被动采样用于新兴阻燃剂在沉积物-水界面的扩散过程及其机理研究

Diffusion across the sediment-water interface is an important factor potentially impacting the quality of aquatic systems. The present proposed study intends to develop a patented passive sample device using low-density polyethylene film as the sorbent phase, and applies it in simultaneous measurements of freely dissolved concentrations of Dechlorane Plus (DP) and Hexabromocyclododecane (HBCD) in overlying water and sediment porewater in selected sites of the Pearl River Delta. Based on these measurements, we will determine the diffusive fluxes and transfer directions of DP and HBCD across the sediment-water interface using a theoretical framework we have developed. In addition, we will obtain the spatial patterns of diffusive fluxes of DP and HBCD across the sediment-water interface and governing factors with a regional scale, and clarify the conditions for formation of secondary pollution sources and source-sink transformation. Taken together, the present proposed study will be able to conduct a more objective assessment of the regional environmental fate of emerging fire retardants.

沉积物-水界面扩散过程是影响水环境的重要因子，也是关联区域污染物环境行为的关键节点。本项目拟在研制一种具有自主知识产权的、以低密度聚乙烯（LDPE）为吸附相的被动采样装置的基础上，以得克隆(Dechlorane Plus；简称DP)和六溴环十二环(Hexabromocyclododecane；简称HBCD)为目标物、以珠江三角洲的典型地区为研究区域，现场同步测量沉积物-水界面附近上层水和沉积物孔隙水中目标物的浓度分布；其次，应用本研究团队自行建立的理论模式估算DP和HBCD沉积物-水界面的扩散通量强度与方向。进而通过对DP和HBCD输入源的分析和沉积物有机质性质的研究，获取区域尺度上沉积物-水界面扩散通量的空间分布特质及其主控因子，分析二次污染源的形成和污染源汇转化的条件，从而客观评价新兴阻燃剂的区域环境迁移行为。

沉积物-水界面扩散过程是影响水环境的重要因子，也是关联区域污染物环境行为的关键节点。本项目主要的研究内容包括（1）研制以低密度聚乙烯膜作为吸附相的沉积物-水界面通量采样器；（2）考察野外环境水体及沉积物的参数（如温度、盐度、沉积物结构、细菌菌落数及过氧化氢酶活性、有机质）对DDTs在沉积物-水之间迁移通量的影响；（3）探究人工碎屑对海湾地区沉积物中有机污染物的空间分布的影响。由此取得重要结果则为（1）证实了沉积物-水界面通量采样器能有效地原位测量有机污染物迁移方向与通量；（2）确认了干酪根与黑炭是影响DDTs在沉积物-水之间迁移通量的主要因素；（3）阐明了海湾地区沉积物中的人工碎屑可显著影响其有机污染物的空间分布。本项目研制的界面采样装置为首个能原位测量有机污染物迁移方向的采样器，能广泛地用于研究污染物在水环境里的迁移行为。同时在污染沉积物的修复过程中，我们可以改变沉积物中干酪根或黑炭的组分大小，调控污染物从水体迁移的行为。此外，人工碎屑对于有毒有害化合物在沉积物中呈现“浓度热点”分布起到关键作用，需将其组成大小纳入沉积物质量评价。