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中哈跨境流域伊犁河-巴尔喀什湖流域水体POPs研究进展

  具有持久性、挥发性、毒性的持久性有机污染物(POPs)可以通过长距离迁移,在全球范围内广泛分布,包括人类活动较少的极地和高山区。中亚干旱区的河流、湖泊是重要的水资源,多以天山冰川雪融水、降水补给为主。伊犁河-巴尔喀什湖流域从天山山区延伸到盆地最低端巴尔喀什湖,具有明显的垂直气候带及不同的人类活动强度和方式,系统研究该区水体POPs污染现状、解析污染原因,并全面评估其生态和健康风险是制定合理措施、保证水资源安全的重要科学依据。 

  在国家自然科学基金-新疆联合重点项目和中国科学院战略性先导科技专项等项目的联合资助下,中国科学院南京地理与湖泊研究所吴敬禄研究员的干旱区资源与环境研究团队基于中哈跨境流域伊犁河-巴尔喀什湖流域POPs数据,分析了研究区内有机污染物的浓度、空间分布特征、来源及生态效应,明确了巴尔喀什湖水体有机污染特征,揭示了空间分布差异及其原因,并评估了污染物的生态风险。相关研究成果发表在国际知名期刊Chemosphere上。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129705 

  研究结果表明,伊犁河-巴尔喀什湖流域水体ΣOCPsΣPAHs浓度变化范围分别为4.02-122.80 ng L–17.58-70.98 ng L–1。与全球范围内其它地区水体POPs相比,研究区有机污染物浓度除少数样点较高外(如城市附近及局部河源区),总体浓度低(图1。进一步的污染来源分析表明,该区水体OCPs中,尚存少量的DDTsHCHs可能来源于近期的使用;而PAHs主要来源于油类物质泄漏、生物质燃烧、煤燃烧和机动车尾气排放,各自的贡献量分别为33.9% 29.5%22.6%14.1%(图1。综合来源解析和空间分布特征的结果表明,农业、工业化和城市化活动都是潜在的污染来源,而河源区的POPs污染反映了远距离大气迁移和沉降对污染物空间分布不可忽视的作用。 

图1 流域样点位置(a),水体OCPs和PAHs浓度分布(b),水体PAHs污染来源及贡献份额(c) 

  虽然该流域水体OCPs和PAHs浓度普遍较低,但持续接触POPs,即使是非常低的水平,也会对生物和人类健康造成不利影响。因此,通过商值法(RQ)和风险系数(非致癌/HQ、致癌风险/R)两种方法,从水体生物和人体健康两个方面全面评估该区水体POPs可能存在的潜在生态风险。结果显示,除了局部采样点的RQ值高于规定的风险阈值外,该区其他采样点的POPs对水生生物几乎没有毒性;不同采样点的HQ值和R值均小于相应规定的阈值,表明该区水体对周边的人类健康没有明显的风险(图2)。 

图2 流域水体POPs对水体生物(a, b)和健康(c, d)的生态风险评估