五大連池藥泉湖表層沉積物有機污染狀況及分布特征

楊　臣　曾　穎　李月興　方振興

( 黑龍江省科學院火山與礦泉研究所，哈爾濱 黑龍江　150000)

五大連池藥泉湖表層沉積物有機污染狀況及分布特征

楊臣曾穎李月興方振興

( 黑龍江省科學院火山與礦泉研究所，哈爾濱 黑龍江150000)

【摘要】在五大連池藥泉湖采集了6個表層沉積物，采用GC/MS方法測定其中有機污染物，以探討藥泉湖沉積物的有機污染狀況及分布特征。結果表明：共檢出有機物99種，有機污染物的數量分布規律服從入水口>出水口>深水湖心，表明藥泉湖排入口、排出口附近的污染源與藥泉湖底泥中有機污染程度關系密切，周圍農田及娛樂設施對藥泉湖的有機污染造成很大的影響。

【關鍵詞】藥泉湖；表層沉積物；有機污染物

五大連池位于黑龍江省黑河市境內，是中國最典型和最完整的近代火山噴發遺跡，已獲得“世界地質公園”、“世界生物圈保護區”、“中國礦泉城”等稱號。黑龍江省把五大連池礦泉水列為繼煤炭、木材、糧食、石油之后第五大資源開發項目。其中藥泉湖地處五大連池國家級自然保護區的核心部分，目前有機污染嚴重。本文以五大連池藥泉湖表層沉積物作為研究對象，探討其有機污染狀況，不僅能為藥泉湖內源污染控制方法的制定提供重要的科學依據，同時也為整個五大連池自然保護區的保護、管理及合理開發利用提供科學依據。

1材料與方法

1.1　樣品采集

在現場調研和資料分析的基礎上，根據藥泉湖的形態特征、主要出入水口及周邊排污狀況設置了6個采樣點。所有采樣點均使用全球衛星定位系統進行定位，地理位置及分布圖見表1。

表1　藥泉湖采樣點地理位置

其中N1為地震臺入水口，N2是林業局入水口，N3是石龍入水口，N4是深水湖心，N5是瀑布出水口，N6是水廠涵洞入水口。2010年10月采用抓斗式采樣器采集藥泉湖表層0～5cm表層沉積物0.5～1.0kg(底泥呈黑色，有少量褐色沙石，有腥臭味)裝入密實聚乙烯封口塑料袋，運回實驗室放于通風陰涼處，讓其自然風干，剔除石頭及動植物殘體等雜質，使其通過20目尼龍網篩，篩下的樣品用四分法縮分至所需量，用研缽磨碎，過120目尼龍網篩，裝入棕色廣口瓶中，貼上棕色廣口瓶中，貼上標簽備用。

1.2　樣品的前處理

準確稱取20.00g底泥樣品放入已萃取過的紙袋中，然后置于索氏提取器中，加入代標后，用100mL體積比為1∶1的丙酮/正己烷混合溶劑于70℃水浴中提取24h，使溶劑回流速率保持在一小時6次左右。萃取相過無水硫酸鈉進行脫水，脫水后使用旋轉蒸發儀進行濃縮至1mL，使用帶有聚四氟乙烯塞玻璃柱作層析柱進行凈化。下部塞少許經過處理的脫脂棉后，在層析柱中先加入30mL二氯甲烷，在硅膠柱中先裝入2cm左右的無水硫酸鈉，再裝入10g硅膠，再裝入2cm左右的無水Na2SO4，待二氯甲烷潤洗后加入正已烷和二氯甲烷的混合液再潤洗一遍(去除污染物)，將濃縮的有機相轉移至硅膠層析柱中，用120mL正己烷/二氯甲烷混合溶劑淋洗，圓底燒瓶收集流出液。

使用旋轉蒸發儀將流出液進行旋蒸濃縮至1mL，轉移至刻度試管，在柔和高純氮氣流下濃縮，并加入一定量的內標物質，最后定容至1mL，混勻后用GC-MS測定。

1.3　樣品分析

有機物的定性由Agilent6890NG和5973MS完成，色譜柱為HP-5MS型(30m×0.25mm×0.25μm)。

升溫程序為：柱溫45℃保持3min，然后以25℃/min的速度升溫到300℃，保持10min。恒流無分流進樣2.0μL，載氣為高純He氣。

定性方法：質譜掃描離子質荷比范圍為10-750，采用與Agilent儀器自帶的NIST譜庫對照的方法對實際樣品中的有機物質進行定性。

2結果與討論

藥泉湖6個采樣點底泥中有機污染物共有99種，按種類依次為烷烴烯烴類23種、多環芳烴20種、苯系物17種、醇酚類13種、醛酮類8種、胺、氰類6種、酸酯類4種、鹵代物4種、雜環類3種及農藥類1種。其中我國優先控制污染物“黑名單”共11種，占總有機物種類的11.11%，屬于美國129種優先污染物“黑名單”共14種，占總有機物總數的14.14%。除了農藥類、鹵代物及酸、酯類外，其余各種有機污染物的檢出率均高達100%。各采樣點有機污染物檢出情況如表2所示。

表2　藥泉湖底泥中有機污染物分類表

3結論

雖然當地環境保護部門已陸續組織生態移民，退耕還林、還草、還濕等工作，并在一定程度上減少了外源污染，但仍不能完全避免五大連池藥泉湖水質惡化。主要因為底泥內污染源仍將在較長時間里嚴重影響上覆水體的水質，并對底棲生物產生毒害作用，同時通過生物富集、食物鏈放大等途徑，進一步影響陸地生物和人類健康。本文以五大連池藥泉湖表層沉積物作為研究對象，探討其有機污染狀況。研究表明，(1)有機污染物的數量分布規律服從N3石龍入水口>N2林業局入水口=N6水廠涵洞入水口>N1地震臺入水口>N5瀑布出水口>N4深水湖心的規律，即入水口>出水口>深水湖心，表明藥泉湖排入口、排出口附近的污染源與藥泉湖底泥中有機污染程度關系密切，周圍農田及娛樂設施對藥泉湖的有機污染造成很大的影響。(2)有機污染物的種類來看，地震臺入水口為唯一發現有機氯農藥DDT的入水口，因此要注意該入水口匯入水源及周邊農田、農戶對藥泉湖造成的有機污染；林業局入水口發現的多環芳烴種類最多，通過實地調研，并參照多環芳烴的主要來源，該入水口鄰近的林業局等公設單位冬季使用煤取暖，由于煤爐排放的廢氣中多環芳烴濃度會非常高，因此要關注冬季取暖對藥泉湖多環芳烴的影響；深水湖心檢驗出的化合物種類最少，酸酯類、鹵代物、農藥類及胺氰類化合物的檢出率均為零，也驗證了深水湖心的底泥受有機污染最小。

參考文獻：

[1]陳建林.運河水中懸浮物和底泥上有機物的探查[J].環境科學，1995，16(2)：69-72.

[2]逄守杰，金愛蓮，劉暢.細河底泥污染特征分析[J].環境保護科學，2003，115(29)：30.

[3]劉虎威，肖寧寧，李潤鍇.河流沉積物中有機污染物的分析研究進展[J].中國環境檢測，2001.17(5)：12.

引用文獻格式：楊臣等.五大連池藥泉湖表層沉積物有機污染狀況及分布特征[J].環境與可持續發展，2015，40(1)：155-156.

Organic Pollutants in Surface Sediment of Wudalianchi Drug Spring Lake and Its Distribution Characteristics

YANG ChenZENG YingLI YuexingFANG Zhenxing

(Heilongjiang Academy of Sciences Volcanoe and Spring Institute，Harbin Heilongjiang 150000 )

Abstract：using the GC/MS method，the organic pollutants of 6 sample of surface sediments in Wudalianchi Drug Spring Lake were collected and determined，to explore its organic pollutants situation and distribution characteristics.The results showed that：99 kinds of organic compounds are selected，the distribution of organic pollutants quantity comply with the order：inlet>outlet > the center of the lake，Organic pollutants in sediment of Wudalianchi Drug Spring has a close relationship with the pollution source of inlet and outlet，the nearby farmland and recreational facilities cause great influence.

Keywords：Wudalianchi Drug Spring Lake；surface sediments；organic pollutants

中圖分類號：X52

文獻標識碼：A

文章編號：1673-288X(2015)01-0155-02

通訊作者：曾穎，碩士，助理研究員，研究領域為環境科學

作者簡介：楊臣，高級工程師，研究方向為五大連池火山環境與生態風險評價