项目来源:2020年海南省基础与应用基础研究计划(省自然科学基金)项目高层次人才项目
项目名称:三亚市新型污染物PPCPs的时空分布及风险诊断研究
项目起止时间:2020年1月至2022年12月
项目负责人:任丙南老师
项目参与人:耿静老师、耿佳老师、杨波老师、王文老师
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项目的来源及其研究意义
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一类由两个或两个以上苯环按线形、角状或簇状等稠环方式相连组成的有毒有机化合物。由于PAHs的长距离迁移能力,导致在环境中广泛、持久的存在,在各种环境介质中均能够被检出,并通过呼吸道、消化道、皮肤接触等多种途径进入人体,累积产生致癌、致畸以及致突变的作用,对人类健康构成严重的威胁。长期以来引起了世界各国的广泛关注,美国国家环保局和欧盟已经把16种PAHs列为优先控制污染物,我国也在1990年提出了7种水中优先控制多环芳烃类化合物。药物和个人护理用品(Pharmaceuticals and personal care products, PPCPs)是人们在日常生活中大量使用且种类繁多的一大类化合物。PPCPs的排放与人类日常生活及经济社会发展紧密相关,可以从多种途径排放到水环境中,如污水处理厂、动物养殖场、医院和制药厂以及人们对未使用PPCPs的随意丢弃。PPCPs在水环境中的监测浓度,通常在ng·L-1-μg·L-1 的较低范围内,但由于持续地输入和长期存在,呈现出“持续存在”的状态。大多数 PPCPs具有易溶于水、弱挥发性、难降解和生物累积性的特点,在低剂量长期暴露下将对生物产生内分泌干扰效应、发育毒性和生殖毒性,甚至会发生一定程度的生物积累和生物放大作用。因此,PAHs和PPCPs在环境中的存在及分布,及其对生态系统和人类健康的危害引起了研究者的极大关注,一直是环境健康研究领域的热点课题。
由于三亚市具有得天独厚的生态环境,使得很多人对三亚生态环境的退化和受到的威胁缺乏清醒认识,导致出现了一系列生态环境问题,如2017年三亚市根据中央环保督察组督察反馈意见梳理出了5大类53项环境保护突出问题。但对于三亚市环境介质中的PAHs和PPCPs的存在水平,现在极少研究。除了央视报道的三亚河中多环芳烃严重污染的新闻和仅有的三亚海洋环境中PAHs污染的报道外,没有关于PAHs和PPCPs的其它报道。PAHs和PPCPs都与人类活动密切相关,且种类繁多,因此在不同区域、不同环境中的理化性质会存在差异。热带地区的三亚市,区域特征与现有报道的研究区域存在很大差异。三亚地区特殊且可替代区域缺乏,在河流及其它水体中开展PAHs和PPCPs的相关研究更具挑战性。迄今为止,PAHs和PPCPs在三亚水环境中的存在水平、分布特征、来源及人类活动对其的影响尚缺乏深入了解和全面认识,为如何控制该类污染物采取合理的管理措施(如制定法规和标准)和工程措施(如发展污染控制和修复技术)造成严重困难。因此,加强关于PAHs和PPCPs的基础研究,特别是区域性的研究具有重要意义和应用前景。
基于以上分析,本课题以三亚为研究区域,掌握三亚市主要河流、主要港湾、主要污水处理厂等水环境中PAHs和PPCPs的存在水平与分布特征,识别水体中PAHs的来源,评估其生态风险及人类健康风险,研究成果可以填补三亚市有毒有机化合污染物风险管控的数据空白,为谱写美丽中国海南篇章提供科学数据支撑,为PAHs和PPCPs的风险管控提供科学支撑。
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项目的来源及其研究意义
本课题研究了PAHs和PPCPs两大类有机化合污染物为研究目标物,采集三亚市主要河流、主要港湾、主要污水处理厂的水样(采样位置如图2.1所示),分析样品中PAHs和PPCPs的组成特征、含量分布特征、空间分布特征,识别PAHs污染的排放源,评估PAHs污染带来的生态风险。
图2.1 研究中涉及的采样点分布图
研究中包括三大部分:文献梳理;污染现状调查与分析;解析污染源、评价风险、构建模型分析污染物迁移。具体研究内容如下:
(1)基于Web of Science数据库,利用文献计量分析、梳理环境科学领域多环芳烃研究动态
(2)PAHs和PPCPs在三亚市主要河流表层水中的存在水平和污染分布特征
(3)PAHs和PPCPs在三亚市主要港湾表层水的存在水平和污染分布特征
(4)PPCPs在三亚市主要污水处理厂中主要工艺段和出水中的存在和去除
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项目成果
摸清了三亚市水环境中PAHs和PPCPs的污染现状,掌握了PAHs和PPCPs的分布特征,为有机污染物风险管控提供了详实的数据支撑。绘制了研究区域PAHs和PPCPs的含量与空间分布图;研究结果以第一作者发表论文6篇,其中2篇为SCI收录,1篇为EI收录,1篇为CSCD核心收录,1篇为外文普刊,1篇为Scopus、Inspec收录(EI待检)。
(1) Emission and ecological risk of pharmaceuticals and personal care products affected by tourism in Sanya City, China. Environmental Geochemistry and Health,第一作者,SCI收录。
(2) Occurrence and distribution of pharmaceutical residues in the surface water of Sanya ' s Bays, China. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology,第一作者,SCI收录。
(3) Research on Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Environment from 2005 to 2020: A bibliometric analysis. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 第一作者,Scopus、Inspec收录,EI收录。
(4) 三亚市水体中PPCPs的污染水平、分布特征及生态风险评价. 环境科学,第一作者,EI收录。
(5) 洪涝灾害后区域水环境中污染物迁移转化控制研究.灾害学,第一作者, CSCD收录。
(6) Distribution and Sources of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Water of Tropical City Sanya, China. TEST Engineering & Management,第一作者。
文字 | 任丙南教授
责编 | 符芳妍
编辑 | 王立葳