黄河三角洲多环芳烃污染及其对植物物种多样性的影响

作     者：赵一蕾 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李俊生;齐威

授予年度：2022年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0713[理学-生态学] 

主      题：黄河三角洲 多环芳烃 污染特征 风险评价 物种多样性 

摘      要：多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是石油的重要组成成分之一,具有显著的致癌、致畸以及致基因突变特性,对生态环境和人体健康构成严重威胁。作为我国第二大石油产区,胜利油田的开发建设对黄河三角洲地区产生直接影响,因此本研究通过野外采样分析了黄河三角洲内陆荒地土壤、滨海滩涂沉积物与潮沟水、自然保护区内外以及不同年份下16种优先控制的PAHs污染特征,探讨其空间分布特点,解析其可能来源,同时评估其生态风险与健康风险;其次结合研究区的植被调查结果,探究PAHs污染及土壤理化性质对植物物种多样性的影响,以期为黄河三角洲的生态环境治理与生态修复决策提供理论参考。主要结论如下:1.黄河三角洲内陆荒地土壤中ΣPAH含量平均值为130.88 ng/g,属于未污染水平;滨海滩涂沉积物中ΣPAH含量平均值为227.22 ng/g,属于轻度污染水平。土壤中低环(2～3环)PAHs占比较高,沉积物中高环(4～6环)PAHs占比较高。石油污染、化石燃料燃烧以及交通污染是研究区PAHs的主要来源。生态风险评价结果表明,土壤PAHs无潜在生态风险,而沉积物PAHs的潜在生态风险则需要引起重视;从单体PAHs来看,有必要采取措施减少Nap、Flu及Icd P污染物的排放。健康风险评价结果表明,土壤PAHs对成人和儿童均不存在致癌风险。2.黄河三角洲国家级自然保护区内外土壤(沉积物)中的PAHs均处于未污染水平,其组成分布特征具有相似性,低环占有较大比例。保护区内PAHs主要来源于石油污染,保护区外PAHs主要来源于石油污染/燃烧。整体来看,保护区内与保护区外PAHs均不存在潜在生态风险,但在北部滩涂区域上进行的石油开采活动可能增加了保护区内个别点位的生态风险,需要加强监测并进行合理管控。3.黄河三角洲滨海滩涂潮沟水中ΣPAH含量平均值为0.496μg/L,属于中度污染水平,低环与高环PAHs含量比例约为1:1,石油污染与石油燃烧是PAHs的主要来源。生态风险评价结果表明,潮沟水中PAHs为中度2生态风险水平,其中Ant、Phe和Ba P的生态风险较高,需要重点关注。4.与2009年相比,2021年土壤PAHs的污染情况明显好转,由重度污染转为未污染水平,两个年份中,低环PAHs均占主导地位;PMF模型解析结果表明,2009年土壤PAHs的主要来源是石油污染,2021年土壤PAHs主要受石油污染与交通污染的影响。风险评价结果表明,2009年与2021年土壤PAHs均不存在生态风险与健康风险。5.野外调查发现研究区陆生草本植物共有16科31属32种,其中芦苇和碱蓬属于绝对优势种。综合冗余分析和随机森林模型分析结果可知总含盐量是影响草本植物物种多样性的主要环境因素,虽然ΣPAH含量无显著影响,但单体Fla、Pyr、Ant具有明显作用,仍需加强监管力度。因此,防治土壤盐渍化,改善地下水质,大力发展清洁能源,推进绿色技术研发应用等对于植物多样性的保护具有重要意义。