垃圾焚烧为辽河沉积物中二噁英的主要来源之一

 

辽河,位于中国东北部,污染非常严重。 2010年,辽河保护区成立,整治工作开始全面实施。然而,关于辽河沉积物中的重金属、芳香烃受体激动剂(AhR-agonist)、内分泌干扰物(EDCs)和有机氯的研究极少,二噁英几乎更是空白,未见有该区域沉积物样品中发现的二噁英水平的公开数据。

图:辽河七星湿地美照

不过,近期,《环境污染与毒理学档案》Archives of Environmental Contamination and Toxicology 刊载了一篇名为《辽河流域保护区沉积物中二噁英的浓度、来源和毒性当量》Concentrations, Sources, and TEQ of PCDD/Fs in Sediments from the Liaohe River Protected Areas的文章。 2013年,来自沈阳航空航天大学的研究人员在辽河保护区上中下游的 9 个点采集了沉积物(采样点分布如下图所示),并对其中的二噁英以及多环芳烃和多氯联苯行了检测和分析。

图:辽河与采样点

二噁英浓度

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二噁英总浓度为 199.6-538.4 pg/g dw,平均值为 363.9 pg/g dw。 

图:辽河 9 个点 17 种二噁英同系物浓度

研究人员将检测结果与其他文献中不同河流(海河,东江,长江,胶州湾,渤海湾,维多利亚湾)沉积物二噁英浓度进行对比,发现辽河中的沉积物二噁英浓度比东江中的低得多,但是毒性当量浓度确是东江的 4 倍。说明辽河沉积物中二噁英的危害更大,值得引起关注。

二噁英来源

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研究人员采用主成分分析法(PCA)发现 9 个采样点中,有一些采样点的二噁英同系物分布十分相似,而这一发现也被群分析法所验证。基于此,研究人员把具有相同二噁英来源的采样点分为 5 组,分别是:1,4,5;6,8;2,9;3;7. 

图:主成分分析结果

观察辽河 9 个点 17 种二噁英同系物浓度图可以发现,OCDF,OCDD 和 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 的浓度很高,说明辽河沉积物中二噁英主要来源于垃圾焚烧和汽油/柴油汽车尾气排放。

而 1,4,5 点的 1,2,3,4,7,8,9-HPCDF 和 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 含量最高,说明来源主要为二次金属冶炼;6,8 点的 2,3,7,8-HxCDF 含量最高,说明主要来源于工业焚烧;2,9 点的1,2,3,6,7,8-HxCDF 和 2,3,4,6,7,8-HxCDF 含量最高,主要源于固废焚烧;7 点浓度不高,其二噁英可能来源于 8 点;相比而言,3 点二噁英浓度最低,可当作背景值。

图:各采样点最多的二噁英单体和来源

二噁英生态风险评估

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研究人员计算了辽河保护区沉积物中二噁英以及多种持久性有机污染物(二噁英、多环芳烃和多氯联苯)的毒性当量浓度。结果发现,二噁英的毒性当量浓度为 3.87–40.88 pg/g dw,占到多种持久性有机污染物总毒性当量浓度的 73-91%,说明辽河中二噁英的生态风险远比其他持久性有机污染物高。对毒性当量浓度贡献最大的单体分别为:2,3,7,8-HpCDF, 2,3,7,8-PeCDF, 和 2,3,7,8-HxCDF.

图:各采样点 10 类二噁英同系物对总毒性当量浓度的贡献

当前,我国尚没有用于沉积物中二噁英的风险评估的环境质量指标。研究人员参照了其他国家的标准。加拿大的生态毒理学评估行动水平为 21.5 pg-TEQ / g(加拿大环境部委员会,2001年)。基于对人类的风险,日本和荷兰的补救行动水平分别为 150 pg-TEQ/g 和 1000 pg-TEQ/g。美国则指出,对野生哺乳动物而言,低风险和高风险水平分别为 2.5 pg-TEQ/g 和 25  pg-TEQ/g. 

研究人员认为尽管辽河保护区沉积物二噁英毒性当量浓度低于荷兰和日本的参考值,然而二噁英会在环境中在环境中长期存在,这往往会累积并对人类造成更大的危害。

根据本研究结果,研究人员指出,保护区的建立并没有降低辽河流域保护区沉积物中二噁英造成的生态风险,且有必要对二噁英的环境影响开展进一步研究。

文献来源:Ke, X., Qi, Y., Bao, Q. et al. Arch Environ Contam Toxicol (2018). https://doi.org/10.1007/s00244-018-0567-1.

 

编译:何玲辉

 
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