廣西壯族自治區海域表層沉積物中多氯聯苯的特征和生態風險

劉保良 陳旭陽 魏春雷 冀春艷

摘要：為防治海洋環境污染和保護海洋生態環境，文章在2011年采樣調查的基礎上，分析廣西壯族自治區海域表層沉積物中多氯聯苯的含量、分布和組成等特征，并評價其生態風險。研究結果表明：7種多氯聯苯單體均被檢出，多氯聯苯含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于我國其他海灣和河口，多氯聯苯總體污染水平較低;以大風江入海口為界，西部海域的多氯聯苯含量明顯高于東部海域，主要與西部城市的工業和排污有關;多氯聯苯主要為三氯聯苯和四氯聯苯，與我國生產和應用實際相符;多氯聯苯含量符合國家海洋沉積物質量一類標準，且生態風險較低。

關鍵詞：海洋生態環境;海洋污染;生物毒害;氯化物;有機污染

中圖分類號：X55;P76文獻標志碼：A文章編號：1005-9857（2019）10-0030-04

Characteristics and Ecological Risk of Polychlorinated Biphenyls in Surface Sediments in Guangxi Sea Area

LIU Baoliang，CHEN Xuyang，WEI Chunlei，JI Chunyan

（Beihai Marine Environmental Monitoring Center Station，SOA，Beihai 536000，China）

Abstract：For prevention and control of marine environmental pollution and protection of marine ecological environment，the content and spatial distribution of PCBs in Guangxi sea area were discussed and integrative pollution effect of persistent toxic substances were evaluated，based on the data of sampling survey in 2011.Results showed that all of 7 congeners of PCBs were determined，the total concentrations of PCBs range from 0.58 ngg to 4.85 ngg which was obviously lower than other bays and estuaries in China，the overall pollution level of PCBs was low.Taking Dafeng River as the boundary，the contents of PCBs in western sea area was obviously higher than that in the eastern sea area，mainly related to industry and sewage discharge in western cities.The congeners of PCBs were characterized with 3，4CB，which is related to the production and use of PCBs in China. The contents of PCBs was lower than the first class of national standards for marine sediment quality，and the potential ecological risk in Guangxi sea area was low.

Key words：Marine ecological environment，Marine pollution，Biological toxicity，Chloride，Organic pollution

0引言

多氯聯苯（PCBs）是以聯苯為原料，在高溫條件下經催化氯化而生成的氯代芳烴，結構較穩定，不易在自然環境中降解，是最具代表性的持久性有機污染物（POPs）之一。自然環境中的PCBs主要來源于變壓器和電容器的冷卻劑、耐腐蝕涂料、造紙工業和垃圾焚燒等[1]，具有強烈的致畸、致癌和致突變作用[2]。海洋環境中的PCBs大部分被表層沉積物吸附，其在表層沉積物富集可毒害底棲生物，也可再次溶解入水產生二次污染，通過食物鏈富集毒害各級生物[3]。本研究在采樣調查的基礎上，分析廣西壯族自治區海域表層沉積物中PCBs的含量、分布和組成等特征，并評價其生態風險，為該海域海洋生態環境保護提供科學依據。

1樣品采集、處理和分析

在廣西壯族自治區海域布設17個站位，于2011年8月采集表層（0～5 cm）沉積物樣品，將樣品置于潔凈的棕色磨口玻璃瓶中，于-20℃急凍保存。

樣品的處理和分析嚴格按照《海洋監測規范 第5部分：沉積物分析》（GB 173785—2007）[4]的要求操作。樣品經低溫風干后研磨，過80目標準篩，稱取10 g與無水硫酸鈉混勻，使用150 mL正己烷-丙酮（1+1）進行索氏提取8 h，萃取液經活性炭層析柱凈化和銅粉超聲提取除硫，使用氮吹儀濃縮定容至1 mL，使用GCECD色譜檢測PCBs的含量。

GC條件：載氣為高純氮氣，色譜柱為RTX5毛細管色譜柱（30 m×025 mm×025 μm）。升溫程序：120℃保持5 min，以5℃min升溫至280℃，保持15 min，進樣口和檢測器的溫度分別為220℃和300℃，不分流進樣，進樣量為1 μL。PCBs的定性分析主要依據色譜保留時間，定量分析采用內標法和峰面積，采用平行樣、方法空白和加標空白進行質控。

2PCBs的含量、分布和組成

廣西壯族自治區海域表層沉積物中PCBs的質量分數（干重）如表1所示。

由表1可以看出，7種PCB單體均被檢出，PCBs含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于渤海灣（034～3500 ngg）[5]、萊州灣（022～4840 ngg）[6]、長江口（1866～8731 ngg）[7]、閩江口（1513～5793 ngg）[8]、珠江三角洲流域（1190～15800 ngg）[9]和興化灣（2381～3718 ngg）[10]，表明該海域PCBs總體污染水平較低。

17個站位的PCBs分布如圖1所示。

由圖1可以看出：PCBs含量的最高值出現在站位10（485 ngg），其次是站位16和站位11（431 ngg和388 ngg）;以大風江入?？跒榻?，西部海域（站位8～17）明顯高于東部海域（站位1～7）。PCBs含量與大氣沉降、水文和地質等自然因素有直接關系，同時受工業和排污口分布等人為因素影響。廣西壯族自治區西部的防城港市和欽州市大力發展港口和臨海工業，PCBs含量較高;而東部的北海市以濱海旅游業為經濟支柱，PCBs含量較低。

17個站位的PCBs組成如圖2所示。

由圖2可以看出，所有站位的PCBs均主要為三氯聯苯和四氯聯苯，其中PCB28（三氯聯苯）和PCB52（四氯聯苯）分別約占PCBs含量的44%和49%。我國生產和應用的PCBs以三氯聯苯和五氯聯苯為主[11]，分別主要應用于電容器的浸漬劑和油漆的添加劑，四氯聯苯含量較高可能是五氯聯苯在自然環境中較易分解脫氯所致[12]。高氯取代的重氯聯苯進入自然環境后，經溶解、吸附解析以及化學和微生物的降解作用，分解為低氯取代的輕氯聯苯，從而具有更強的揮發性和水溶性，可在自然環境中遠距離遷移。

3生態風險

根據表1，所有站位的PCBs含量均符合國家海洋沉積物質量一類標準（不大于200 ngg）[13]。

已有研究的海洋表層沉積物污染的生態風險評價方法[14]被美國作為國家標準[10]，并在國內研究中廣泛應用[6，10，15]。在該方法中：效應區間低值為ERL，低于ERL則很少出現生物毒害效應，生態風險較低;效應區間中值為ERM，低于ERM而高于ERL則有時出現生物毒害效應，生態風險中等;效應區間高值為ERH，低于ERH而高于ERM則頻繁出現生物毒害效應，生態風險較高。

根據該方法提供的標準，表層沉積物PCBs含量的ERL為227 ngg，本研究所有站位的PCBs含量均低于該值，表明生態風險較低。

4結語

本研究基于2011年采樣調查結果，分析廣西壯族自治區海域表層沉積物中多氯聯苯的含量、分布和組成等特征，并評價其生態風險。研究結果表明：7種多氯聯苯單體均被檢出，多氯聯苯含量的范圍為058～485 ngg，明顯低于我國其他海灣和河口，多氯聯苯總體污染水平較低;以大風江入?？跒榻?，西部海域的多氯聯苯含量明顯高于東部海域，主要與西部城市的工業和排污有關;多氯聯苯主要為三氯聯苯和四氯聯苯，與我國生產和應用實際相符;多氯聯苯含量符合國家海洋沉積物質量一類標準，且生態風險較低。

參考文獻

[1]楊永亮，潘靜，李紅莉，等.煙臺、日照近海及南四湖沉積物中的多氯聯苯[J].礦物巖石地球化學通報，2003，22（2）：108-113.

[2]秦海豐，包華影，賈海順，等.輻射法處理多氯聯苯的研究進展[J].輻射研究與輻射工藝學報，2004，22（5）：261-265.

[3]LIU M，YANG Y，HOU L，et al.Chlorinated organic contaminants in surface sediments from the Yangtze Estuary and nearby coastal areas，China[J].Baseline Marine Pollution Bulletin，2003，46（5）：659-676.

[4]國家質量監督檢驗檢疫總局 國家標準化管理委員會.海洋監測規范 第5部分：沉積物分析（GB 17378.5-2007）[S].北京：中國標準出版社，2007.

[5]王泰，黃俊，余剛.海河與渤海灣沉積物中PCBs和OCPs的分布特征[J].清華大學學報（自然科學版），2008，48（9）：1463-1465，1471.

[6]郭軍輝，殷月芬，韓彬，等.萊州灣表層沉積物中多氯聯苯的測定方法及分布特征探究[J].中國環境監測，2011，27（3）：35-41.

[7]黃宏，尹方，吳瑩，等.長江口表層沉積物中多氯聯苯殘留和風險評價[J].同濟大學學報（自然科學版），2011，39（10）：1500-1505.

[8]張祖麟，洪華生，余剛閩江口持久性有機物污染物：多氯聯苯的研究[J].環境科學學報，2002，22（6）：788-791.

[9]麥碧嫻，林崢，張干，等.珠江三角洲河流和珠江口表層沉積物中有機污染物研究：多環芳烴和有機氯農藥的分布及特征[J].環境科學學報，2000，20（2）：192-197.

[10]章一帆，薛斌，周珊珊，等.福建興化灣沉積物中多氯聯苯的殘留和風險評價[J].湖南科技大學學報（自然科學版），2011，26（3）：120-124.

[11]闕明學，溫青，劉廣民，等.多氯聯苯在自然水體中的分布現狀與處理工藝[J].中國給水排水，2006，22（24）：10-14.

[12]孫振中，戚雋淵，曾智超，等.長江口九段沙水域環境及生物體內多氯聯苯分布[J].環境科學研究，2008，21（3）：92-97.

[13]國家質量監督檢驗檢疫總局.海洋沉積物質量（GB 18668-2002）[S].北京：中國標準出版社，2002.

[14]LONG E R，MACDONALD D D，SMITH S L，et al.Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments[J].Environmental Management，1995，19（1）：81-97.

[15]林田，秦延文，張雷，等.遼寧大伙房水庫沉積物中有機氯農藥和多氯聯苯的分布、來源及風險評價[J].環境科學，2011，32（11）：3294-3299.