北运河水系中农药污染特征及其生态风险研究
文献类型:学位论文
作者 | 张阳萍 |
答辩日期 | 2021-06 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 杨敏 ; 张海峰 |
关键词 | 有机氯农药,农药筛查,城市污水厂,北运河水系,生态风险 organochlorine Pesticides, Pesticide Screening, Wastewater Treatment Plant, North Canal Aquatic System, Ecological Risk |
学位名称 | 工学博士 |
学位专业 | 环境工程 |
其他题名 | Profiles and risk assessment of pesticides in North Canal aquatic system |
英文摘要 | 传统农药如有机氯农药具有较强的生物毒性以及持久性,已经逐渐被新兴 农药代替使用。这些农药在城市里被广泛用于草坪、高尔夫球场维护,建筑材 料防腐、药物的有效成分等。研究表明新兴农药在环境中很容易发生降解并生 产新的产物,部分产物的内分泌干扰性以及遗传毒性比母体更强。本研究首先 对城市受纳河流中的有机氯农药进行了污染评价,在此基础上,使用高效液相 色谱-四级杆飞行时间质谱仪(HPLC-QTOF-MS)联合高分辨数据谱库对污水和 受纳河流中的新兴农药和转化产物进行了识别研究,最后对受纳河流中农药污 染状况进行了风险评价。城市水体中的农药污染物的分析状况如下: 斯德哥尔摩公约实施以后,北京市受纳水体中大部分有机氯农药如七氯, 六氯环己烷,六六六和滴滴涕等的浓度水平显著降低。但是,艾氏剂 (13.4-163 ng/L)、狄氏剂 (1.1-23.3 ng/L)、阿特拉津 (9.3-311 ng/L)等在水体中的含量仍然 处于较高水平。风险评价结果显示艾氏剂和阿特拉津对鱼类和藻类构成潜在风 险。 使用 HPLC-QTOF-MS 共识别水体中农药及其转化产物 59 种,通过定量和 半定量的方法对其浓度水平进行评估,结果显示转化产物检出浓度普遍高于母 体,其中咪鲜胺的转化产物咪鲜胺-1 平均检出浓度 (168 ng/L) 是其母体 (1.4 ng/L)的 120 倍。杀菌剂及其相关产物是污水厂出水中的主要污染物,排入河流 后导致下游污染物浓度升高。污水厂出水中还检出大量避蚊胺,少量的新烟碱 类、苯甲酰脲类杀虫剂和转化产物,其检出浓度高于受纳水体,这就说明这些 污染物主要用于家庭卫生,从而随着城污系统进入受纳水体。而除草剂及其相 关产物在受纳水体中的含量高于污水厂出水,这是因为除草剂使用单一,主要 在城市绿化中控制杂草生长,最终随着地表径流进入受纳水体。生态风险评价 结果显示 21 种污染物风险熵大于 0.1,其中 13 种农药大于 1,属于高风险污染 物。最后皮尔森相关性分析结果显示 42%的农药可能来源于污水厂,但是除草 剂更可能来源于城市绿化、农田使用等。 研究表明传统的污水处理工艺仅对部分农药去除效果明显,如 2-羟基苯并 噻唑、多菌灵、非诺贝特酸、避蚊胺、毒死蜱等。但是会伴随着副产物生成如 2-氨基苯并咪唑、醚菌酯-8-5、氧烟酸等。同时研究表明传统的污水处理工艺对 大部分农药如戊唑醇、丙环唑、己唑醇、氟虫腈等的去除率较低。由于工艺去 除效率有限,污水厂出水中多菌灵和嘧菌酯的风险熵已经大于 1,排入受纳水 体后对生物安全造成严重影响。此外,风险熵大于 1 的物质还有扑草净和阿特 拉津,属于高风险污染物。戊唑醇、丙环唑、氟虫腈风险熵介于 0.1 和 1 之 间,属于潜在风险污染物。 综上所述,北运河中传统有机氯农药检出水平明显下降,但是检出大量的 新兴农药及其代谢产物,严重影响水生态安全。研究表明大部分农药很难被传 统污水处理工艺去除,同时伴随着副产物生成,这些污染物最终随着城污系统 进入受纳水体。因此建议提高污水处理效率,同时从源头控制农药排放,并加 强农药及其转化产物的监测管理。 |
页码 | 147 |
源URL | [https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47156] ![]() |
专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 张阳萍. 北运河水系中农药污染特征及其生态风险研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021. |
入库方式: OAI收割
来源:生态环境研究中心
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