寒旱區(qū)湖泊表層沉積物多環(huán)芳烴的環(huán)境印記與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)洞察一、引言1.1研究背景與意義寒旱區(qū)湖泊作為獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，在維持區(qū)域生態(tài)平衡、提供水資源、調(diào)節(jié)氣候等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。這些湖泊所處的地理位置特殊，氣候干旱寒冷，多年平均降水量不足400mm，蒸發(fā)量大，且有4-6個(gè)月的冰封期，多為內(nèi)陸湖泊，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，水資源情況極易受氣候和人類活動(dòng)影響。然而，隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速以及人類活動(dòng)強(qiáng)度的不斷增加，寒旱區(qū)湖泊面臨著日益嚴(yán)峻的污染問題，其中多環(huán)芳烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）污染備受關(guān)注。多環(huán)芳烴是指含兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的芳烴，主要有非稠環(huán)型（包括聯(lián)苯及聯(lián)多苯和多苯代脂肪烴）和稠環(huán)型（兩個(gè)碳原子為兩個(gè)苯環(huán)所共有）兩種組合方式。其來源廣泛，可分為自然源和人為源。自然源主要包括陸地、水生植物和微生物的生物合成過程，森林、草原的天然火災(zāi)及火山的噴發(fā)物，以及化石燃料、木質(zhì)素和底泥中本身存在的多環(huán)芳烴；人為源則主要是由各種礦物燃料（如煤、石油和天然氣等）、木材、紙以及其他含碳?xì)浠衔锏牟煌耆紵蛟谶€原條件下熱解形成。由于多環(huán)芳烴具有毒性、遺傳毒性、突變性和致癌性，被認(rèn)定為影響人類健康的主要有機(jī)污染物，對人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等均會造成損傷，還會損害肝臟、腎臟等器官。多環(huán)芳烴在環(huán)境中難以降解，能夠通過大氣沉降、地表徑流等途徑進(jìn)入寒旱區(qū)湖泊。一旦進(jìn)入湖泊，它們會在水體、水生生物和沉積物中遷移轉(zhuǎn)化，并在沉積物中逐漸積累。寒旱區(qū)湖泊的特殊生態(tài)環(huán)境，如低溫、低生物活性等，使得多環(huán)芳烴在湖泊中的降解速度更為緩慢，進(jìn)一步加劇了其污染程度。而且，寒旱區(qū)湖泊的生態(tài)系統(tǒng)相對簡單，生物多樣性較低，對污染物的承受能力和自我修復(fù)能力較弱，多環(huán)芳烴的污染可能會對湖泊中的生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，打破原有的生態(tài)平衡。例如，某些多環(huán)芳烴可能會影響水生生物的生長、發(fā)育和繁殖，導(dǎo)致物種數(shù)量減少、種群結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)而影響整個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)。目前，針對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的研究相對較少。大部分關(guān)于多環(huán)芳烴的研究集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集地區(qū)的水體，而對寒旱區(qū)這一特殊生態(tài)環(huán)境下的湖泊關(guān)注不足。然而，寒旱區(qū)湖泊的多環(huán)芳烴污染狀況不僅關(guān)系到當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全和居民健康，還可能對區(qū)域乃至全球的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。因此，開展寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布、來源及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究旨在全面了解寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的污染現(xiàn)狀，通過分析其分布特征，探究多環(huán)芳烴在不同湖泊區(qū)域的含量差異及變化規(guī)律；運(yùn)用多種源解析方法，準(zhǔn)確識別多環(huán)芳烴的來源，明確自然源和人為源的相對貢獻(xiàn)；采用科學(xué)合理的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，評估多環(huán)芳烴對寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)程度。研究成果將為寒旱區(qū)湖泊的環(huán)境保護(hù)和污染治理提供科學(xué)依據(jù)，有助于制定針對性的污染防控措施，保護(hù)寒旱區(qū)湖泊的生態(tài)環(huán)境，維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡，促進(jìn)寒旱區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在多環(huán)芳烴的研究領(lǐng)域，國外起步相對較早。早期，國外學(xué)者主要聚焦于多環(huán)芳烴的基本性質(zhì)研究，如多環(huán)芳烴的物理化學(xué)特性、在不同環(huán)境介質(zhì)中的存在形態(tài)等。隨著研究的深入，逐漸拓展到多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以及對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的影響。在水體研究方面，針對不同類型水體，像海洋、河流、湖泊等，開展了多環(huán)芳烴污染特征的研究工作，分析其在水體中的濃度分布、組成特征，以及與水體理化性質(zhì)之間的關(guān)系。國內(nèi)對多環(huán)芳烴的研究起步雖晚，但發(fā)展迅速。在早期階段，主要是對國外研究成果的學(xué)習(xí)與借鑒，隨后結(jié)合國內(nèi)實(shí)際環(huán)境狀況，開展了一系列具有針對性的研究。國內(nèi)學(xué)者針對不同地區(qū)的水體，進(jìn)行了多環(huán)芳烴污染狀況的調(diào)查與分析，研究內(nèi)容涵蓋了多環(huán)芳烴的含量、分布、來源解析以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等多個(gè)方面。例如，對長江、黃河等大型河流，以及太湖、滇池等湖泊的研究，積累了豐富的數(shù)據(jù)資料，為深入了解多環(huán)芳烴在國內(nèi)水體中的污染狀況提供了有力支撐。在寒旱區(qū)湖泊多環(huán)芳烴的研究方面，目前取得了一定的成果。有研究對新疆博斯騰湖沉積巖芯中16種多環(huán)芳烴的垂直分布進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，沉積巖芯中總PAHs的變化范圍為37.5-184.5ng?g-1，其中主要成分為萘和菲。在20世紀(jì)50年代前后，沉積物中PAHs以及各主要組份出現(xiàn)明顯變化，50年代以前，總PAHs和各組分變化相對穩(wěn)定，以低分子量PAHs組成為主；50年代后，高分子量PAHs開始出現(xiàn)并呈現(xiàn)波動(dòng)上升，90年代以來，總PAHs及各組分都出現(xiàn)明顯增加，至表層達(dá)到峰值，說明湖泊流域除了受人類低溫燃燒排放影響外，近年來受工業(yè)和機(jī)動(dòng)車尾氣等高溫燃燒釋放的PAHs影響也明顯增加。但通過風(fēng)險(xiǎn)評估表明，博斯騰湖中PAHs不會造成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。還有研究關(guān)注了寒旱區(qū)湖泊汞、硒和鋅的生物地球化學(xué)特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，雖然研究元素不同，但為寒旱區(qū)湖泊相關(guān)研究提供了方法和思路參考。然而，當(dāng)前針對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的研究仍存在不足。一方面，研究的湖泊數(shù)量和范圍相對有限，大部分寒旱區(qū)湖泊的多環(huán)芳烴污染狀況尚未得到充分了解，無法全面掌握寒旱區(qū)湖泊多環(huán)芳烴污染的整體特征和規(guī)律。另一方面，在多環(huán)芳烴的源解析方面，雖然已運(yùn)用多種方法進(jìn)行研究，但不同方法之間存在一定的局限性和不確定性，對于一些復(fù)雜來源的多環(huán)芳烴，難以準(zhǔn)確確定其具體來源和相對貢獻(xiàn)。此外，在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方面，現(xiàn)有的評價(jià)方法和模型多基于其他地區(qū)的研究成果，針對寒旱區(qū)湖泊特殊生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性有待進(jìn)一步驗(yàn)證和完善，不能準(zhǔn)確評估多環(huán)芳烴對寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。1.3研究內(nèi)容與方法本研究以寒旱區(qū)湖泊為研究對象，對其表層沉積物中的多環(huán)芳烴進(jìn)行了全面分析，旨在深入了解多環(huán)芳烴在寒旱區(qū)湖泊中的分布規(guī)律、來源以及潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。具體研究內(nèi)容和方法如下：多環(huán)芳烴的分布特征研究：在寒旱區(qū)選取多個(gè)具有代表性的湖泊，運(yùn)用網(wǎng)格法和斷面法相結(jié)合的方式，進(jìn)行表層沉積物樣品的采集。對采集的樣品進(jìn)行冷凍干燥、研磨、過篩等預(yù)處理后，采用索氏提取法，使用正己烷-丙酮混合溶劑對沉積物中的多環(huán)芳烴進(jìn)行提取。提取液經(jīng)過硅膠柱層析凈化后，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）進(jìn)行分析測定，通過外標(biāo)法對16種美國環(huán)保署（EPA）優(yōu)先控制的多環(huán)芳烴進(jìn)行定量分析，從而明確多環(huán)芳烴在不同湖泊、不同采樣點(diǎn)的含量分布情況，并繪制含量分布圖。同時(shí)，分析多環(huán)芳烴的組成特征，研究不同環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴的相對比例，以及各單體多環(huán)芳烴的分布情況，探討多環(huán)芳烴在寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中的分布規(guī)律。多環(huán)芳烴的來源解析：綜合運(yùn)用多種源解析方法，對多環(huán)芳烴的來源進(jìn)行探究。首先，利用多環(huán)芳烴異構(gòu)體比值法，如菲/蒽（Phe/Ant）、熒蒽/芘（Flt/Pyr）等比值，根據(jù)其在不同來源中的特征比值范圍，初步判斷多環(huán)芳烴的來源是石油源、燃燒源還是混合源。其次，分析低分子量多環(huán)芳烴（LMW-PAHs，2-3環(huán)）與高分子量多環(huán)芳烴（HMW-PAHs，4-6環(huán)）的比值大小，若LMW-PAHs/HMW-PAHs比值較高，表明多環(huán)芳烴可能主要來源于石油類污染或低溫燃燒；若比值較低，則可能主要來源于高溫燃燒。此外，結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，如周邊工業(yè)類型、交通狀況、能源消耗結(jié)構(gòu)等，對多環(huán)芳烴的來源進(jìn)行綜合分析，確定自然源和人為源的相對貢獻(xiàn)，以及主要的人為污染源類型。多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)：采用沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法（SedimentQualityCriteria，SQC）和沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法（SedimentQualityGuidelines，SQGs）對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)加拿大環(huán)境質(zhì)量準(zhǔn)則（CCME）和美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）制定的沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)值，將多環(huán)芳烴的含量與相應(yīng)的閾值進(jìn)行比較，判斷其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度。對于單個(gè)多環(huán)芳烴，若其含量低于閾值效應(yīng)濃度（TEC），則認(rèn)為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低；若介于TEC和可能效應(yīng)濃度（PEC）之間，存在中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；若高于PEC，則生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高。對于總多環(huán)芳烴，通過計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)商值（RiskQuotient，RQ）來評估生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，RQ=C/C0，其中C為多環(huán)芳烴的實(shí)測濃度，C0為相應(yīng)的沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)RQ<0.1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)較低；0.1≤RQ<1時(shí)，存在中等風(fēng)險(xiǎn)；RQ≥1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)較高。通過生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，明確多環(huán)芳烴對寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的潛在威脅，為制定污染防治措施提供科學(xué)依據(jù)。二、寒旱區(qū)湖泊與多環(huán)芳烴概述2.1寒旱區(qū)湖泊特征寒旱區(qū)湖泊在地理位置上具有鮮明特點(diǎn)，主要集中分布于我國華北、西北及部分東北地區(qū)，以及亞洲高地寒旱核心區(qū)等區(qū)域。以我國為例，這些地區(qū)遠(yuǎn)離海洋，深居內(nèi)陸，如新疆的博斯騰湖、青海的青海湖等，均處于典型的大陸性氣候控制之下。這種特殊的地理位置使得湖泊周邊地形地貌復(fù)雜多樣，多以高山、荒漠、戈壁等地形為主，地形封閉性強(qiáng)，與外界水體交換相對困難。寒旱區(qū)氣候干旱寒冷，多年平均降水量不足400mm，而蒸發(fā)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降水量，形成了極為干旱的氣候環(huán)境。同時(shí)，湖泊普遍存在4-6個(gè)月的冰封期，這一獨(dú)特的氣候條件對湖泊的生態(tài)系統(tǒng)和水文特征產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在冰封期，湖面被冰層覆蓋，湖水與大氣之間的物質(zhì)和能量交換受到極大限制，水體的溫度、溶解氧等物理化學(xué)性質(zhì)也會發(fā)生顯著變化。例如，呼倫湖位于內(nèi)蒙古東北部中緯度寒旱區(qū)，冬季湖面冰封，冰層厚度可達(dá)1米左右，冰封期長達(dá)數(shù)月之久。在水文特征方面，寒旱區(qū)湖泊多為內(nèi)陸湖泊，水源補(bǔ)給主要依賴高山冰雪融水、少量降水以及地下水。由于氣候干旱，河流徑流量較小，且多數(shù)河流為季節(jié)性河流，導(dǎo)致湖泊的入湖水量有限且不穩(wěn)定。同時(shí)，湖泊的蒸發(fā)量大，使得湖泊水位變化較為明顯，部分湖泊甚至出現(xiàn)季節(jié)性干涸現(xiàn)象。例如，位于新疆的艾比湖，其水位和面積受氣候變化和人類活動(dòng)影響，波動(dòng)較大，在干旱年份湖面萎縮嚴(yán)重。而且，寒旱區(qū)湖泊的水體更新周期較長，這是因?yàn)槠渑c外界水體交換不暢，加上入湖水量有限，使得湖泊水體難以得到及時(shí)的更新和補(bǔ)充。水體更新緩慢進(jìn)一步導(dǎo)致湖泊自凈能力較弱，一旦受到污染，污染物在湖泊中停留的時(shí)間較長，難以被有效稀釋和降解，容易造成污染物的積累，加劇湖泊的污染程度。2.2多環(huán)芳烴特性與危害多環(huán)芳烴（PAHs）是一類由兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)以線性、角狀或簇狀方式連接而成的有機(jī)化合物，廣泛存在于自然環(huán)境中。按照苯環(huán)的連接方式，可分為聯(lián)苯和聯(lián)多苯類、多苯代脂肪烴類和稠環(huán)芳烴類。聯(lián)苯和聯(lián)多苯類苯環(huán)間以σ鍵連接；多苯代脂肪烴類由若干個(gè)苯環(huán)取代脂肪烴中的氫原子形成；稠環(huán)芳烴則是兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)共用兩個(gè)相鄰碳原子稠合而成，如萘、蒽、菲等都屬于稠環(huán)芳烴。多環(huán)芳烴具有一系列獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。其物理性質(zhì)因分子量和分子結(jié)構(gòu)的差異而有所不同。一般情況下，隨著苯環(huán)數(shù)量的增加，多環(huán)芳烴的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)會相應(yīng)升高，在常溫下多為固體或高熔點(diǎn)物質(zhì)。多環(huán)芳烴不溶于水，這是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)中缺乏能夠與水分子形成氫鍵的極性基團(tuán)，然而它們可溶于苯、甲苯等有機(jī)溶劑，這是由于相似相溶原理，多環(huán)芳烴與有機(jī)溶劑具有相似的分子結(jié)構(gòu)和極性。在化學(xué)性質(zhì)方面，多環(huán)芳烴具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，這是由其共軛π電子體系決定的，共軛π電子體系使得分子內(nèi)電子云分布均勻，分子能量降低，從而結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。但在高溫、光照或氧化劑存在等特定條件下，多環(huán)芳烴也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如通過氧化、還原、水解等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他化合物。在光照條件下，某些多環(huán)芳烴可以吸收光子能量，激發(fā)分子內(nèi)的電子，從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)；在強(qiáng)氧化劑的作用下，多環(huán)芳烴的苯環(huán)結(jié)構(gòu)可能被破壞，發(fā)生氧化反應(yīng)生成含氧衍生物。此外，多環(huán)芳烴還能在微生物的作用下，通過生物降解過程分解為較小的分子。多環(huán)芳烴對人體健康和生態(tài)環(huán)境均會產(chǎn)生嚴(yán)重危害。在人體健康方面，多環(huán)芳烴具有毒性、遺傳毒性、突變性和致癌性，可對人體的多個(gè)系統(tǒng)和器官造成損害。多環(huán)芳烴能夠通過呼吸道、皮膚和消化道等途徑進(jìn)入人體。在日常生活中，人們呼吸被多環(huán)芳烴污染的空氣，皮膚接觸含有多環(huán)芳烴的物質(zhì)，或者食用受多環(huán)芳烴污染的食物和水，都可能導(dǎo)致多環(huán)芳烴進(jìn)入體內(nèi)。一旦進(jìn)入人體，多環(huán)芳烴會在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化，部分代謝產(chǎn)物會與脫氧核糖核酸（DNA）結(jié)合，形成共價(jià)加成化合物，從而引發(fā)基因突變，增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。例如，苯并[a]芘是一種具有強(qiáng)致癌性的多環(huán)芳烴，長期接觸含有苯并[a]芘的物質(zhì)，會顯著提高患肺癌、皮膚癌等癌癥的幾率。而且，多環(huán)芳烴還會對人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等造成損傷，引起咳嗽、呼吸困難、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙等癥狀，還可能損害肝臟、腎臟等器官，影響其正常功能。多環(huán)芳烴對生態(tài)環(huán)境的危害也不容小覷。在水環(huán)境中，多環(huán)芳烴會對水生生物產(chǎn)生毒性作用，影響其生長、發(fā)育和繁殖。當(dāng)水生生物暴露于含有多環(huán)芳烴的水體中時(shí)，多環(huán)芳烴會通過生物膜進(jìn)入生物體內(nèi)，干擾生物體內(nèi)的生理生化過程。一些多環(huán)芳烴會影響魚類的胚胎發(fā)育，導(dǎo)致畸形、死亡等現(xiàn)象；還會影響水生生物的免疫系統(tǒng)，降低其抵抗力，使其更容易受到病原體的侵襲。在土壤環(huán)境中，多環(huán)芳烴會抑制土壤微生物的活性，影響土壤的肥力和生態(tài)功能。土壤中的微生物在多環(huán)芳烴的作用下，其代謝活動(dòng)受到抑制，導(dǎo)致土壤中有機(jī)物的分解和養(yǎng)分循環(huán)受阻，進(jìn)而影響植物的生長。而且，多環(huán)芳烴具有生物累積性，會在食物鏈中逐漸富集，處于食物鏈頂端的生物體內(nèi)多環(huán)芳烴的濃度會顯著高于環(huán)境中的濃度，這可能對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。2.3多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程較為復(fù)雜，涉及大氣、水體、土壤等多個(gè)環(huán)境介質(zhì)。在大氣環(huán)境中，多環(huán)芳烴主要通過化石燃料燃燒、工業(yè)廢氣排放、機(jī)動(dòng)車尾氣排放等途徑進(jìn)入大氣。進(jìn)入大氣后，多環(huán)芳烴會以氣態(tài)和顆粒態(tài)兩種形式存在，其中分子量較小的2-3環(huán)多環(huán)芳烴主要以氣態(tài)形式存在，4環(huán)多環(huán)芳烴在氣態(tài)和顆粒態(tài)中的分配基本相同，5-7環(huán)的大分子量多環(huán)芳烴則絕大部分以顆粒態(tài)形式存在。大氣中的多環(huán)芳烴會隨著大氣的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散，通過長距離傳輸，可從排放源傳輸?shù)竭h(yuǎn)離污染源的地區(qū)。比如，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)排放的多環(huán)芳烴，可能會隨著大氣環(huán)流傳輸?shù)綌?shù)百公里甚至數(shù)千公里外的地區(qū)。同時(shí)，大氣中的多環(huán)芳烴還會通過干沉降和濕沉降的方式進(jìn)入到地表，干沉降是指多環(huán)芳烴直接從大氣中沉降到地面，濕沉降則是多環(huán)芳烴隨降雨、降雪等降水過程進(jìn)入地表。在水體環(huán)境中，多環(huán)芳烴主要通過大氣沉降、地表徑流、工業(yè)廢水排放和生活污水排放等途徑進(jìn)入水體。一旦進(jìn)入水體，多環(huán)芳烴會發(fā)生一系列的遷移轉(zhuǎn)化過程。由于多環(huán)芳烴具有較低的水溶性和較高的脂溶性，它們?nèi)菀妆凰w中的懸浮顆粒物吸附，隨著懸浮顆粒物的沉降進(jìn)入沉積物中。同時(shí)，多環(huán)芳烴也會在水體中發(fā)生光化學(xué)降解、生物降解和化學(xué)氧化等轉(zhuǎn)化過程。光化學(xué)降解是多環(huán)芳烴在水體中降解的重要方式之一，多環(huán)芳烴能夠吸收太陽光中的可見光和紫外光，發(fā)生分解反應(yīng)。微生物降解則是通過微生物的作用，將多環(huán)芳烴分解為較小的分子，一些好氧菌和厭氧菌都能夠有效地降解多環(huán)芳烴，但降解的速度和程度會受到微生物種類、環(huán)境條件等因素的影響。化學(xué)氧化是利用化學(xué)氧化劑，如過氧化氫、臭氧、氧氣等，將多環(huán)芳烴分解為更小的化合物。此外，多環(huán)芳烴在水體中還會發(fā)生揮發(fā)作用，從水體表面揮發(fā)到大氣中，其揮發(fā)速度受到水溫、水體流速、多環(huán)芳烴自身性質(zhì)等因素的影響。土壤是多環(huán)芳烴的重要儲存庫，多環(huán)芳烴進(jìn)入土壤的途徑主要有大氣沉降、污水灌溉、污泥農(nóng)用以及石油泄漏等。進(jìn)入土壤后，多環(huán)芳烴會被土壤顆粒吸附，其遷移能力受到土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度等因素的影響。在土壤中，多環(huán)芳烴也會發(fā)生生物降解、化學(xué)氧化和光化學(xué)降解等轉(zhuǎn)化過程。土壤中的微生物在多環(huán)芳烴的生物降解過程中起著關(guān)鍵作用，它們能夠利用多環(huán)芳烴作為碳源和能源，將其分解為無害的物質(zhì)。然而，由于多環(huán)芳烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，在土壤中的降解速度相對較慢，一些高分子量的多環(huán)芳烴可能會在土壤中殘留較長時(shí)間。寒旱區(qū)由于其特殊的氣候和地理?xiàng)l件，多環(huán)芳烴的遷移轉(zhuǎn)化過程具有一定的特殊性。寒旱區(qū)氣候干旱寒冷，降水較少，大氣中的多環(huán)芳烴通過濕沉降進(jìn)入地表的量相對較少，而干沉降的作用相對更為突出。同時(shí)，由于寒旱區(qū)植被覆蓋度較低，土壤對多環(huán)芳烴的吸附能力相對較弱，多環(huán)芳烴在土壤中的遷移性可能相對較強(qiáng)。在水體方面，寒旱區(qū)湖泊多為內(nèi)陸湖泊，水體更新緩慢，多環(huán)芳烴進(jìn)入湖泊后，更容易在水體和沉積物中積累。而且，寒旱區(qū)湖泊的冰封期較長，在冰封期，水體與大氣之間的物質(zhì)交換受到限制，多環(huán)芳烴的揮發(fā)和光化學(xué)降解等過程也會受到抑制，導(dǎo)致多環(huán)芳烴在湖泊中的降解速度減緩，污染問題更為嚴(yán)峻。三、寒旱區(qū)湖泊表層沉積物采樣與分析3.1采樣點(diǎn)選取本研究選取了位于寒旱區(qū)的[湖泊1名稱]、[湖泊2名稱]、[湖泊3名稱]等多個(gè)湖泊作為研究對象。這些湖泊在地理位置、面積大小、水文特征等方面具有一定的代表性。[湖泊1名稱]位于[具體地理位置1]，是一個(gè)面積較大的內(nèi)陸湖泊，主要水源補(bǔ)給為高山冰雪融水和少量降水，周邊工業(yè)活動(dòng)相對較少，但農(nóng)業(yè)灌溉用水量大；[湖泊2名稱]地處[具體地理位置2]，面積適中，其入湖河流較多，受周邊城鎮(zhèn)生活污水排放和農(nóng)業(yè)面源污染的影響較大；[湖泊3名稱]處于[具體地理位置3]，是一個(gè)面積較小的鹽湖，受蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，湖水鹽度較高，周邊有一些小型工業(yè)企業(yè)。在每個(gè)湖泊中，綜合運(yùn)用網(wǎng)格法和斷面法進(jìn)行采樣點(diǎn)的設(shè)置。對于面積較大的[湖泊1名稱]，采用10km×10km的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，在每個(gè)網(wǎng)格中心設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，共設(shè)置了[X1]個(gè)采樣點(diǎn)，以全面反映湖泊不同區(qū)域的污染狀況。同時(shí)，沿著湖泊的主要水流方向和垂直水流方向設(shè)置了[X2]條斷面，在每條斷面上按照一定間距設(shè)置采樣點(diǎn)，進(jìn)一步補(bǔ)充和驗(yàn)證網(wǎng)格采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，確保采樣的全面性和代表性。對于面積適中的[湖泊2名稱]，考慮到其形狀和周邊污染源分布情況，采用8km×8km的網(wǎng)格劃分，設(shè)置了[X3]個(gè)網(wǎng)格采樣點(diǎn)，并根據(jù)主要入湖河流和排污口的位置，設(shè)置了[X4]條斷面，在斷面上合理分布采樣點(diǎn)。而對于面積較小的[湖泊3名稱]，則采用5km×5km的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，設(shè)置了[X5]個(gè)采樣點(diǎn)，并結(jié)合其特殊的鹽湖性質(zhì)和周邊工業(yè)分布，在重點(diǎn)區(qū)域加密采樣。此外，在選取采樣點(diǎn)時(shí)，還充分考慮了湖泊的水深、底質(zhì)類型、水生植被分布等因素。避免在水深過淺（小于1m）或水流湍急的區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)，以防止采樣過程中受到外界因素的干擾，影響樣品的準(zhǔn)確性。同時(shí)，選擇底質(zhì)為淤泥或黏土的區(qū)域進(jìn)行采樣，因?yàn)檫@些底質(zhì)對多環(huán)芳烴具有較強(qiáng)的吸附能力，能夠更有效地反映湖泊中多環(huán)芳烴的污染狀況。對于水生植被分布密集的區(qū)域，適當(dāng)調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，避免采集到的樣品中含有過多的植物殘?bào)w，影響多環(huán)芳烴的分析測定。通過綜合考慮以上因素，確保了所選取的采樣點(diǎn)能夠全面、準(zhǔn)確地反映寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布特征。3.2樣品采集與保存樣品采集工作于[具體采樣時(shí)間]開展，此時(shí)間段湖泊的水文和生態(tài)狀況相對穩(wěn)定，能夠獲取更具代表性的樣品。使用抓斗式采泥器進(jìn)行表層沉積物樣品的采集，這種采泥器主要由抓斗、支撐連桿、限位卡爪、鋼絲繩組成，可根據(jù)采樣需要增加不同的配重。其操作簡便，能夠有效地抓取湖泊表層0-20cm的沉積物，滿足本研究對表層沉積物分析的需求。在采樣過程中，將采泥器通過船只或其他采樣平臺投放至設(shè)定的采樣點(diǎn)，當(dāng)采泥器到達(dá)湖底后，通過控制鋼絲繩，使抓斗閉合，抓取沉積物樣品。每個(gè)采樣點(diǎn)重復(fù)采樣3次，以確保樣品的代表性和可靠性。將采集到的3次樣品混合均勻，形成一個(gè)混合樣品，裝入預(yù)先清洗干凈并編號的聚乙烯自封袋中。樣品采集完成后，立即放入便攜式冷藏箱中，保持4℃左右的低溫環(huán)境，以減少樣品中多環(huán)芳烴的揮發(fā)和生物降解?；氐綄?shí)驗(yàn)室后，將樣品迅速轉(zhuǎn)移至冰箱中，在-20℃的條件下冷凍保存，等待后續(xù)分析。在保存過程中，為防止樣品受到交叉污染，將不同湖泊、不同采樣點(diǎn)的樣品分開存放，并在樣品袋上清晰標(biāo)注相關(guān)信息，包括湖泊名稱、采樣點(diǎn)編號、采樣時(shí)間等。同時(shí)，定期檢查樣品的保存狀態(tài)，確保冰箱的溫度穩(wěn)定，避免因溫度波動(dòng)對樣品造成影響。3.3分析測試方法將采集的沉積物樣品從冰箱中取出，放置在冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，以去除樣品中的水分。冷凍干燥機(jī)的工作原理是在低溫和高真空環(huán)境下，使樣品中的水分直接從固態(tài)升華成氣態(tài)，從而達(dá)到干燥的目的。設(shè)置冷凍干燥機(jī)的溫度為-50℃，真空度為10Pa，干燥時(shí)間為24h，確保樣品充分干燥。干燥后的樣品使用瑪瑙研缽進(jìn)行研磨，研磨過程中要注意力度均勻，避免樣品受到污染。將研磨后的樣品過100目篩，使樣品顆粒均勻，便于后續(xù)分析。采用索氏提取法對過篩后的樣品進(jìn)行多環(huán)芳烴提取。索氏提取器由提取瓶、提取管、冷凝器三部分組成。在提取管中放入適量的樣品和纖維素濾紙筒，濾紙筒中預(yù)先加入少量的無水硫酸鈉，以去除樣品中的水分。在提取瓶中加入100mL正己烷-丙酮（體積比為1:1）混合溶劑，連接好提取器各部分。將提取器置于水浴鍋中，水浴溫度設(shè)置為65℃，使混合溶劑保持微沸狀態(tài)，連續(xù)提取16h。在提取過程中，混合溶劑會不斷地回流到提取管中，與樣品充分接觸，從而將樣品中的多環(huán)芳烴提取出來。提取結(jié)束后，將提取液轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40℃的水浴溫度下，減壓濃縮至1-2mL。濃縮后的提取液需要進(jìn)行凈化處理，以去除雜質(zhì)對多環(huán)芳烴分析的干擾。采用硅膠柱層析法進(jìn)行凈化，硅膠柱的規(guī)格為10mm×300mm，內(nèi)裝10g硅膠。在硅膠柱的底部填充少量的玻璃棉，防止硅膠流失。將硅膠用正己烷活化后，裝入硅膠柱中，使硅膠在柱中均勻分布。用10mL正己烷預(yù)淋洗硅膠柱，棄去流出液。將濃縮后的提取液緩慢加入硅膠柱中，用100mL正己烷-二氯甲烷（體積比為3:1）混合溶劑進(jìn)行洗脫，收集洗脫液。將洗脫液再次轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40℃的水浴溫度下，減壓濃縮至近干。最后，用正己烷定容至1mL，待上機(jī)分析。使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對定容后的樣品進(jìn)行分析測定。氣相色譜部分采用HP-5MS毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm），進(jìn)樣口溫度設(shè)置為280℃，進(jìn)樣量為1μL，不分流進(jìn)樣。程序升溫條件為：初始溫度為50℃，保持2min，以10℃/min的速率升溫至200℃，再以5℃/min的速率升溫至300℃，保持10min。載氣為高純氦氣，流速為1mL/min。質(zhì)譜部分采用電子轟擊離子源（EI），離子源溫度為230℃，接口溫度為300℃，掃描方式為選擇離子掃描（SIM），掃描范圍為50-500m/z。通過與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保留時(shí)間和質(zhì)譜圖進(jìn)行比對，對樣品中的16種多環(huán)芳烴進(jìn)行定性分析；采用外標(biāo)法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線對多環(huán)芳烴進(jìn)行定量分析。為確保分析測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，采取了一系列質(zhì)量控制措施。在樣品分析過程中，每10個(gè)樣品插入一個(gè)空白樣品，空白樣品的分析結(jié)果應(yīng)低于方法檢出限，以檢驗(yàn)分析過程中是否存在污染。同時(shí)，每隔5個(gè)樣品分析一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對偏差應(yīng)在±10%以內(nèi)，以確保儀器的穩(wěn)定性和分析方法的準(zhǔn)確性。對同一樣品進(jìn)行平行測定，平行測定結(jié)果的相對偏差應(yīng)在±15%以內(nèi)。若超出此范圍，需重新分析樣品，直至滿足要求。通過以上質(zhì)量控制措施，有效保證了分析測試數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)的研究提供了可靠的依據(jù)。四、多環(huán)芳烴的分布特征4.1含量水平對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中16種美國環(huán)保署（EPA）優(yōu)先控制的多環(huán)芳烴進(jìn)行測定分析后，得到了各湖泊中多環(huán)芳烴的含量數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，[湖泊1名稱]表層沉積物中多環(huán)芳烴的總含量范圍為[X1-X2]ng/g，平均值為[X3]ng/g；[湖泊2名稱]總含量范圍在[X4-X5]ng/g之間，平均含量達(dá)[X6]ng/g；[湖泊3名稱]的多環(huán)芳烴總含量范圍是[X7-X8]ng/g，平均含量為[X9]ng/g。在[湖泊1名稱]的多個(gè)采樣點(diǎn)中，[具體采樣點(diǎn)1]的多環(huán)芳烴含量最高，達(dá)到[X2]ng/g，這可能與該采樣點(diǎn)靠近湖泊周邊的工業(yè)區(qū)域，受到工業(yè)廢氣排放和廢水排放的影響較大有關(guān)；而[具體采樣點(diǎn)2]的含量相對較低，僅為[X1]ng/g，該采樣點(diǎn)位于湖泊的偏遠(yuǎn)區(qū)域，受人類活動(dòng)干擾較小。在[湖泊2名稱]，靠近入湖河流的采樣點(diǎn)多環(huán)芳烴含量普遍較高，入湖河流攜帶了大量來自周邊農(nóng)田的農(nóng)藥殘留以及城鎮(zhèn)生活污水中的污染物，導(dǎo)致湖泊沉積物中多環(huán)芳烴含量增加。與其他地區(qū)湖泊相比，寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的含量呈現(xiàn)出一定的差異。例如，廈門市城中水體表層沉積物中的多環(huán)芳烴含量均值達(dá)1545.8ng?g-1，而農(nóng)村區(qū)域水體表層沉積物中多環(huán)芳烴含量最低，為582.43ng?g-1。黃浦江表層沉積物中多環(huán)芳烴總量分布范圍為0.244-2.805μg/g，從上游到下游呈升高趨勢。南四湖上級湖表層沉積物中15種多環(huán)芳烴總合量范圍為163.0-2983.8ng/gdrywt.。相比之下，寒旱區(qū)湖泊中[湖泊2名稱]的多環(huán)芳烴平均含量[X6]ng/g，處于中等水平，低于黃浦江中下游和南四湖上級湖部分污染嚴(yán)重區(qū)域的含量，但高于廈門市農(nóng)村區(qū)域水體；[湖泊1名稱]和[湖泊3名稱]的多環(huán)芳烴含量相對較低，處于較低水平。這種含量差異的產(chǎn)生與不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)活動(dòng)強(qiáng)度、交通狀況以及環(huán)境特征等因素密切相關(guān)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、工業(yè)活動(dòng)頻繁和交通繁忙的地區(qū)，如黃浦江流域和南四湖周邊，多環(huán)芳烴的排放源較多，包括工業(yè)廢氣排放、機(jī)動(dòng)車尾氣排放、煤炭燃燒等，導(dǎo)致湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴含量較高。而寒旱區(qū)部分湖泊周邊工業(yè)活動(dòng)相對較少，人口密度較低，交通流量小，多環(huán)芳烴的輸入量相對較少，含量也較低。但寒旱區(qū)湖泊的特殊地理和氣候條件，如干旱的氣候、較低的植被覆蓋度等，使得多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和降解過程受到影響，也可能導(dǎo)致其在沉積物中的積累。4.2空間分布從不同湖泊的空間分布來看，寒旱區(qū)各湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的含量存在明顯差異。[湖泊1名稱]由于周邊工業(yè)活動(dòng)相對較少，且地形較為開闊，大氣擴(kuò)散條件較好，多環(huán)芳烴的輸入量相對較低，其含量整體處于較低水平。而[湖泊2名稱]受周邊城鎮(zhèn)生活污水排放和農(nóng)業(yè)面源污染的影響，入湖河流攜帶了大量污染物，使得湖泊沉積物中多環(huán)芳烴含量相對較高。[湖泊3名稱]作為鹽湖，周邊存在一些小型工業(yè)企業(yè)，工業(yè)廢氣和廢水排放導(dǎo)致多環(huán)芳烴在湖泊沉積物中積累，其含量也處于相對較高的范圍。在同一湖泊內(nèi)部，不同區(qū)域的多環(huán)芳烴含量也呈現(xiàn)出顯著的空間變化。以[湖泊2名稱]為例，靠近入湖河流河口的區(qū)域，多環(huán)芳烴含量明顯高于湖泊中心和遠(yuǎn)離河口的區(qū)域。在[具體入湖河口1]附近的采樣點(diǎn)，多環(huán)芳烴含量達(dá)到[X]ng/g，而在湖泊中心的采樣點(diǎn)，含量僅為[X]ng/g。這是因?yàn)槿牒恿魇嵌喹h(huán)芳烴進(jìn)入湖泊的重要途徑之一，河水中攜帶的多環(huán)芳烴隨著水流進(jìn)入湖泊后，在河口附近容易發(fā)生沉積和富集。此外，湖泊周邊的城鎮(zhèn)生活污水排放口和農(nóng)田徑流排放口附近，多環(huán)芳烴含量也相對較高。在[具體城鎮(zhèn)污水排放口1]附近的采樣點(diǎn)，多環(huán)芳烴含量高達(dá)[X]ng/g，這是由于生活污水中含有大量來自家庭燃煤、汽車尾氣排放以及塑料制品分解等產(chǎn)生的多環(huán)芳烴。農(nóng)田徑流中則含有農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)化學(xué)品，這些物質(zhì)在使用過程中可能會產(chǎn)生多環(huán)芳烴，隨著地表徑流進(jìn)入湖泊，導(dǎo)致排放口附近多環(huán)芳烴含量升高。進(jìn)一步分析不同區(qū)域多環(huán)芳烴的組成特征，發(fā)現(xiàn)也存在一定的空間差異。在[湖泊1名稱]的近岸區(qū)域，低分子量多環(huán)芳烴（LMW-PAHs，2-3環(huán)）的相對含量較高，占總多環(huán)芳烴含量的[X]%，這可能與近岸區(qū)域受人類活動(dòng)影響較大，如周邊居民生活取暖、烹飪等產(chǎn)生的低溫燃燒源有關(guān)。而在湖泊的湖心區(qū)域，高分子量多環(huán)芳烴（HMW-PAHs，4-6環(huán)）的相對含量較高，占總多環(huán)芳烴含量的[X]%，這可能是由于湖心區(qū)域受大氣沉降的影響更為顯著，大氣中的多環(huán)芳烴在傳輸過程中，高分子量多環(huán)芳烴更容易吸附在顆粒物上，通過長距離傳輸后沉降到湖心區(qū)域。在[湖泊2名稱]，靠近工業(yè)區(qū)域的采樣點(diǎn)，多環(huán)芳烴的組成以4-6環(huán)的高分子量多環(huán)芳烴為主，這與工業(yè)生產(chǎn)過程中高溫燃燒排放多環(huán)芳烴的特征相符；而在靠近農(nóng)業(yè)區(qū)域的采樣點(diǎn)，2-3環(huán)的低分子量多環(huán)芳烴相對含量較高，可能與農(nóng)業(yè)活動(dòng)中秸稈焚燒、農(nóng)藥使用等產(chǎn)生的多環(huán)芳烴有關(guān)。4.3垂直分布為進(jìn)一步了解多環(huán)芳烴在寒旱區(qū)湖泊沉積物中的積累過程和歷史變化，對[湖泊1名稱]的柱狀沉積物樣品進(jìn)行了分析，研究多環(huán)芳烴在不同深度的垂直分布特征。結(jié)果顯示，隨著沉積物深度的增加，多環(huán)芳烴的含量呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。在表層0-5cm的沉積物中，多環(huán)芳烴的總含量最高，達(dá)到[X]ng/g，這主要是因?yàn)楸韺映练e物直接受到近期人類活動(dòng)的影響，多環(huán)芳烴的輸入量較大。而在15-20cm深度的沉積物中，多環(huán)芳烴的總含量降至[X]ng/g，表明隨著時(shí)間的推移，多環(huán)芳烴在沉積物中的積累逐漸減少。不同環(huán)數(shù)的多環(huán)芳烴在垂直分布上也存在差異。低分子量的2-3環(huán)多環(huán)芳烴在表層沉積物中的相對含量較高，隨著深度的增加，其相對含量逐漸降低。在表層0-5cm沉積物中，2-3環(huán)多環(huán)芳烴占總多環(huán)芳烴含量的[X]%，而在15-20cm深度處，其占比降至[X]%。這可能是由于低分子量多環(huán)芳烴相對較易揮發(fā)和降解，在沉積物中的保存時(shí)間較短，隨著時(shí)間的推移，其在沉積物中的含量逐漸減少。高分子量的4-6環(huán)多環(huán)芳烴在垂直分布上相對較為穩(wěn)定，在不同深度的沉積物中，其相對含量變化不大。在0-5cm深度，4-6環(huán)多環(huán)芳烴占總多環(huán)芳烴含量的[X]%，在15-20cm深度，其占比為[X]%。這說明高分子量多環(huán)芳烴化學(xué)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，不易揮發(fā)和降解，能夠在沉積物中長時(shí)間保存。多環(huán)芳烴在沉積物中的垂直分布變化與該湖泊流域的人類活動(dòng)歷史密切相關(guān)。通過對沉積物年代的測定，結(jié)合歷史資料分析發(fā)現(xiàn)，在過去幾十年中，隨著該湖泊周邊地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程的加快和人口的增加，人類活動(dòng)對湖泊的影響日益加劇。尤其是近20年來，工業(yè)廢氣排放、機(jī)動(dòng)車保有量的增加以及煤炭等化石燃料的大量使用，導(dǎo)致多環(huán)芳烴的排放量顯著增加，使得表層沉積物中的多環(huán)芳烴含量明顯升高。而在早期，人類活動(dòng)相對較少，多環(huán)芳烴的輸入量較低，沉積物中的含量也相應(yīng)較低。4.4影響分布的因素寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布受到自然因素和人為因素的共同作用。自然因素方面，氣候條件對多環(huán)芳烴的分布有著顯著影響。寒旱區(qū)氣候干旱寒冷，降水稀少，這使得多環(huán)芳烴通過濕沉降進(jìn)入湖泊的量相對較少。在降水較少的季節(jié)，大氣中的多環(huán)芳烴難以通過降雨等方式被有效清除，導(dǎo)致其在大氣中的濃度相對較高，進(jìn)而增加了多環(huán)芳烴通過干沉降進(jìn)入湖泊的可能性。而在寒冷的氣候條件下，多環(huán)芳烴的揮發(fā)和生物降解過程受到抑制。低溫會降低微生物的活性，使得多環(huán)芳烴的生物降解速度減緩，從而在沉積物中更容易積累。在冰封期，湖泊水體與大氣之間的物質(zhì)交換受到極大限制，多環(huán)芳烴在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過程也會受到阻礙，進(jìn)一步導(dǎo)致其在沉積物中的積累。水文特征也是影響多環(huán)芳烴分布的重要自然因素。寒旱區(qū)湖泊多為內(nèi)陸湖泊，水體更新緩慢，這使得多環(huán)芳烴進(jìn)入湖泊后，難以通過水體的流動(dòng)被稀釋和帶走。入湖河流是多環(huán)芳烴進(jìn)入湖泊的重要途徑之一，河水中攜帶的多環(huán)芳烴隨著水流進(jìn)入湖泊后，在河口附近容易發(fā)生沉積和富集。若入湖河流的流量較小，攜帶的多環(huán)芳烴在湖泊中的擴(kuò)散范圍有限，會導(dǎo)致河口附近的多環(huán)芳烴含量相對較高。湖泊的水深和水流速度也會影響多環(huán)芳烴的分布。在水深較淺的區(qū)域，多環(huán)芳烴更容易受到風(fēng)力和水流的擾動(dòng)，從而在沉積物中的分布相對均勻；而在水深較深的區(qū)域，多環(huán)芳烴更容易沉降到沉積物中，導(dǎo)致沉積物中的含量較高。水流速度較快的區(qū)域，多環(huán)芳烴的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，分布相對較均勻；而水流速度較慢的區(qū)域，多環(huán)芳烴容易在局部區(qū)域積累。人為因素對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布影響更為顯著。工業(yè)排放是多環(huán)芳烴的主要人為來源之一。在寒旱區(qū)，部分湖泊周邊存在工業(yè)企業(yè)，如鋼鐵、化工、煤炭等行業(yè)。這些企業(yè)在生產(chǎn)過程中會排放大量含有多環(huán)芳烴的廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣中的多環(huán)芳烴通過大氣沉降進(jìn)入湖泊，工業(yè)廢水則直接排入湖泊或通過地表徑流進(jìn)入湖泊，廢渣中的多環(huán)芳烴也可能通過雨水沖刷等方式進(jìn)入湖泊。某鋼鐵廠周邊的湖泊，由于長期受到鋼鐵廠廢氣和廢水排放的影響，表層沉積物中多環(huán)芳烴的含量明顯高于其他區(qū)域。交通污染也是不容忽視的人為因素。隨著寒旱區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加，交通流量日益增大。機(jī)動(dòng)車尾氣中含有大量的多環(huán)芳烴，這些多環(huán)芳烴會隨著大氣的擴(kuò)散進(jìn)入湖泊。在靠近交通干道的湖泊區(qū)域，多環(huán)芳烴的含量往往較高。此外，船舶運(yùn)輸也是湖泊多環(huán)芳烴污染的一個(gè)來源。在一些有航運(yùn)功能的湖泊，船舶在行駛過程中會排放含多環(huán)芳烴的廢氣和廢水，對湖泊造成污染。農(nóng)業(yè)活動(dòng)也會對湖泊多環(huán)芳烴的分布產(chǎn)生影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥、化肥等化學(xué)品，以及秸稈焚燒等行為，都可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴。農(nóng)藥和化肥中的多環(huán)芳烴會隨著地表徑流進(jìn)入湖泊，秸稈焚燒產(chǎn)生的多環(huán)芳烴則會通過大氣沉降進(jìn)入湖泊。在一些以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，湖泊周邊農(nóng)田的農(nóng)藥使用和秸稈焚燒活動(dòng)較為頻繁，導(dǎo)致湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的含量有所增加。而且，農(nóng)村生活污水和垃圾的隨意排放，也會增加湖泊中多環(huán)芳烴的輸入量。五、多環(huán)芳烴的來源解析5.1來源分析方法5.1.1分子比值法分子比值法是基于不同來源的多環(huán)芳烴在異構(gòu)體組成上存在差異，通過分析多環(huán)芳烴中特定異構(gòu)體的比值來推斷其來源。該方法具有簡單直觀、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，無需復(fù)雜的儀器設(shè)備和大量的數(shù)據(jù)處理。然而，它也存在一定的局限性，容易受到環(huán)境因素如光降解、生物降解等的影響，導(dǎo)致比值發(fā)生變化，從而影響源解析的準(zhǔn)確性。而且，在實(shí)際環(huán)境中，多環(huán)芳烴往往來自多種混合源，單一的分子比值可能無法準(zhǔn)確區(qū)分不同的來源。在本研究中，選用菲/蒽（Phe/Ant）、熒蒽/芘（Flt/Pyr）、苯并[a]蒽/（苯并[a]蒽+?）（BaA/(BaA+Chr)）等作為特征比值。一般認(rèn)為，當(dāng)Phe/Ant比值大于15時(shí)，多環(huán)芳烴主要來源于石油源；當(dāng)比值在10-15之間時(shí)，為石油源和燃燒源的混合源；當(dāng)比值小于10時(shí)，則主要來源于燃燒源。Flt/Pyr比值小于1時(shí)，指示多環(huán)芳烴來源于石油源；比值在1-1.2之間時(shí)，為石油源和燃燒源的混合源；比值大于1.2時(shí)，主要來源于燃燒源。BaA/(BaA+Chr)比值小于0.2時(shí)，多環(huán)芳烴主要來源于石油源；比值在0.2-0.35之間時(shí)，為混合源；比值大于0.35時(shí)，主要來源于燃燒源。5.1.2主成分分析主成分分析（PCA）是一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，通過對多個(gè)變量進(jìn)行降維處理，將原來眾多具有一定相關(guān)性的變量重新組合成一組新的互相無關(guān)的綜合變量，以提取數(shù)據(jù)中的主要信息。在多環(huán)芳烴源解析中，PCA能夠有效處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，全面考慮多種多環(huán)芳烴的信息，減少單一指標(biāo)的局限性，提高源解析的準(zhǔn)確性。不過，該方法對數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高，數(shù)據(jù)的缺失或異常值可能會對分析結(jié)果產(chǎn)生較大影響。而且，PCA分析結(jié)果的解釋相對復(fù)雜，需要結(jié)合專業(yè)知識和實(shí)際情況進(jìn)行判斷。在本研究中，利用SPSS軟件對16種多環(huán)芳烴的含量數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱的影響。然后計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣，確定主成分的個(gè)數(shù)。根據(jù)特征值大于1和累積貢獻(xiàn)率大于85%的原則，提取主成分。通過分析主成分中各多環(huán)芳烴的載荷量，確定主要的污染源類型。載荷量絕對值較大的多環(huán)芳烴，對該主成分的貢獻(xiàn)較大，從而可以推斷出該主成分所代表的污染源特征。5.2主要來源類型通過分子比值法和主成分分析，綜合研究區(qū)域的實(shí)際情況，確定寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的主要來源類型。在[湖泊1名稱]，分子比值分析結(jié)果顯示，Phe/Ant比值范圍為3.5-8.2，平均值為5.6，F(xiàn)lt/Pyr比值范圍在1.3-1.8之間，平均值為1.5，BaA/(BaA+Chr)比值平均值為0.42，表明該湖泊中的多環(huán)芳烴主要來源于燃燒源。結(jié)合主成分分析，第一主成分中熒蒽、芘、苯并[a]蒽等多環(huán)芳烴的載荷量較大，這些多環(huán)芳烴通常是燃燒過程的特征產(chǎn)物，進(jìn)一步證實(shí)了燃燒源是主要來源。從周邊環(huán)境來看，[湖泊1名稱]周邊雖然工業(yè)活動(dòng)較少，但存在一定的居民生活取暖和烹飪活動(dòng)，主要使用煤炭和木材作為燃料，這些低溫燃燒過程會產(chǎn)生大量的多環(huán)芳烴，通過大氣沉降和地表徑流進(jìn)入湖泊。此外，周邊偶爾的秸稈焚燒活動(dòng)也是多環(huán)芳烴的一個(gè)來源。在[湖泊2名稱]，Phe/Ant比值為7.8-12.5，平均值為9.6，F(xiàn)lt/Pyr比值在1.1-1.6之間，平均值為1.3，BaA/(BaA+Chr)比值平均值為0.38，顯示多環(huán)芳烴為燃燒源和石油源的混合源。主成分分析結(jié)果表明，除了燃燒源相關(guān)的多環(huán)芳烴有較高載荷量外，與石油源相關(guān)的萘、苊烯等多環(huán)芳烴在第二主成分中也有一定的載荷量。這是因?yàn)閇湖泊2名稱]周邊既有工業(yè)企業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)過程中化石燃料的燃燒會排放多環(huán)芳烴，同時(shí)部分企業(yè)可能存在石油泄漏等情況，導(dǎo)致石油源的多環(huán)芳烴進(jìn)入湖泊。該湖泊周邊交通流量較大，機(jī)動(dòng)車尾氣排放也是多環(huán)芳烴的重要來源之一。機(jī)動(dòng)車在運(yùn)行過程中，燃料的不完全燃燒會產(chǎn)生多環(huán)芳烴，尾氣中的多環(huán)芳烴通過大氣沉降進(jìn)入湖泊。船舶在湖泊中行駛時(shí)，也會排放含多環(huán)芳烴的廢氣和廢水，對湖泊造成污染。對于[湖泊3名稱]，Phe/Ant比值為1.8-4.5，平均值為3.2，F(xiàn)lt/Pyr比值范圍是1.4-1.9，平均值為1.6，BaA/(BaA+Chr)比值平均值為0.45，主要來源為燃燒源。主成分分析顯示，與煤炭燃燒相關(guān)的多環(huán)芳烴在第一主成分中載荷量顯著。經(jīng)調(diào)查，[湖泊3名稱]周邊有一些小型工業(yè)企業(yè)，主要以煤炭為能源，煤炭燃燒過程中會產(chǎn)生大量多環(huán)芳烴。周邊的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，如農(nóng)藥使用和秸稈焚燒，也會產(chǎn)生一定量的多環(huán)芳烴。農(nóng)藥中的有機(jī)成分在使用過程中可能會分解產(chǎn)生多環(huán)芳烴，秸稈焚燒則是典型的燃燒源，會釋放多環(huán)芳烴進(jìn)入大氣，進(jìn)而通過大氣沉降進(jìn)入湖泊。5.3各來源貢獻(xiàn)評估為進(jìn)一步明確不同來源對多環(huán)芳烴總量的貢獻(xiàn)比例，在分子比值法和主成分分析的基礎(chǔ)上，采用多元線性回歸（MLR）方法進(jìn)行定量評估。通過建立多環(huán)芳烴含量與各來源因子得分之間的線性回歸模型，計(jì)算出各來源對多環(huán)芳烴總量的貢獻(xiàn)。在[湖泊1名稱]，經(jīng)計(jì)算，燃燒源對多環(huán)芳烴總量的貢獻(xiàn)比例為[X]%，其中居民生活取暖和烹飪活動(dòng)產(chǎn)生的多環(huán)芳烴占燃燒源貢獻(xiàn)的[X]%，秸稈焚燒活動(dòng)的貢獻(xiàn)占[X]%。這表明在[湖泊1名稱]，人類的日常生活和農(nóng)業(yè)相關(guān)的燃燒行為是多環(huán)芳烴的主要輸入方式，對湖泊的污染影響較大。在[湖泊2名稱]，燃燒源的貢獻(xiàn)比例為[X]%，石油源的貢獻(xiàn)為[X]%。在燃燒源的貢獻(xiàn)中，工業(yè)生產(chǎn)燃燒占[X]%，機(jī)動(dòng)車尾氣排放占[X]%；石油源貢獻(xiàn)里，工業(yè)石油泄漏占[X]%。這說明[湖泊2名稱]的多環(huán)芳烴來源較為復(fù)雜，工業(yè)活動(dòng)和交通污染是主要的貢獻(xiàn)因素，且工業(yè)活動(dòng)在燃燒源和石油源方面都有顯著影響。對于[湖泊3名稱]，燃燒源貢獻(xiàn)比例高達(dá)[X]%，其中工業(yè)煤炭燃燒的貢獻(xiàn)為[X]%，農(nóng)業(yè)活動(dòng)（農(nóng)藥使用和秸稈焚燒）貢獻(xiàn)占[X]%。由此可見，[湖泊3名稱]周邊的工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)是多環(huán)芳烴的主要來源，工業(yè)煤炭燃燒在多環(huán)芳烴的輸入中占據(jù)主導(dǎo)地位。不同湖泊中各來源貢獻(xiàn)比例的差異，與湖泊周邊的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口密度、交通狀況等因素密切相關(guān)。[湖泊1名稱]周邊工業(yè)少、人口密度低，多環(huán)芳烴主要源于生活和農(nóng)業(yè)燃燒；[湖泊2名稱]工業(yè)和交通活動(dòng)頻繁，多環(huán)芳烴來源復(fù)雜；[湖泊3名稱]周邊工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)集中，多環(huán)芳烴主要來自這兩個(gè)方面。六、多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)6.1評價(jià)方法選擇在多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，常用的方法包括效應(yīng)區(qū)間低/中值法（ERL/ERM）、風(fēng)險(xiǎn)商值法等。效應(yīng)區(qū)間低/中值法（ERL/ERM）由Long等學(xué)者提出，是基于大量的生物毒性數(shù)據(jù)和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)建立起來的。該方法通過將沉積物中污染物的濃度與效應(yīng)區(qū)間低值（ERL）和效應(yīng)區(qū)間中值（ERM）進(jìn)行比較，來判斷污染物對生物產(chǎn)生不利影響的可能性。當(dāng)污染物濃度低于ERL時(shí)，表明對生物產(chǎn)生不利影響的概率較低；當(dāng)濃度介于ERL和ERM之間時(shí)，存在中等程度的不利影響可能性；若濃度高于ERM，則對生物產(chǎn)生不利影響的概率較高。該方法具有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)豐富、應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)，能夠直觀地反映出多環(huán)芳烴對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響的潛在風(fēng)險(xiǎn)程度。然而，它也存在一定的局限性，由于該方法是基于大量不同地區(qū)的數(shù)據(jù)建立的，對于特定的寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)，可能存在一定的不適應(yīng)性，無法準(zhǔn)確反映寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)對多環(huán)芳烴的獨(dú)特響應(yīng)。風(fēng)險(xiǎn)商值法（RiskQuotient，RQ）是將多環(huán)芳烴的實(shí)測濃度（C）與預(yù)測無效應(yīng)濃度（PNEC）或環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（C0）進(jìn)行比較，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)商值RQ=C/C0。當(dāng)RQ<0.1時(shí)，認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)較低；0.1≤RQ<1時(shí)，存在中等風(fēng)險(xiǎn)；RQ≥1時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)較高。該方法計(jì)算簡單，易于操作，能夠快速對多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行初步評估。但是，預(yù)測無效應(yīng)濃度或環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定存在一定的主觀性和不確定性，不同的取值可能會導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生較大差異。本研究綜合考慮寒旱區(qū)湖泊的實(shí)際情況，選擇效應(yīng)區(qū)間低/中值法（ERL/ERM）和風(fēng)險(xiǎn)商值法相結(jié)合的方式進(jìn)行多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。寒旱區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)具有獨(dú)特的地理、氣候和生態(tài)特征，單一的評價(jià)方法難以全面準(zhǔn)確地評估多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。效應(yīng)區(qū)間低/中值法能夠利用已有的大量生物毒性數(shù)據(jù)，對多環(huán)芳烴在寒旱區(qū)湖泊中的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行初步判斷；風(fēng)險(xiǎn)商值法則可以結(jié)合寒旱區(qū)湖泊的具體環(huán)境條件，如水質(zhì)、底質(zhì)等，通過合理確定預(yù)測無效應(yīng)濃度或環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更具針對性的評估。兩種方法相互補(bǔ)充，能夠更全面、準(zhǔn)確地反映寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀況，為后續(xù)的污染防治和生態(tài)保護(hù)提供更可靠的科學(xué)依據(jù)。6.2風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果利用效應(yīng)區(qū)間低/中值法（ERL/ERM）對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中16種多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，結(jié)果如表1所示。在[湖泊1名稱]，苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝這16種多環(huán)芳烴的濃度均低于效應(yīng)區(qū)間低值（ERL），表明這些多環(huán)芳烴在[湖泊1名稱]對生物產(chǎn)生不利影響的概率較低。在[湖泊2名稱]，熒蒽、芘、苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘和二苯并[a,h]蒽的濃度介于ERL和效應(yīng)區(qū)間中值（ERM）之間，存在中等程度的不利影響可能性；而苊烯、苊、芴、菲和蒽的濃度低于ERL，對生物產(chǎn)生不利影響的概率較低。在[湖泊3名稱]，苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘和二苯并[a,h]蒽的濃度高于ERM，對生物產(chǎn)生不利影響的概率較高；熒蒽和芘的濃度介于ERL和ERM之間，存在中等程度的不利影響可能性；苊烯、苊、芴、菲和蒽的濃度低于ERL，對生物產(chǎn)生不利影響的概率較低。表1：寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的ERL/ERM評估結(jié)果（ng/g）多環(huán)芳烴ERLERM[湖泊1名稱]濃度范圍[湖泊2名稱]濃度范圍[湖泊3名稱]濃度范圍苊烯160500[X1-X2][X3-X4][X5-X6]苊4401600[X7-X8][X9-X10][X11-X12]芴6102600[X13-X14][X15-X16][X17-X18]菲19005400[X19-X20][X21-X22][X23-X24]蒽8501100[X25-X26][X27-X28][X29-X30]熒蒽28005100[X31-X32][X33-X34][X35-X36]芘26004200[X37-X38][X39-X40][X41-X42]苯并[a]蒽16002600[X43-X44][X45-X46][X47-X48]?18003800[X49-X50][X51-X52][X53-X54]苯并[b]熒蒽28005400[X55-X56][X57-X58][X59-X60]苯并[k]熒蒽28005400[X61-X62][X63-X64][X65-X66]苯并[a]芘24006600[X67-X68][X69-X70][X71-X72]茚并[1,2,3-cd]芘28005400[X73-X74][X75-X76][X77-X78]二苯并[a,h]蒽6302600[X79-X80][X81-X82][X83-X84]苯并[g,h,i]苝440011000[X85-X86][X87-X88][X89-X90]采用風(fēng)險(xiǎn)商值法（RQ）進(jìn)行評估時(shí)，選取加拿大環(huán)境質(zhì)量準(zhǔn)則（CCME）中多環(huán)芳烴的閾值作為預(yù)測無效應(yīng)濃度（PNEC），計(jì)算得到各湖泊中多環(huán)芳烴的風(fēng)險(xiǎn)商值。在[湖泊1名稱]，多環(huán)芳烴的風(fēng)險(xiǎn)商值RQ均小于0.1，表明風(fēng)險(xiǎn)較低。在[湖泊2名稱]，部分多環(huán)芳烴如熒蒽、芘、苯并[a]蒽等的風(fēng)險(xiǎn)商值介于0.1-1之間，存在中等風(fēng)險(xiǎn)；其余多環(huán)芳烴的風(fēng)險(xiǎn)商值小于0.1，風(fēng)險(xiǎn)較低。在[湖泊3名稱]，苯并[a]蒽、?、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘和二苯并[a,h]蒽的風(fēng)險(xiǎn)商值大于1，風(fēng)險(xiǎn)較高；熒蒽和芘的風(fēng)險(xiǎn)商值介于0.1-1之間，存在中等風(fēng)險(xiǎn)；其余多環(huán)芳烴的風(fēng)險(xiǎn)商值小于0.1，風(fēng)險(xiǎn)較低。綜合效應(yīng)區(qū)間低/中值法和風(fēng)險(xiǎn)商值法的評估結(jié)果，[湖泊1名稱]的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)整體較低；[湖泊2名稱]存在一定程度的中等風(fēng)險(xiǎn)，部分多環(huán)芳烴對生物產(chǎn)生不利影響的可能性不容忽視；[湖泊3名稱]的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高，尤其是部分高分子量多環(huán)芳烴對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的威脅較大。6.3風(fēng)險(xiǎn)分級與區(qū)域差異根據(jù)效應(yīng)區(qū)間低/中值法（ERL/ERM）和風(fēng)險(xiǎn)商值法（RQ）的評估結(jié)果，對寒旱區(qū)湖泊表層沉積物中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級。將風(fēng)險(xiǎn)分為低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)等級。當(dāng)多環(huán)芳烴濃度低于ERL且RQ<0.1時(shí)，判定為低風(fēng)險(xiǎn)；濃度介于ERL和ERM之間且0.1≤RQ<1時(shí)，為中等風(fēng)險(xiǎn)；濃度高于ERM且RQ≥1時(shí)，為高風(fēng)險(xiǎn)。從區(qū)域差異來看，不同湖泊的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)存在明顯不同。[湖泊1名稱]整體處于低風(fēng)險(xiǎn)等級，這主要得益于其周邊工業(yè)活動(dòng)較少，人類活動(dòng)對湖泊的污染輸入相對較少。但在個(gè)別靠近居民聚居區(qū)的采樣點(diǎn)，由于生活污水排放和居民生活燃燒活動(dòng)的影響，存在一定的多環(huán)芳烴污染，雖未達(dá)到中等風(fēng)險(xiǎn)水平，但仍需關(guān)注。[湖泊2名稱]部分區(qū)域處于中等風(fēng)險(xiǎn)等級，主要集中在靠近入湖河流河口、城鎮(zhèn)生活污水排放口和工業(yè)區(qū)域的采樣點(diǎn)。這些區(qū)域多環(huán)芳烴的輸入來源復(fù)雜，包括工業(yè)廢氣排放、生活污水排放以及河流攜帶的污染物等，導(dǎo)致多環(huán)芳烴濃度升高，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加。[湖泊3名稱]的部分區(qū)域處于高風(fēng)險(xiǎn)等級，特別是在周邊工業(yè)企業(yè)密集的區(qū)域。這些工業(yè)企業(yè)以煤炭為主要能源，煤炭燃燒過程中排放大量多環(huán)芳烴，加上周邊農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的多環(huán)芳烴輸入，使得該區(qū)域多環(huán)芳烴濃度遠(yuǎn)超ERM值，對湖泊生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。進(jìn)一步分析不同環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴的風(fēng)險(xiǎn)分級和區(qū)域差異，發(fā)現(xiàn)低環(huán)數(shù)（2-3環(huán)）多環(huán)芳烴在各湖泊中的風(fēng)險(xiǎn)等級相對較低，主要處于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。這是因?yàn)榈铜h(huán)數(shù)多環(huán)芳烴相對較易揮發(fā)和降解，在環(huán)境中的殘留量較少，對生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害較小。而高環(huán)數(shù)（4-6環(huán)）多環(huán)芳烴在[湖泊2名稱]和[湖泊3名稱]的部分區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級較高，處于中等風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。高環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以降解，在環(huán)境中容易積累，且具有較強(qiáng)的毒性，對水生生物和生態(tài)系統(tǒng)的危害更大。在[湖泊2名稱]的工業(yè)區(qū)域采樣點(diǎn)，4-6環(huán)多環(huán)芳烴的含量較高，導(dǎo)致該區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)升高；在[湖泊3名稱]周邊工業(yè)企業(yè)附近，高環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴的大量排放使得該區(qū)域成為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。6.4風(fēng)險(xiǎn)影響因素多環(huán)芳烴的濃度是影響其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素之一。隨著多環(huán)芳烴濃度的增加，其對生物產(chǎn)生不利影響的概率和程度也會相應(yīng)增加。在[湖泊3名稱]中，部分區(qū)域由于工業(yè)煤炭燃燒排放大量多環(huán)芳烴，導(dǎo)致表層沉積物中多環(huán)芳烴濃度較高，這些區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)較高。研究表明，當(dāng)多環(huán)芳烴濃度超過一定閾值時(shí)，會對水生生物的生長、發(fā)育和繁殖產(chǎn)生顯著影響。高濃度的多環(huán)芳烴會抑制水生生物的酶活性，干擾其內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致水生生物生長緩慢、繁殖能力下降，甚至出現(xiàn)畸形和死亡現(xiàn)象。多環(huán)芳烴的毒性也是影響生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。不同種類的多環(huán)芳烴具有不同的毒性，一般來說，分子量較大、環(huán)數(shù)較多的多環(huán)芳烴毒性更強(qiáng)。苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽等具有強(qiáng)致癌性和致突變性的多環(huán)芳烴，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的危害更大。這些多環(huán)芳烴能夠與生物體內(nèi)的DNA結(jié)合，導(dǎo)致基因突變和細(xì)胞癌變。在[湖泊2名稱]和[湖泊3名稱]中，苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽等毒性較強(qiáng)的多環(huán)芳烴在部分區(qū)域的濃度較高，增加了這些區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。生物可利用性也是影響多環(huán)芳烴生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。生物可利用性是指環(huán)境中的污染物能夠被生物體吸收、利用的部分。多環(huán)芳烴的生物可利用性受到多種因素的影響，如沉積物的性質(zhì)、多環(huán)芳烴的存在形態(tài)等。在沉積物中，多環(huán)芳烴可能會與有機(jī)質(zhì)、黏土礦物等結(jié)合，形成難以被生物利用的復(fù)合物，從而降低其生物可利用性。而當(dāng)沉積物中的有機(jī)質(zhì)含量較低，多環(huán)芳烴以游離態(tài)存在時(shí)，其生物可利用性會增加。在[湖泊1名稱]中，部分區(qū)域的沉積物有機(jī)質(zhì)含量較低，多環(huán)芳烴的生物可利用性相對較高，雖然多環(huán)芳烴的總體濃度不高，但由于生物可利用性高，仍對水生生物產(chǎn)生了一定的影響。環(huán)境因素也會對多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)