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邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是邻苯二甲酸酯(PAEs)的一种,主要用作增塑剂,也被应用于涂料、食品包装材料、油漆添加剂和个人护理品等[1-3]。文献[4]统计,全球每年PAEs的使用量在600~800万t,在大气、水体和土壤等环境介质中均检测出邻苯二甲酸酯类污染物[5-6],其在人体内发挥着类似雌激素的作用,是内分泌干扰物之一[7],具有致癌、致畸性、致突变的作用[8-9]。美国环保局(EPA)将DBP等6种PAEs列为优先控制污染物,我国也将DBP等3种PAEs列为环境优先控制污染物黑名单[10-12]。目前,邻苯二甲酸二丁酯的污染问题,已引起了国内外重点关注。
近年来,国外学者对PAEs在水体及沉积物中的环境水平和风险评价做了大量研究[13-14],我国学者也对黄河、长江干流和汾河流域等水体中的PAEs做了污染分布特征及风险评价[15-17]。渭河是陕西省工农业和生活用水的主要来源,也是西安市唯一的废水排泄通道[18]。随着西安市城市化的扩大和工业的飞速发展,渭河流域接纳的城市污水量及工业废水量不断增加,对渭河流域的生态环境造成严重的污染。近年来,有许多研究对流域内的干流或部分支流中的重金属[19]、抗生素[20]、内分泌干扰物[21-22]等的污染现状进行了调查,但对于整个渭河流域西安段水体中DBP的污染特征和生态风险评估鲜见报道。在此基础上,本研究以渭河流域西安段干流及4条支流为研究对象,分析了DBP在流域水体中的含量水平和污染分布特征,并对其进行生态风险评价,为渭河流域水环境中DBP污染治理和生态环境保护提供依据。
渭河流域西安段水体中DBP污染特征及生态风险评价
Pollution Characteristics and Ecological Risk Assessment of Dibutyl Phthalate in Xi'an Section of the Wei River Basin
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摘要: 为了解渭河流域西安段地表水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的污染状况,采用高效液相色谱法(HPLC),于2018年1、5和8月检测分析了渭河流域西安段地表水中DBP的含量和污染分布特征,并采用物种敏感分布曲线法(SSD)对水体中的DBP进行生态风险评价。结果表明:2018年1、5和8月流域水体中DBP浓度分别为nd~58.28(“nd”表示未检出)、2.78~42.61和1.45~39.34 μg/L,平均浓度分别为15.60、12.87和12.71 μg/L。受点源污染和地表径流带来的污染物影响,泾河水体中DBP含量最高。生态风险评价结果表明,渭河干流及4条支流全年水体中DBP存在的风险大小为泾河﹥皂河﹥渭河干流﹥灞河﹥沣河。与国内外其他流域水体中DBP含量比较,渭河流域西安段地表水体中DBP含量处于较高水平,污水厂废水排放、工业污染和地表径流带来的污染物是流域水环境中DBP的主要来源。Abstract: In order to understand the pollution of Dibutyl Phthalate(DBP) of surface water in Xi'an Section of the Wei River basin, surface water samples were collected in January, May and July 2018. DBP was detected by high performance liquid chromategraphy (HPLC). The concentration and characteristics of DBP in the samples were examined and analyzed. Accordingly the ecological risk of DBP in water was evaluated by using species sensitive distribution curve method (SSD). The results showed that the concentrations of DBP in January, May and August in 2018 were nd~58.28("nd" means not detected), 2.78~42.61 and 1.45~39.34 μg·L−1, and the average concentrations were 15.60, 12.87and 12.71 μg·L−1, respectively. The DBP content in the Jing River is the highest due to the pollution caused by the point sources and the surface runoff. The results of ecological risk assessment showed that the risk of DBP in the main stream of the Wei River and the four tributaries were in order of Jing River > Zao River > Wei River > Ba River > Feng River. Compared to the other domestic and foreign rivers, the DBP content in Xi'an section of the Wei River is at a relatively high level due to the pollutants from wastewater treatments, industrial pollutions and surface runoff.
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表 1 DBP质量保证和质量控制
化合物 回归方程 相关系数 方法检出
限/μg·L−1RSD/% 回收
率/%DBP y=5 986.3x−
1425.90.999 0.01 3.05 90.2~
106.8表 2 渭河流域西安段DBP浓度
μg·L−1 项目 河流 枯水期 平水期 丰水期 浓度范围 平均值 浓度范围 平均值 浓度范围 平均值 DBP 渭河干流 3.42~58.28 14.36±19.69 3.64~37.41 10.75±12.01 4.62~17.29 11.25±4.58 沣河 3.26~8.93 6.47±1.99 2.78~12.75 5.83±3.59 2.23~5.58 3.64±1.20 皂河 7.47~18.33 13.44±3.94 4.46~26.99 10.57±8.40 19.33~39.34 23.83±7.77 灞河 nd~6.50 2.97±2.58 7.30~14.69 9.93±2.51 16.93~25.79 21.66±3.63 泾河 33.34~51.68 40.78±6.73 19.24~42.61 30.70±8.57 1.45~5.04 3.18±1.20 渭河流域 nd~58.28 15.47±16.22 2.78~42.61 13.31±11.58 1.45~39.34 13.13±9.74 注:“nd”表示未检出。 表 3 国内外不同流域水体中DBP浓度
μg·L−1 表 4 水生生物DBP的毒理学数据
物种名称 所属门类 LC50/EC50 浓度剂量/μg·L−1 ACR NOEC/μg·L−1 数据来源 绿藻 藻类 EC50 210 10 21 ECOTOX数据库 甲藻 藻类 LC50 310 31 扁虫 无脊椎动物 LC50 840 84 纤毛虫 无脊椎动物 EC50 2 200 220 文献[36] 水蚤 甲壳类 LC50 4 000 400 沟鲶 鱼类 LC50 2 582 258.2 ECOTOX数据库 蚊 甲壳类 LC50 4 700 470 钩虾 甲壳类 LC50 6 366.7 636.7 表 5 水生生物DBP的毒理学数据转换
序号 物种 C(NOEC) x(lnC) 累积概率 1 绿藻 21 3.044 522 0.046 385 2 甲藻 31 3.433 987 0.087 601 3 扁虫 84 4.430 817 0.300 446 4 纤毛虫 220 5.393 628 0.610 657 5 沟鲶 258.2 5.553 734 0.660 839 6 水蚤 400 5.991 465 0.782 408 7 蚊 470 6.152 733 0.819 916 8 钩虾 636.7 6.456 299 0.878 714 表 6 渭河流域西安段水体中DBP生态风险评价结果
河流 枯水期 平水期 丰水期 全年 PAF/% PAF均值/% PAF/% PAF均值/% PAF/% PAF均值/% PAF均值/% 阈值/% 渭河干流 0.46~19.73 4.06 0.50~11.7 2.69 0.70~4.28 2.49 3.08 5 沣河 0.43~1.74 1.15 0.34~2.84 1.05 0.25~0.91 0.52 0.91 皂河 1.36~4.63 3.08 0.67~7.71 2.46 4.97~12.41 6.63 4.06 灞河 0~1.12 0.47 1.32~3.44 2.04 4.17~7.27 5.81 2.77 泾河 10.1~17.19 12.97 4.94~13.7 9.16 0.14~0.79 0.43 7.52 -
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