖水中释放，而在枯水期则是由沉积物从湖水中吸收的，γ-HCH 和δ-HCH 全年都是由沉积物从湖水中吸收的。DDT 和硫丹全年都是由沉积物从湖水中吸收的。以洪湖面积 348.2km<2>来计算，在一年内，底泥将通过水—沉积物界面从洪湖吸收约1.56kg的HCHs，3.07kg的DDTs和0.16kg的硫丹。 三、水体与陆地间有机氯农药的交换研究 洪湖水体与陆地间有机氯农药的交换主要通过地表径流输入/输出、地下水渗入/渗出和水产品的生物输出三种途径。洪湖水资源由两部分组成，一是降水形成的地表径流，二是过境客水。在洪湖地区，每年5～8月大部分地面径流不能自排入江，而是通过四湖总干渠汇入湖内，年均入湖量11.8×10<8>m<3>。以洪湖为核心的洪湖地区也是长江中游最重要的分蓄洪区之一，每年汛期将一定量的长江水调配入湖，年均入湖量7.8×10<8>m<3>。根据多年平均入湖水量及相应的水质参数计算，地表径流向洪湖输入的HCHs、DDTs和硫丹分别为8.62kg/a、3.16kg/a和0.7kg/a。 非汛期外江水位自汛末回落，洪湖通过四湖总干渠新滩口闸外泄，以降低圩区地下水位，且为来年汛期蓄水腾空湖容，多年平均出湖水量6.91×10<8>m<3>。此外，洪湖还有四湖地区灌溉的功能，灌溉出湖水量1.45×10<8>m<3>。根据多年平均出湖水量及相应的水质参数计算，洪湖通过出水输出的HCHs、DDTs和硫丹分别为2.48 kg/a、0.2kg/a和0.13 kg/a。 由于洪湖向周边地下水的排泄量非常小，仅相当于地表径流出湖水量的十万分之三，同时，有机氯类农药主要储库为土壤和沉积物相，生物相中所占份额很小。因此，经计算，洪湖通过地下水和水产品输出的有机氯农药的量很有限，二者不会影响有机氯农药在洪湖环境中的总体分配。 四、洪湖有机氯农药的循环和收支研究 根据有机氯农药的来源，湖泊中有机氯农药可分为陆地、沉积物及大气三个来源部分。通过对洪湖水—气界面、水—沉积物界面和水—陆界面有机氯农药的迁移、转化规律和收支量的研究得出以下结论： 地表径流和沉积物是洪湖HCH最大的源和汇。洪湖HCH的输入量约12.26kg/a，其中地表径流输入占70.3％，大气沉降输入占18.9％，湖水从大气中吸收占5.9％，沉积物的解吸附作用，向洪湖释放的HCH占收入总量的4.8％。HCH的输出量约10.1kg/a，其中通过沉积作用和沉积物吸收占总输出总量的 41.0％，大气挥发占总输出量的31.9％，地表径流总输出量的24.6％，地下水渗出和水产品收获输出很有限，二者之和仅占输出总量的2.5％。 洪湖DDT 的输入总量约7.03kg/a，其中大气输入是洪湖DDT最主要的来源，大气沉降和水—气界面的气态交换作用向洪湖输入量占洪湖。DDT年输入总量的54.6％，地表径流输入占45.4％。洪湖的DDT输出量约8.8kg/a，通过沉积作用和沉积物从湖水中吸附DDT，占总输出总量的76.6％，大气挥发占输出总量的14.8％，水产品输出占6.2％，地表径流和地下水渗出之和占2.5％。 大气输入和沉积物是洪湖硫丹最大的源和汇。洪湖硫丹输入总量约 3.59kg/a，其中湖面从大气中吸收的硫丹和大气沉降的输入量占 80.7％，地表径流的输入量占 19.3％。硫丹输出量约448g/a，其中通过沉积作用和沉积物从湖水中吸收输出量占 62.8％，地表径流输出占29.9％，地下水渗出和水产品收获输出之和仅占 7.3％。 通过一年的物质循环，洪湖DDT的收入总量小于支出总量，净支出为 1.77kg/a，但HCH和硫丹的收入总量大于支出总量，净收入分别为2.16kg/a和3.15kg/a。