三峽庫區重慶段重點水域沉積物多環芳烴的污染特征及生態風險評價

摘 要：三峽庫區的生態環境問題一直是人們所關注的，它對保證三峽工程健康、提高三峽庫區社會經濟效益以及可持續健康發展都有一定利好。但與此同時，三峽庫區生態環境也是存在一定敏感性與應激性的，目前甚至在某些庫區中存在著環境污染嚴重問題。本文就著重分析了三峽庫區重慶段重點水域的污染沉積物——多環芳烴的基本污染特征，并結合具體樣品采集實驗對該庫區多環芳烴的生態污染風險問題進行評價。

關鍵詞：多環芳烴；沉積物；三峽庫區重慶段；樣品采集實驗；生態風險評價

多環芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）在各類環境介質中都能被有效檢出，它是一類具有高致癌性、致畸性、致突變性的帶有持久強毒效應的有機污染物，，在美國環保署，多環芳烴已經被列入到優先控制污染物名單中，是對人體健康危害較大的一類污染物。

一、多環芳烴的污染特性及三峽庫區水域的沉積情況

（一）多環芳烴的污染特性

多環芳烴擁有較小的蒸氣壓、較低的溶解度以及較高的辛酵—水分配比系數，它會強烈的分配到非水相中，在水環境中趨向吸附于各種顆粒物上，所以沉積物就應當是它最終的環境歸宿。當多環芳烴被沉積物底質吸附，而沉積物又被生物吸收后就會持續積累產生巨大危害，所以實際上它不僅僅通過沉積物，更通過水中生物鏈進行傳遞，進而威脅到人類健康。再者，多環芳烴也可在地球化學循環條件下重新釋放到水體中，造成嚴重的二次水域污染，嚴重影響水質情況。為此，必須結合水域沉積物中的多環芳烴污染展開分析，實施有針對性的水域生態風險評價。

（二）三峽庫區水域的沉積物多環芳烴污染情況

根據過往國內外相關研究發現我國長江流域沉積物中是存在大量的多環芳烴的，他啊主要集中在長江入海口區域，例如像南京、武漢、重慶等水域段斷面都存在大量多環芳烴。一般來說，從長江自上游至下游水體沉積物中的多環芳烴分布含量呈現上升趨勢，特別是重慶段成渝經濟區內長江干流與支流的水體沉積物中多環芳烴質量比平均值高達278.1ng/g，且其污染水平表現也相對較高。

客觀講，三峽庫區重慶段是整個三峽水庫的重要集水流域，重慶段一旦遭受污染將直接影響整個三峽水庫水質。根據相關研究表明，三峽水庫重慶段的建設可令長江上游河流徑流量減少，但同時它也會導致水體沉積物中大量多環芳烴的積累，進而提高庫區水質污染水平，為長江流域生態環境造成潛在威脅。目前需要為重慶段中重慶主城區部分與工業園區部分設置監測斷面，考察該流域中水體沉積物的多環芳烴空間分布特征，并對其來源進行判斷解析，采用沉積物質量基準實驗方法配合沉積物質量標準法對多環芳烴的生態風險內容進行評價。必要時也要建立治理多環芳烴的預警監測技術平臺[1]。

二、三峽庫區重慶段水域沉積物多環芳烴樣品采集與預處理實驗分析

（一）材料選取與樣品采集

此次實驗材料所選取的是三峽水庫重慶段嘉陵江的JL01～JL03 3個點以及長江的CJ01～CJ06 6個點布置采樣斷面，并在重慶段布置入境斷面，所有9個點全部布設于重慶段化工園區的上游和下游位置，采樣斷面河寬為350～700m。同時在每一個斷面的順流方向設置左右兩個采樣點，采樣點的表層深度為最大10cm。在9個斷面中再設置可采集1000g沉積物樣品的抓斗式采樣器。隨后對所采集的沉積物樣品進行實驗室分析。要保證樣品在12小時內就被運回實驗室，在4℃以下的冷藏環境中保存待測。

（二）樣品預處理

樣品預處理要保證質量控制到位，將冷藏干燥后的樣品進行研磨過篩（0.15mm篩），過篩后再放入-20℃環境中保存。在樣品預處理階段，可準確稱取30g樣品以及2g硅藻土，在充分混合均勻后再加入34mL的萃取溶液進行萃取。萃取基本過程如下：

首先選擇萃取藥品為正己烷和二氯甲烷，加熱環境溫度為100℃，萃取壓力審定為10.35MPa，在靜態萃取環境中循環3次，保證在溶劑淋洗體積為60%的萃取池中萃取，配合氮氣進行吹掃收集提取液體樣本，提取時間持續60s。最后提取出的樣品提取液要濃縮到5mL左右，并用乙酸乙酯與環己烷進行定容（定容標準為10mL）。預處理后將提取液全部轉移到全自動凝膠滲透色譜儀中進行凈化。最后收集20～50min的洗脫液150mL，配合氮吹濃縮到0.5mL，再利乙腈置換溶劑定容到1.0mL等待下一輪實驗測量。

（三）樣品質量控制

在樣品質量控制過程中，主要利用加標回收方法進行質量控制，測定樣品回收率。在測定回收率過程中首先要保證回收率控制在70%～100%范圍內，同時通過加標回收率實驗結果分析多環芳烴中Nap的回收率，要將其控制在55%～60%范圍內。

（四）結果討論

在該試驗中主要對重慶段重點水域水體沉積物中的多環芳烴污染水平、分布組成、來源等等進行分辨辨析，下文主要以試驗中水體沉積物中的多環芳烴污染水平指標進行分析。發現該區域水體中存在Ace、BaP、BaP-eq等毒性物質，可通過熒光效應檢測出來，總共15種多環芳烴的變異系數CV均大于85%，這表明在三峽庫區重慶段中沉積物中多環芳烴的分布差異相當之大。在經過進一步的分析發現，重慶段水體沉積物中多環芳烴對水體的污染水平為中等水平，其中致癌單體占總量比例并不高，但它卻是多環芳烴毒性的主要貢獻者。總體來講，重慶段三峽水域中的多環芳烴的污染特征明顯，且其在沉積物中的質量比略高于長江入海口、長江安慶段等地等等。這表明多環芳烴更容易揮發到水體中，伴隨水相遷移[2]。

三、三峽庫區重慶段水域沉積物多環芳烴的生態風險評價

在三峽庫區重慶段水域沉積物中，多環芳烴的生態風險評價也非常重要，結合沉積物本身的質量標準，可采用北美加拿大魁北克省在2006年所頒布的沉積物質量標準對重慶段三峽水庫展開評價。在重慶段選擇5個區域進行閾值評價分析，并將9個斷面的15中多環芳烴標準數據展示出來，劃分閾值區間，例如可圍繞Nap為主研究水域水體沉積物中的多環芳烴含量。在經過分析后發現9個斷面中的多環芳烴沉積量均介于TEL與OEL之間。在生態風險監測評價過程中，可對比不同多環芳烴物質的質量比變化趨勢，在對比中發現其中JL03、CJ02兩個斷面的多環芳烴質量比小于REL，這就表明這兩個斷面基本不會產生生物毒性影響[3]。

總結：

綜上所述，三峽庫區重慶段的下游沉積物中多環芳烴質量比較高，相當于上游質量比的25倍以上，且其它斷面中多環芳烴的質量比一般都小于370ng/g，下游沉積物中多環芳烴以2～3環質量比最高，占到總量的55.20%，其余斷面的多環芳烴質量比占到總量的25.80%～60.20%。多環芳烴對三峽庫區水體污染威脅較大，為此重慶段在未來還要進一步加強針對斷面的監測工作，優化三峽庫區水域質量。

參考文獻：

[1]鄒家素，孫秀萍，鄭璇， 等.三峽庫區重慶段重點水域沉積物多環芳烴的污染特征及生態風險評價[J].安全與環境學報，2017，17（4）：1548-1553.

[2]劉夢琳.淮河上游多環芳烴的分布特征及生態風險評價[D].河南：河南師范大學，2016.

[3]盧騰騰，林欽，柯常亮， 等.珠江口伶仃洋水域沉積物中多環芳烴及其生態風險評價[J].中國水產科學，2012，19（2）：336-347.

作者簡介：

蔡文良（1980-），男，博士研究生，主要從事水污染控制的研究.

*基金項目：重慶市教委科學技術項目，三峽庫區消落帶多環芳烴（PAHs）污染特征研究， KJ1735448；

重慶水利電力職業技術學院人才引進基金項目，重慶市水庫水源地典型水生植物DOM分布特征及來源解析， KRC201404； 重慶市教委科學技術項目，三峽庫區消落帶水環境溶解性有機質（DOM）光譜特征及其來源解析， KJQN201803801）