浙江千岛湖底泥中有机氯污染物的时空分布及生态风险

As a national drinking water protection area, Zhejiang Qiandao Lake is an important drinking water source of Hangzhou and even of Zhejiang Province. What's more, Chun Fish and Nongfu Spring is renowned in the world. However, more than 1/3 of the sediment areas in Qiandao Lake used to be fertile, where organochlorine pesticides (OCPs) were heavily used owing to the developed agriculture. In the present project, residual levels of 22 OCPs and enantiomeric excess (EE) values of chiral OCPs in sediment of Qiandao Lake will be determined. The purpose is to provide information about contamination data of OCPs with enantiomeric features, and comprehensive assessment on the current contamination situation of OCPs in Qiandao Lake. Furthermore, using component analysis, major factor analysis and enantiomeric ratio (ER) value, sources recognition of OCPs and trend of pollution were investigated. Likewise, pure-enantiomer, obtained on semi-prepared chiral stationary phases by High Performance Liquid Chromatography, was used to study the enantioselective toxic effects of chiral OCPs on Daphnia magna. Ecological risks of OCPs in sediment in the study areas were also discussed. The project can provide basic data and scientific basis for environmental management of high risk areas and protection of human health.

浙江千岛湖作为国家一级饮用水保护区，是杭州市乃至浙江省重要的饮用水源地，淳牌有机鱼和农夫山泉更是享誉中外。然而，千岛湖湖区底泥面积超过1/3历史上都曾经是良田，由于有机氯农药（OCPs）过去长期的使用，其环境残留与污染不容无视。本项目试图对千岛湖湖区沉积物中22种OCPs的残留水平和手性OCPs对映体过剩的测定，提供具有对映体特征性的OCPs的时空分布，对该水域沉积物中OCPs的污染现状进行全面评估。并将结合组分分析，主因子分析及对映体比测定等手段，分析污染物的可能来源并预测污染趋势。项目将进一步借助半制备手性色谱柱，制备手性OCPs的纯对映体，并以大型蚤为受试生物，通过急、慢毒性实验，评价污染底泥生态毒性的对映体选择性，综合评估拟研究水域沉积物中OCPs的污染生态风险。本研究希望掌握千岛湖水域OCPs污染的确实情况，为历史遗留的生态环境高风险区的管理及人类健康保障提供基础数据及科学依据。

本项目的开展有以下几个目的：①为浙江千岛湖水域重要功能区底泥提供具有对映体特征性的OCPs时空分布的数据；②研究该水域OCPs的可能来源、传输机制，并预测污染趋势；③对手性OCPs污染底泥生态毒性进行对映体选择性研究； ④结合实际污染水平，对该海域沉积物中OCPs的生态风险进行综合评估。主要研究成果如下：有机氯农药的污染水平为0.03-19.34 ng/g，其中HCHs和DDTs的浓度范围分别为0.03-5.75 ng/g和0-14.39 ng/g，与世界范围内其他水域底泥相关化合物浓度相比处于中低水平；HCHs的四种异构体中，β-HCH的含量和α-HCH/γ-HCH的比值说明，HCHs可能部分来自于老的污染物。而对于DDTs而言，(DDE + DDD)/DDT的比值反映浙江千岛湖沉积物中的DDT农药一部分来自于早期残留，近期还可能有新的污染源输入；所有采样点中2,4-DDD都发生对映体选择性降解，EF值都小于0.5，（+）的对映体优先降解。对于α-HCH和2,4-DDT来说，EF值在0.339-0.732和0.326-0.725之间，部分发生对映体选择性降解。TC和CC由于浓度太低，在本论文手性研究中未检出；手性有机氯农药α-HCH和2,4-DDT的外消旋体及其对映体对水生生物 D. magna 的急性毒性大小顺序分别为(+)-α-HCH > Rac-α-HCH > (-)-α-HCH和(-)-o,p'-DDT > Rac-o,p'-DDT > (+)-o,p'-DDT。慢性毒性试验结果表明，低浓度的(+)-α-HCH和(-)-o,p'-DDT慢性毒性更大；采用ERL/ERM质量评价标准对浙江千岛湖沉积物中有机氯农药环境风险评价结果表明，γ-HCH, o,p-DDT 和 p,p’-DDT的生态风险较高，对千岛湖中生物和饮用水存在着潜在的健康风险。到目前为止，所有的沉积物质量评价标准都是建立在外消旋水平上，我们进一步的工作将首先尝试在对映体水平上评估手性农药在沉积物中的生态毒理学效应。