拉萨河流域生源物质及环境激素的分布及环境行为

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拉萨河是青藏高原经济发展的大动脉。生源物质是决定河流初级生产力的重要要素之一,然而关于拉萨河生源物质的数据却未能得到及时更新。作为新型污染物之一的环境激素(Endocrine disruptor compounds,EDCs)由于低浓度条件下的强生殖毒性而受到广泛关注,然而我国关于EDCs污染状况的研究主要集中东部地区,对西部偏远地区的研究尚少。目前拉萨河流域在环境激素污染方面的研究基本处于空白。作为我国生态环境良好的代表性水域,在拉萨河流域开展生源物质及EDCs的环境监测、风险评估及环境行为等相关研究十分有必要。考虑到水流量的影响,分别在丰水期和枯水期对拉萨河中下游河段开展生源物质及EDCs的监测研究,阐明了该河段河水及底泥中生源物质及EDCs的时空分布特征,并运用雌二醇当量及风险熵的计算对EDCs的雌激素活性和生态毒性进行了评价,最后运用实验室控制实验,开展了拉萨河底泥对氨氮的吸附-解吸研究及对双酚A的吸附研究。主要的研究成果如下:1)拉萨河河水p H值呈弱碱性,属于重碳酸盐类水。拉萨河河水主要受雨水补给,其中89%的补给发生在丰水期,强烈的稀释作用导致大多数生源物质浓度较枯水期低,丰水期拉萨河整体水质达到国标Ⅰ至Ⅱ类水。水体及底泥中生源要素空间变换规律一致,总有机碳含量由于上游降雨丰富、植被覆盖率高而表现为随海拔降低而降低的趋势;氮素及磷素由于下游人口密集、城市生活工业垃圾的集中排放表现为随海拔降低而升高,尤其是拉萨市样点及曲水样点污染较为严重。2)检测了8种EDCs在拉萨河中下游河段的河水,底泥,及土壤中的浓度。拉萨河水体和表层底泥10个监测点中,分别检测到3种及5种目标EDCs,以双酚A和雌三醇为主要污染物。拉萨河流域EDCs的总体水平和生态风险较低。然而,由于相对较高的城市化和工业化水平,以及枯水期低流量的稀释作用,下游地区的EDCs在枯水期仍处于相对较高水平和高风险状态。大坝截留造成的泥沙淤积以及在丰水期的泄洪影响双酚A的分布。3)研究了拉萨河底泥对氨氮的吸附和解吸规律。Henry模型对拉萨河底泥吸附氨氮的热力学特征拟合较好。氨氮的吸附和解吸由快速过程及慢速过程组成,解吸过程相对于吸附过程滞后,且表现出不完全解吸,在5 h内达到平衡。实验条件下,温度和盐度对底泥吸附氨氮的能力影响不大,p H的增高会提高底泥对氨氮的吸附能力。底泥对氨氮的吸附性受底泥中氨氮的本底值含量及有机质含量高低的影响。由于地处高原,土壤矿化有机质含量低,拉萨河底泥对氨氮的吸附能力普遍比平原地区底泥弱。4)研究了拉萨河底泥对双酚A的吸附规律。线性方程对拉萨河底泥吸附双酚A的热力学特征拟合较好,吸附系数与土壤有机质含量成正相关,拉萨河底泥由于有机质含量较低而表现出对双酚A的吸附性能较弱。吸附过程分为快速和慢速过程,平衡时间为24 h。实验条件下,背景溶液中Ca Cl2浓度的增加对底泥吸附双酚A表现出促进作用,而环境p H和温度的增加对底泥吸附双酚A表现出抑制作用。
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