杭嘉湖地区饮用水源半挥发性有机物污染现状

朱丽芳,周文军,王经委

(1.浙江水利水电专科学校市政工程系,浙江 杭州 310018;2.浙江大学环资与资源学院,浙江 杭州 310058)

1 问题的提出

饮用水源作为最为重要的水资源,其水质状况直接关系到人们的身体健康和社会稳定,一直是水资源保护的重中之重。但是,随着社会经济的快速增长,排污总量和环境容量的矛盾越来越突出,突发性环境事件增多,水源安全面临巨大挑战,饮用水源地的保护受到全社会的普遍关注。有关报道表明[1-6],工业排放的半挥发性有机物是水源水中的主要污染物之一。苯并 [a]蒽、苯并 [a] 芘、邻苯二甲酸双(2-二乙基己酯)等半挥发性有机物已被国际癌症研究所 (IARC)列入致癌物或可疑致癌物之中[7],且具有积累性和难以去除等特点,应引起重点关注。

联用法测定水样中氯代苯、多环芳烃、硝基苯、多氯联苯、邻苯二甲酸酯等半挥发性有机化合物的浓度,考察其时空分布变化规律,为改善水源地水质、控制水质恶化、保障饮水安全提供依据。

2 样品采集与分析

杭嘉湖地区集中式饮用水源主要有水库型和河流型2种,分布于苕溪、运河和钱塘江3大水系。本次研究共选取了16个取样点,基本情况见表1。

2.1 方法依据

参考美国国家环保局EPA525方法,样品采用固相萃取—气相色谱/质谱分析法 (GC-MS)测定。

表1 采样点基本情况表

2.2 仪器和试剂

6890/5973N气相色谱质谱仪 (GC-MS,美国安捷伦公司);DB-5MS石英毛细管气相色谱柱 (60 m×0.25 mm×0.5 μ m);SUPELCO固相萃取装置;TTL-DCII型氮吹仪(同泰联科技有限公司)。

甲醇和乙酸乙酯均为色谱纯(Tedia,USA);半挥发有机物标样(美国百灵威公司);实验用水均为超纯水(电阻率为18.2MΩ)。

2.3 水样的采集与处理

水样用4 L棕色玻璃瓶采集,加盐酸调节pH＜2,水样充满样品瓶;样品置于恒温冷藏箱中运回,4℃冰箱内保存,于7 d内分析。

水样经0.7μ m玻璃纤维滤膜过滤后,取500 mL水样,过C18固相萃取柱,乙酸乙酯洗脱,氮吹浓缩,加标、定容后直接进样,化合物的回收率为64.5%～102.5%。

2.4 仪器操作条件

以高纯氦气为载气,流量为1.0 mL/min;自动不分流进样,进样量为1 μ L;进样口温度为300℃;检测器温度为300℃;采用程序升温法:45℃(1 min)→30℃/min→130℃ (3 min)→12℃/min→180℃→7℃/min→240℃→12℃/min→300℃(3min);离子源,EI;温度,230℃。

2.5 分析方法

氯代苯、多环芳烃、硝基苯、多氯联苯、邻苯二甲酸酯等43种化合物,其相应的分析图谱及有关参数见图1和表2。

图1 化合物标准样品的GC-MS谱图

续表2

3 结果与讨论

3.1 有机污染物浓度水平及特征污染物

16个集中式饮用水源地主要检出的有机污染物及浓度水平见表3。

表3 水源水中主要检出物及其浓度表 μ g/L

从表3的结果可以看出,14种被检出的有机污染物的浓度范围为0.01～4.26 μ g/L,其中有5种污染物的最高浓度大于1.00μ g/L。检测到的 4种污染物已列入GB 3838—2002我国地表水环境质量标准中的集中式生活饮用水地表水源地特定项目的污染物,其浓度均低于相应的标准限值,其余10种未列入标准。

在14种被检出的有机污染物中,邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸双(2-二乙基己酯)、2,6-二硝基甲苯等化合物的检出率均为超过50%。为杭嘉湖地区饮用水源的主要特征污染物。

3.2 不同时期污染物的分布特征

对比了杭嘉湖地区饮用水源水中有机污染物在平水期、丰水期、枯水期的种类和浓度水平,在平水期、丰水期、枯水期被检出的有机污染物种类分别为12,9,14种,被检出污染物的浓度范围分别为0.04～4.26,0.01～0.48,0.01～1.00 μ g/L。在平水期,被检出的有机污染物浓度最高,达4.26μ g/L;在枯水期,被检出的有机污染物的种类最多,达14种;在丰水期,被检出污染物的种类最少,仅为9种,污染物的浓度均低于相应污染物在平水期和枯水期的浓度。

3.3 不同水系的分布特征

从检测结果看,运河水系污染物浓度相对较高,特别是嘉善陆斜塘和海盐姜官桥港饮用水源地的邻苯二甲酸脂类浓度最高;钱塘江水系检出的污染物种类最多,共14种,其中硝基苯和硝基氯苯仅在钱塘江水系检出;苕溪水系共6个取样点,除东苕溪奉口段和长兴包漾河属河流型水源外,其余为水库型水源,从检测结果看,水库型水源水质较好,仅检测到4种污染物,均为邻苯二甲酸脂类;东苕溪奉口段和长兴包漾河水源地有机物污染相对较严重。

4 结 语

杭嘉湖地区饮用水源主要的半挥发性有机污染物为邻苯二甲酸脂、多环芳烃、2,6-二硝基甲苯等。邻苯二甲酸脂和多环芳烃化合物是目前世界上有关权威机构公认的环境激素类污染物,邻苯二甲酸双 (2-二乙基己酯)、邻苯二甲酸二丁酯被认为能引起人体内分泌系统紊乱并具有生殖毒性,而苯并[a]蒽则是一种常见的可疑致癌物。杭嘉湖地区16个饮用水源水中超过半数检出邻苯二甲酸双(2-二乙基己酯)、邻苯二甲酸二丁酯,虽未超出国家相关标准限值,但由于其普遍存在,应予以关注。

[1]沈幸,刘云,鲜启攵鸣,等.太湖水源地水体中半挥发性有机物的监测[J].环境污染与防治,2006,28(5):396-398.

[2]Chen Y Y,Zhu L Z,Zhou R B.Characterization and distribution of polycyclic aromatichydrocarbons in surface water and sediment from Qiantang River,China[J].Journal of Hazardous Materials,2007(141):148-155.

[3] Zhu L Z ,Chen Y Y ,Zhou R B.Distribution of polycyclic aromatichydrocarbons in water,sediment and soil in drinking water resource of Zhejiang Province,China[J].Journal of Hazardous Materials,2008(150):308-316.

[4]田怀军,吴德生,黎源倩,等.饮用水源水、出厂水有机污染物GC/MS分析[J].环境污染与防治,2001,23(6):305-306.

[5]陈敏,万华,徐爱兰.长江口区饮用水源地有毒有害污染状况分析与评价[J].南通大学学报,2011,10(2):41-47.

[6]林兴桃,王小逸,任仁.环境内分泌干扰物-邻苯二甲酸酯的研究 [J].环境污染与防治,2003,25(5):286-290.

[7] IARC Monograph International Agency forResearch on Cancer Polynuclear Aromatic Compounds:Part I [C]//Chemical Environmental and Experimental Data,Lyon.1983:135.