我國南北方湖泊沉積物多環(huán)芳烴污染地理格局、歷史變化及溯源解析進(jìn)展
多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）是一類(lèi)具有致畸、致癌、致突變效應的毒害性有機污染物。環(huán)境中PAHs來(lái)源廣泛，包括森林火災和火山噴發(fā)等自然源、化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)污廢水排放等人為源，其中人為源是其主要來(lái)源。PAHs的疏水親脂性和持久性使得湖泊沉積物成為流域PAHs污染輸入的“匯”，沉積物PAHs污染蓄積特征是流域人類(lèi)活動(dòng)強度、削減治理等的集中體現。我國幅員遼闊，南北方在氣候環(huán)境、能源構成和消費、工業(yè)發(fā)展程度等方面均存在較大的空間異質(zhì)性，系統識別南北方湖泊沉積物PAHs污染空間地理分布、歷史賦存及來(lái)源特征，是開(kāi)展湖泊沉積物環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)的基礎，也是因地制宜制定湖泊流域毒害性有機污染治理和管控措施的重要依據。
在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的資助下，選擇美國環(huán)?？偩?/span>USEPA規定的16種優(yōu)控PAHs為目標污染物，通過(guò)南北方89個(gè)湖泊現場(chǎng)調查評估和歷史基礎資料收集，闡明了我國南北方湖泊沉積物PAHs污染空間地理格局和歷史變化，解析了區域湖泊沉積物PAHs來(lái)源差異，評價(jià)了復合污染下沉積物環(huán)境質(zhì)量，基于源解析提出了南北方湖泊PAHs污染削減管控的初步建議。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials和《環(huán)境科學(xué)》，通訊作者為薛濱研究員和趙中華副研究員。
首先，湖泊沉積物PAHs污染時(shí)空格局表明，南方地區能源消耗量大和工業(yè)更為發(fā)達，其湖泊PAHs污染普遍較北方湖泊嚴重（圖1）。北方湖泊PAHs歷史變化分析顯示，自新中國成立初期至21世紀初，PAHs含量呈現上升趨勢，其主要受控于我國經(jīng)濟發(fā)展和能源消費量的增加；自2010年以來(lái)，隨著(zhù)我國能源消費結構轉變和污水處理工藝升級，PAHs污染程度有所緩解。
圖1 我國南北方湖泊沉積物PAHs時(shí)空分布
其次，正向（排放因子法）和逆向（PMF受體模型）溯源（圖2）解析表明，南方湖泊PAHs主要來(lái)源于交通運輸部門(mén)的石油燃燒（42.0%）和工業(yè)部門(mén)的煤炭燃燒以及生產(chǎn)排放（25.4%）；家庭燃煤（37.6%）則是北方地區PAHs最主要的污染源，其次為農業(yè)和住宅生物質(zhì)燃燒（25.6%）。此外，近百年來(lái)北方湖泊PAHs來(lái)源已由生物質(zhì)燃燒源轉變?yōu)槭秃兔禾咳紵础?/span>
圖2 我國南北方湖泊沉積物PAHs來(lái)源解析
最后，沉積物環(huán)境質(zhì)量綜合指數（SeQI）評價(jià)（圖3）顯示，我國南方湖泊沉積物質(zhì)量有38.2%處于poor-very poor水平，而北方湖泊僅15.2%處于poor狀態(tài)。綜合南北方沉積物PAHs溯源和綜合風(fēng)險評估結果，對我國南北方湖泊PAHs污染提出區域污染治理措施和建議。
圖3 我國南北方湖泊沉積物環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128545、https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202106235