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胶州湾壬基酚陆源入海通量、污染特征及生态风险评价

作　者: 但丽霞
导　师: 石晓勇；梁生康
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 入海通量浓度分布特征生态风险评价
分类号: X55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,随着全球海洋环境的恶化,近海环境中持久性有机污染物的环境化学行为已引起了国际学术界的高度重视和密切关注,在一些典型的城市海岸带和河口湾已经开展了其空间分布规律研究。胶州湾是高度城市化、工业化的地区,随着青岛市经济高速发展、人口大量增加,该地区环境日益恶化,多种污染物以不同来源和方式输入。近几年在该地区开展的研究结果表明,胶州湾已经受到了严重的有机污染,对该地区的生态环境及人体健康存在巨大的隐患。壬基酚(简称NP)属于持久性有机污染物,具有生物累积性、难降解性和“三致”效应,它可从污染源进行远距离输送并对人类健康及生态环境产生严重影响。其在环境中的分布生态风险评价已成为科学领域的研究热点。2009年8月和12月对胶州湾及其主要入海河流和污水处理厂进行现场调查,估算了胶州湾8个排污单元的NP入海通量；研究了夏季胶州湾水体和沉积物中NP的浓度分布特征；通过实验室内模拟实验,以胶州典型浮游植物优势种为代表,综合考察壬基酚对浮游植物的生长急性毒性、浮游植物抗氧化活性的影响,确定壬基酚对胶州湾海洋生态风险评价基准,并结合胶州湾壬基酚现场调查结果,评价胶州湾壬基酚生态风险。主要结论如下：1.2009年环胶州湾主要河流和污水处理厂的NP污染现状和入海通量NP在河流中的浓度范围为114.7-31678.2ng/l,河流中NP的平均浓度为4180.4ng/l,墨水河中NP的浓度大于其他河流；NP在污水处理厂出水中的浓度范围分别为114.4-291.8ng/l。2009年胶州湾入海河流丰水期通量1008.03kg,其中镰湾河、大沽河、墨水河、李村河、海泊河和团岛的NP入海通量分别为10.78kg、227.93kg、711.91kg、16.41kg、39.61kg和1.39kg。2009年NP的枯水期入海通量为591.93kg,其中镰湾河、洋河、大沽河、墨水河、娄山河、李村河、海泊河和团岛的NP入海通量分别为8.45、kg0.99kg、112.24kg、338.83kg、84.02kg、27.82kg、18.94kg和0.64kg。2009年丰水期的NP通量总体上大于枯水期,这与河流径流量变化有很大关系。2.胶州湾水体、沉积物中NP污染现状胶州湾水体及表层沉积物中NP的浓度分别为18.5-179.3ng/l和7.1-112.4ng/g；从空间分布特征来看,胶州湾东北部墨水河、李村河、海泊河河口区NP浓度明显高于湾内其它区域,其空间分布受到污染源、湾内环流系统和水交换条件的共同影响河流中壬基酚浓度远高于胶州湾,表明胶州湾周围河流是胶州湾中NP污染的主要污染源。3.实验室内模拟实验结果(1)NP对两种海洋微藻生长的影响NP在一定浓度下对两种藻的生长都存在抑制作用,抑制随浓度增大而增大。EC50因藻种所属门类的不同而有明显差异,研究所用的两种微藻生物量对NP的敏感性顺序依次为：中肋骨条藻>旋链角毛藻。(2)NP对两种海洋微藻抗氧化作用的影响。研究不同浓度的NP对中肋骨条藻和旋链角毛藻暴露24h、48h、72h和96h后对藻细胞的超氧化岐化酶活性(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影响,结果表明SOD酶活先被激活后被抑制,随着暴露时间的延长,SOD酶活下降更明显,两种微藻的抗氧化酶对NP的敏感性顺序为：中肋骨条藻>旋链角毛藻；NP的暴露浓度和胁迫时间对两种微藻细胞的MDA都有明显影响,表明NP胁迫明显增强了两种硅藻细胞的脂质过氧化作用,可能会对藻细胞膜的功能产生一定的影响。两种微藻的MDA含量对NP的敏感性顺序为：旋链角毛藻>中肋骨条藻。4.在上述NP暴露量实验的基础上,结合的壬基酚的剂量—效应浓度,以及欧盟对壬基酚的风险评价报告,用风险熵(RQ)的方法对胶州湾及其邻近河流和污水处理厂壬基酚的污染现状进行初步生态风险评价胶州湾水体中NP的风险熵(RQwater)为0.15-1.65之间,需要采取相应的风险消减措施；胶州湾入海河流中,除了白沙河和洋河外,其它河流的RQwater值超过PNECwater几十倍甚至几百倍,会对水体中的生物造成严重威胁,需要立即采取相关风险削减措施；胶州湾入海污水处理厂NP的RQ值介于1.057-2.70,需要采取相应的风险消减措施。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 文献综述  13-21
  1.1 NP的来源及危害  13-14
  1.2 NP污染的研究现状  14-17
    1.2.1 海湾、近海及河口NP的污染现状  14-16
    1.2.2 NP在河流及湖泊中的污染现状  16-17
  1.3 NP的生态风险评价方法和标准  17-19
  1.4 本文研究意义、研究目的和研究内容  19-21
    1.4.1 研究意义  19
    1.4.2 研究目的和内容  19-21
2 胶州湾陆源NP污染现状和入海通量  21-34
  2.1 入胶州湾河流和污水处理厂NP污染现状  21-28
    2.1.1 实验部分  21-24
    2.1.2 结果与讨论  24-28
  2.2 胶州湾陆源NP入海通量  28-32
    2.2.1 胶州湾排污陆源排污单元划分和NP通量估算方法  28-30
    2.2.2 胶州湾陆源NP的入海通量  30-32
  2.3 小结  32-34
3 胶州湾NP污染现状  34-42
  3.1 实验部分  34-36
    3.1.1 样品采集  34-35
    3.1.2 化学试剂与仪器  35-36
    3.1.3 样品前处理  36
    3.1.4 样品测定  36
    3.1.5 质量控制与质量保证  36
  3.2 结果与讨论  36-41
    3.2.1 NP的检测限和回收率  36
    3.2.2 胶州湾海水中NP分布特征  36-39
    3.2.3 胶州湾沉积物中NP分布特征  39-41
  3.3 小结  41-42
4 胶州湾NP污染风险评价  42-58
  4.1 NP胶州湾典型浮游植物生长的影响  42-46
    4.1.1 实验部分  42-44
    4.1.2 结果与分析  44-46
  4.2 NP对胶州湾典型浮游植物的抗氧化作用的影响  46-53
    4.2.1 实验部分  47-49
    4.2.2 结果与讨论  49-53
  4.3 胶州湾NP污染的风险评价  53-56
    4.3.1 NP胶州湾海洋生态系统影响风险评价基准的确定  54
    4.3.2 胶州湾NP生态系统风险评价  54-56
  4.4 小结  56-58
5 结论  58-60
参考文献  60-69
致谢  69-70
硕士期间发表的文章  70

胶州湾壬基酚陆源入海通量、污染特征及生态风险评价

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