应用被动采样技术研究疏水性有机物在沉积物中的迁移性

The mobility of hydrophobic organic chemicals (HOCs) in sediment governs the fate of organic pollutants, such as becoming secondary sources of contamination in aquatic environments or being naturally buried. On the other hand, the effective diffusion rate of HOCs is a key parameter for evaluating the efficiency of in-situ remediation of contaminated sediment. However, there are some drawbacks on the determination of mobility of HOCs in sediment, such as low sensitivity of the conventional sampling techiques, and developments of most models without taking into account of field conditions. The present study proposes to use a multi-section passive sampler we have developed, with low density polyethylene membrane as sorbent phase, to measure the effective diffusion rates of polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in different sediment with bioturbation under mixing condition. Second, the impacts of bioturbation and mixing condition on the effecitve diffusion rates of HOCs in sediment will be discussed with orthogonal experiments. In addition, we will revise the present estimation model for modibilty on a basis of this measurement. Results from the present study will provide data support for characterzing the geochemical processes of HOCs.

疏水性有机物在沉积物中的迁移性，是关系着有机污染物在沉积物中的归趋（即成为“二次污染源”或自然被掩埋），也是预测原位污染沉积物修复技术有效性的一个重要参数。然而，现有的研究对疏水性有机物在沉积物中迁移性的确定存在一定缺陷，如测定技术灵敏度不足或多数预测模型均在静态条件下建立，未考虑实际野外动态条件。本项目拟采用已研制的一种以低密度聚乙烯膜为吸附相的多段式被动采样装置，多氯联苯和多溴联苯醚作为目标化合物，测定目标物在水体动力学和底栖生物扰动条件下不同沉积物中的有效迁移速率；其次，采用正交实验设计，探讨水体动力学和生物扰动对目标物的有效迁移速率的影响；最后，将测定的结果对现有公式进行修正，建立起修正后的预测模型，为研究疏水性有机污染物的环境地球化学过程提供参数和模型预测。

疏水性有机物在沉积物中的迁移性，是关系着有机污染物在沉积物中的归趋（即成为“二次污染源”或自然被掩埋），也是预测原位污染沉积物修复技术有效性的一个重要参数。本项目计划利用改进的多段式孔隙水被动采样器，以PCBs和PBDEs为目标物，测定疏水性有机污染物（HOCs）在沉积物中的有效迁移速率。目前主要研究内容包括（1）探究了被动采样定量方法行为参考物（PRCs）校正法的主要影响参数，如PRCs在吸附相的低密度聚乙烯膜（LDPE）的最佳预吸附溶剂以及采样器保护装置对PRC脱附动力学的影响；（２）将采样器应用于东莞地区东江流域中确定PBDEs及PAHs在沉积物孔隙水中的深度分布；（3）通过实验室内装置模拟的方式，利用新改进的多段式被动采样器定量PCBs与PBDEs在沉积物孔隙水中的迁移。取得研究成果有（1）吸附相负载PRCs物质在LDPE膜上最佳预吸附溶剂为甲醇与水比例为1:4混合溶液，环境因素对PRCs的脱附的影响为：无保护装置振荡脱附＞无保护装置静置脱附＞有保护装置振荡脱附＞有保护装置静置脱附；（2）在东江东莞河段表层沉积物中BTBPE、DBDPE和BDE-209的污染最严重，要高于中国范围内的污染水平，在纵向分布上，∑BDEs和NHFRs的浓度从上到下呈现递减的规律，即其在沉积物中表现为沉降的趋势；（3）中低溴PBDEs在沉积物孔隙水中的迁移速率在0.01-0.1cm/d之间，且底栖生物活动会加速这一过程，这对重新评估污染区沉积物的生态风险和工程修复具有重要参考意义。