极地环境中有机氯农药的分析方法及其分布特征研究

• Main Author: 陈昭晶
• Other Authors: 张庆华
• Format: Other/Unknown Material
• Language: unknown
• Published: 2015
• Subjects: 高分辨气相色谱/高分辨质谱; 有机氯农药; 南极; 北极; 土壤; 植物; High Resolution Gas chromatography/High Resolution Mass Spectrometry (Hrgc/hrms); Organochlorine Pesticides (Ocps); Antarctica; The Arctic; Soil; Vegetation．; Arctic; Antarc*
• Online Access: http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/34356

持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants, POPs）具有高毒性、环境持久性、生物富集性和长距离迁移能力。有机氯农药（organochlorine pesticides, OCPs）是环境中典型的POPs物质，主要来自于人为活动。大部分OCPs如六氯苯（HCB）、滴滴涕类（DDTs）、六六六类（HCHs）及氯丹类化合物（CHLs）等已被大部分国家禁止或限制使用多年，然而 OCPs在全球环境中仍存在普遍检出，包括极地和偏远山区。本论文即针对极地环境样品中痕量 OCPs，应用高分辨气相色谱-高分辨质谱联用技术（HRGC-HRMS），对南极长城站和北极黄河站区域的土壤、沉积物和植物等多种环境介质进行分析检测，揭示了污染物浓度水平、分布特征以及可能的来源。全文主要开展了以下三方面工作： (1)优化了样品前处理过程，建立了同位素稀释（Isotopic dilution，ID）/HRGC-HRMS法同时分析极地样品中23种OCPs的分析方法。样品经冷冻干燥、研磨处理后用正己烷：二氯甲烷（1/1，v/v）混合溶剂进行加速溶剂萃取（ASE），萃取液经中性硅胶-氧化铝复合柱和 C18SPE柱净化后，进 HRGC/HRMS检测分析。以同位素标记的 OCPs同类物为内标，采用平均相对响应因子法对目标物进行定量，6点标准曲线响应因子的相对标准偏差（RSD）≤20%，标准曲线的线性范围为 0.4-800μgL-1.基质加标法测定的回收率在 62%-101%之间。将本方法应用于实际样品分析，OCPs在土壤、苔藓和地衣样品中的检出限（Limits of detection，LODs）分别为 0.024-5.01pg•g-1，0.2-12.2 pg•g-1和0.020-13.7 pg•g-1，同文献报道的 GC-ECD和GC-MS方法相比检出限降低一个数量级以上，因此能够更好地满足极地环境样品中 OCPs的检测分析。 (2)应用该方法，针对南极长城站区域环境中 OCPs的浓度水平、分布特征和来源进行了研究。对土壤、底泥、苔藓和地衣样品的分析结果显示，OCPs浓度总体上相对较低。土壤和底泥、苔藓以及地衣中 OCPs总含量分别为412 (93.6-1260)，492 (223-1053)以及635 (373-812)pgg-1干重（dw），粪土中OCPs含量高于普通土壤。六氯苯（HCB）、滴滴涕类（DDTs）和六六六类（HCHs）为主要的OCPs污染物，而氯丹类化合物（CHLs）、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂和灭蚁灵的浓度及检出率相对偏低。对 OCPs单体比值的分析表明，该地区 HCHs受到工业产品和林丹两种源的共同影响，DDTs和 CHLs则分别受到工业滴滴涕和工业氯丹产品旧源的影响。土壤和底泥样品中多种 OCPs的浓度与相应的总有机碳（TOC）含量呈线性正相关。 (3)对北极新奥尔松和伦敦岛OCPs的污染水平、分布特征和来源进行了研究。OCPs在北极地区的环境样品中存在普遍检出。土壤样品中 Σ23OCPs的平均浓度为184pg g-1dw，浓度范围在 124-258pg g-1dw之间。六种植物样品中的Σ23OCPs的平均浓度在711pgg-1dw-3212pg g-1dw之间，比南极植物中 OCPs的浓度高出约一个数量级。六氯苯（HCB）、滴滴涕类（DDTs）、六六六类（HCHs）及氯丹类化合物（CHLs）是主要的 OCPs污染物。样品中 α-HCH/γ-HCH和 p,p'-DDE/p,p'-DDT的比值计算表明，该地区 HCHs的存在受到工业品 HCH和林丹（γ-HCH）的共同作用，而 DDTs的存在主要来自工业品 DDT的历史残留。对土壤-植物体系中 20种 OCP化合物的 BAFs值与其 LogKOW值之间关系的分析结果表明，植物对 LogKOW值在 6.1附近的 OCP化合物的生物富集因子最大。