题名沧州湿地环颈鸻体内持久性有机污染物的分布特征及其迁徙输送研究
作者郑树成
答辩日期2018-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师张庆华
关键词持久性有机污染物,组织分布,母体传递,季节变化,生物输送 Pops, Tissue Distribution, Maternal Transfer, Seasonal Variation, Biovector Transport
学位名称理学博士
其他题名Persistent organic pollutants in Kentish Plovers from Cangzhou, China: tissue distribution, maternal transfer and bio-transport
学位专业环境科学
英文摘要

      持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)是广受关注的、对人类和环境具有严重威胁的一类污染物质,由于其具有难降解、高生物积累以及高毒性等特点,致使其在对环境变化较为敏感的鸟类体内大量富集,因而被广泛地用来指示环境污染状态。另一方面,有证据显示鸟类可以在污染物的输送过程中扮演生物载体的角色。候鸟在全球广泛分布,迁徙是其生活史的重要组成部分,了解候鸟迁徙对污染物的输送能力有助于揭示污染物的环境行为及其对区域环境污染水平与特征的影响。

      本研究在中国渤海湾西部的沧州湿地采集了候鸟环颈鸻(Charadrius alexandrinus)的肌肉、肝脏和鸟蛋三种组织样品。采用同位素稀释–高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/HRMS)法测定了若干类典型的POPs在环颈鸻组织内的含量,包括双对氯苯基三氯乙烷2,2-bis (4-Chloropheny) l-1,1,1-trichloroethane(DDT)及其产物;六氯环己烷(hexachlorocyclohexane,HCH)、六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)、五氯苯(pentachlorobenzene,PeCB)、灭蚁灵(mirex),多氯代二苯并二恶英/呋喃(polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans,PCDD/Fs)、多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)和多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)等。通过分析其在环颈鸻体内浓度水平与同类物组成,探究POPs在环颈鸻体内的组织分布与母体传递特征,以及评估环颈鸻迁徙行为驱动下的POPs输送对区域环境的影响。

       ∑DDTs在三种组织中浓度最高,其次为∑HCHs、∑PCBs、∑PBDEs、Mirex和HCB,∑PCDD/Fs在各个组织中的浓度最低。∑DDTs的浓度在35.4~9853 ng g – 1 lw之间,主要由其主要产物p,p’-DDE构成(31.3~9760 ng g – 1 lw),占到∑DDTs总含量的87%以上。∑HCHs的浓度范围为11.4~1092 ng g – 1 lw,β-HCH在∑HCHs中的占比超过96%(7.41~1089 ng g – 1 lw)。HCB、Mirex和PeCB的浓度范围在0.27~987 ng g – 1 lw之间。∑PCBs的浓度为6.79~7232 ng g – 1 lw,主要由PCB-153、-138和-180构成。∑PBDEs浓度为3.80~2302 ng g – 1 lw,主要同类物为BDE-209、-153和-47等。PCDD/Fs的浓度范围为8.74~4763 pg g – 1 lw,主要由2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,7,8-PeCDD和1,2,3,6,7,8-HxCDD组成。通过对比相关报导,环颈鸻体内各类化合物的大都处于相对较低的浓度水平。

        肌肉和肝脏内基于脂肪含量的POPs浓度的相关性检验表明,各类化合物在肌肉和肝脏内的浓度大都具有显著相关性(r:0.37~0.90,p < 0.05),同时两种组织中的化合物浓度没有显著性差异(p > 0.05),表明POPs在肌肉和肝脏的脂质内的分布相对一致。肌肉和肝脏内不同同类物浓度的比值(M/L)在0.20~1.51范围内,其中相对较高的M/L值出现在log Kow值在6.5~7.0之间,但M/L值与log Kow的相关性并不显著(r = 0.16,p = 0.38)。鸟蛋内的污染物浓度略低于肌肉和肝脏内的浓度,但大都与母体组织之间具有显著相关性(r:0.51~0.86,p < 0.05)。鸟蛋和肝脏内不同同类物浓度的比值(E/L)一般 < 1.0,当log Kow值在6.5~7.0之间时,E/L比值相对较高。母鸟至鸟蛋的传输率在20.8%~42.7%之间,但繁殖期雌性环颈鸻体内的POPs并未出现显著性下降,意味着产卵行为对环颈鸻体内的污染物浓度影响较小。

      对数转化后主要化合物浓度均服从正态分布(p 值均 > 0.05),因此采用几何平均值进行传输量评估。迁入期内环颈鸻体内的污染物浓度要相对高于迁出期的浓度,其中DDTs和HCB在不同迁徙期内的浓度具有显著性差异(p分别< 0.01和 < 0.001)。采用质量守恒模型得到的输送量评估结果显示,环颈鸻向沧州湿地的POPs净输送量在0.01~7.05 mg之间,表明环颈鸻迁徙对POPs的输送能力相对较小,不会对其繁殖地的POPs污染状况产生太大的负面影响。

语种中文
页码162
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/41591]  
专题生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
郑树成. 沧州湿地环颈鸻体内持久性有机污染物的分布特征及其迁徙输送研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2018.
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