影响当前使用农药（CUPs）在河流-河口-海洋间变迁流的控制因素与机制研究

With the global ban of organochlorine pesticides, more and more new pesticides were used in agriculture and they were released into the environments. These current used pesticides (CUPs) would get into the sea via the rivers. Changes of CUPs are expected to occur in the river-estuary-sea stream. However, the influence factor on the changes, their transport potential in the river-estuary-sea stream, and the strength of CUPs into the sea via the rivers are poorly understood. In this study, CUPs in the 3 typical river-estuary-sea streams around the Bo Sea will be analyzed in seawater and sediment to (1) investigate the occurrence, pattern, spatial and temporal changes in the 3 streams; (2) calculate the removal rates of different CUPs based on the reference compound and analyze the factors influencing their removal rates in the river-estuary-sea stream; (3) reveal the key factors and mechanism controlling their changes in the river-estuary-sea stream; (4) estimate the influence of partitioning of CUPs in seawater and sediment in the estuary zone on the changes in the streams; and (5) calculate the input contribution of CUPs in the sea via the rivers. The findings of the study will promote the understanding of the transport potential and environmental fate of CUPs in the coastal environments of China.

有机氯农药的禁用使得大量新型农药被广泛使用并进入环境，这些当前使用农药（CUPs）会随着河流进入海洋。在CUPs由河流经河口进入海洋的变迁流过程中，有关CUPs的迁移能力与分配等多介质环境行为的研究仍非常缺乏。本研究以典型CUPs为目标物，考察它们在3个河流-河口-海洋目标体系（大辽河、海河和小清河）中水体和沉积物中的赋存、组成特征与时空变化，计算其在河流-河口-海洋变迁流过程中的消减率，评价CUPs在河流-河口-海洋间的迁移能力，揭示控制CUPs在河流-河口-海洋间变迁流的关键因素与机制，阐明CUPs在水体和沉积物中的分配过程及其对河流-河口-海洋变迁流的影响，评估河流输入对区域海洋环境中CUPs的贡献，并分析不同CUPs组分进入海洋环境的主要途径的差异。本项目对于揭示我国近海海洋环境中CUPs的分布和环境归趋，以及准确评价CUPs的生态风险都具有重要的科学意义。

持久性有机污染物在海洋各环境介质中的分布与多介质环境行为决定着其环境归趋与生态风险。本研究通过采集海水、海洋沉积物和海洋大气样品并分析各环境介质中典型磷代阻燃剂、氟代化合物和氯化石蜡的含量，基于有关浓度数据，考察了目标物质在各海洋环境介质中的赋存、组成、分布和来源，分析了各目标物质不同组分在不同介质中分布情况，讨论了影响其分布的控制因素。通过改进优化样品前处理和仪器分析条件，研究开发了适用于海洋沉积物和海水中典型含磷阻燃剂、多氯联苯的前处理与仪器检测方法，可一次进样同时分析不同介质中24中典型含磷阻燃剂，以及多氯联苯，方法灵敏，抗干扰能力强，能够适用于海洋沉积物和海水中目标物的检测。分别采用主成分分析-多元线性回归、正矩阵因子分解和Unmix模型等3种源解析技术对渤海主要入海河流中的典型含磷阻燃剂的来源进行解析。结果表明，入海河流中典型含磷阻燃剂主要来源于非饱和类聚酯物质、聚氯乙烯类物质和聚氨酯泡沫类物质，占总量的94.7%。3种源解析技术均能较好解释主要来源和变异情况，其中，主成分分析-多元线性回归法的结果较好。采用逸度方法，研究了大连近岸海域海水和沉积物中氟代化合物的扩散趋势，讨论了不同链长的氟代化合物的扩散规律，随着氟代化合物链长增长，其疏水性增强，更易吸附于沉积物中。中长链的氟代化合物逐渐由平衡态转变为由海水向沉积物扩散，沉积物可能是中长链氟代化合物在环境中的汇。此外，随链长的增加，沉积物有机碳对长链PFASs在海水-沉积物间的扩散行为影响更明显。考察了短链氯化石蜡在渤海典型海湾的海-气交换行为与交换通量，估算获取了沉降通量和不确定度，讨论了控制海-气交换趋势和通量的主要因素。对8至10氯组分海气交换状态为沉降状态，而对5和6氯组分，为海-气平衡附近，不过，在温度较高的8月的5氯组分处于挥发状态。影响氯化石蜡海-气交换状态的控制因子是大气中的浓度和环境温度。