《Regional Studies in Marine Science》:PAHs, PAEs and Bisphenol A in surface sediment from different aquatic environments in North Vietnam: Distribution, source apportionment and ecological risk assessment
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本研究分析了越南北部16个不同水域表面沉积物中PAHs、BPA和PAEs的残留浓度,发现PAEs浓度最高,PAHs次之,BPA最低。空间异质性显著,沿海、海滩和湖泊区域浓度较高,可能源于污水排放、旅游业和航运。PAHs主要来自石油、生物质和煤炭燃烧。部分区域对鱼的生态风险超标。需加强监测和管控。
阮惠婷 | 阮满凡 | 吴图范 | 黄南 | 黄汤姆 | 阮春婷 | 阮宣婷 | 阮斌明
越南科学技术院能源与环境科学技术研究所,越南河内黄国越街18号
摘要
本研究对越南北部16个不同水生环境(包括河流、河口、沿海地区和天然湖泊)表层沉积物中的多环芳烃(PAHs)、双酚A(BPA)和邻苯二甲酸酯(PAEs)残留浓度进行了全面调查。主要目的是阐明这些化合物的当前污染特征、空间变异性及来源,并评估其生态风险水平。平均浓度顺序为:PAEs > PAHs > BPA。PAEs和BPA的相对均匀分布表明它们在水生环境中的广泛应用和释放。在某些特定的沿海、海滩和湖泊区域,检测到所有三类化合物的浓度均有所升高,这可能归因于废水排放、旅游活动密集以及航运交通繁忙。来源分配分析显示,PAHs主要来源于热解源,特别是石油、生物质和煤炭的燃烧。在某些沿海和海滩区域,二异丁基邻苯二甲酸酯(DiBP)和BPA的风险商数(RQ)超过了鱼类的生态阈值,表明可能存在不良影响。这些发现强调了持续监测和实施控制措施以减少这些内分泌干扰化学物质(EDCs)进入水生环境的必要性。
引言
塑料及其化学添加剂,包括双酚A(BPA)和邻苯二甲酸酯(PAEs),已成为全球陆地和水生环境中的主要问题。这些化学物质被认定为内分泌干扰物,对环境和人类健康构成重大威胁(Maddela等人,2023年)。BPA和PAEs被广泛用作某些塑料的添加剂。作为增塑剂的PAEs可占塑料制品重量的60%(Giuliani等人,2020年)。由于对某些邻苯二甲酸酯的内分泌干扰作用的担忧,其使用受到限制,从而促进了非邻苯二甲酸酯或新型增塑剂的使用。尽管如此,邻苯二甲酸酯仍主导着全球增塑剂市场(Godwin,2017年;Qadeer等人,2022年)。
多环芳烃(PAHs)是一类有机污染物,由于其在环境中的普遍存在及其对人类和环境的危害而受到广泛研究。虽然少量低分子量PAHs来自工业生产,但它们主要通过热解源和石油源的非有意生成而产生,包括生物质燃烧、化石燃料和工业活动(Balmer等人,2019年)。在城市和工业化地区,PAHs的来源通常包括车辆尾气、煤炭、木材和生物质燃烧。在发展中国家普遍存在的非正规电子废物(e-waste)回收场所,未受控制的燃烧活动也是PAHs的重要来源(Anh等人,2019年;Hoa等人,2020年;Hoang等人,2023年)。
河口和沿海地区被认为是这些人为污染物进入更广阔海洋生态系统的主要入口点。这些环境特别容易受到污染,因为多种增塑剂和PAHs容易与悬浮颗粒物结合并最终沉积在沉积物中。沉积物中这些污染物的残留水平和分布模式受靠近城市和工业区、土地利用、废水排放以及河流流量和降雨量的季节性变化等因素的影响。研究表明,工业和城市地区往往是增塑剂和PAHs的最主要来源,其浓度通常随着与这些来源的距离增加而降低(Zhao等人,2020年;Stoppa等人,2017年;Lin等人,2017年)。
在东南亚,尤其是在越南,快速的经济发展和城市化导致了环境污染的显著增加。研究报道了越南不同环境介质(包括水、灰尘、空气和沉积物)中存在PAHs和PAEs(Babut等人,2019年;Hoa等人,2020年;Hoang等人,2021年;Le等人,2022年;Nguyen等人,2023年;Nguyen等人,2024年)。对越南河流(如金古河和西贡河)中的PAHs的研究发现,热解源(主要是车辆交通和燃烧)是主要贡献者(Toan等人,2019年;Babut等人,2019年)。越南北部河流中也报告了高浓度的PAEs,其中DEHP是最主要的化合物(Le等人,2022年)。然而,现有数据大多集中在单一类别的污染物上,同时研究东南亚和越南同一环境样本中PAHs、PAEs和BPA的共存、分布和生态风险的综合性研究仍然有限。因此,对这些污染物(PAHs、BPA和PAEs)在不同水生环境(如湖泊、河流、河口和沿海地区)中的研究至关重要,以了解该地区水生生态系统的复杂污染动态,特别是考虑到来自多种人为来源的持续和多样的输入。
在本研究中,我们报告了越南北部河流、河口、沿海地区和天然湖泊表层沉积物样本中PAHs、PAEs和BPA的残留浓度,以了解不同水生环境中的分布和积累特征,并评估这些化学物质当前污染状态的排放源和生态风险。
采样地点和采集
2024年10月至2025年3月期间,从越南北部的各种水生系统中采集了表层沉积物样本。使用Peterson抓取采样器从16个地理区域(涵盖河流、河口、沿海地区和天然湖泊)共采集了138个表层沉积物样本(深度5-10厘米)。这些样本随后被冻干,包裹在铝箔中,并储存在-18°C下直至分析。有关沉积物样本和地点描述的更多细节
沉积物中PAHs的浓度和组成模式
越南北部不同地理区域表层沉积物中PAHs的浓度见表1和表S6(补充信息)。研究区域内的PAHs浓度存在明显的空间差异(图1)。老凯省的红河中发现的平均浓度最低,为27.03 ng/g干重(dw),范围在26.53至27.40 ng/g dw之间。洛河和达河中也观察到了类似的低水平,平均浓度为51.62 ng/g dw结论
本研究全面调查了越南北部16个水生环境中表层沉积物中PAHs、PAEs和BPA的空间分布和积累情况。结果表明,污染水平与全球高度城市化和工业化地区的污染水平相当。然而,采用快照采样策略限制了对时间变异性的评估,基于风险商数(RQ)的生态风险评估仍存在固有不确定性。
未引用的参考文献
(欧洲委员会(EC),2003年;Liao等人,2019年)
CRediT作者贡献声明
吴图范:写作——审阅与编辑、方法论、调查、正式分析。阮满凡:写作——审阅与编辑、监督、资源、方法论、概念化。黄汤姆:方法论、调查、正式分析。黄南:方法论、调查、正式分析。阮惠婷:写作——审阅与编辑、监督、资源、方法论、资金获取、正式分析、概念化。阮宣婷:写作——审阅与编辑、方法论
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究由越南科学技术院资助,项目编号为T? ?GVN. 02/24-26。