巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥：殘留特征解析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)探究一、引言1.1研究背景與意義巢湖，地處安徽省中部，作為中國(guó)五大淡水湖之一，宛如一顆璀璨的明珠鑲嵌在江淮大地。它不僅是安徽境內(nèi)最大的湖泊，更是周邊地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活以及生態(tài)平衡都發(fā)揮著舉足輕重的作用。從經(jīng)濟(jì)層面來(lái)看，巢湖豐富的水資源為周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉提供了堅(jiān)實(shí)保障，滋養(yǎng)著大片肥沃的農(nóng)田，助力農(nóng)作物茁壯成長(zhǎng)，確保了糧食的豐收，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，其廣闊的水域孕育了豐富的漁業(yè)資源，各類魚(yú)蝦蟹等水產(chǎn)品不僅滿足了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬍承枨螅€通過(guò)市場(chǎng)流通創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，成為當(dāng)?shù)貪O業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱。此外，巢湖周邊秀美的自然風(fēng)光吸引了大量游客前來(lái)觀光旅游，姥山島、中廟、銀屏山等著名景點(diǎn)，每年都吸引著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的游客，帶動(dòng)了周邊旅游業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)收入。在生態(tài)方面，巢湖猶如一個(gè)巨大的生態(tài)調(diào)節(jié)器，對(duì)維持區(qū)域生態(tài)平衡起著不可或缺的作用。其水域?yàn)楸姸嗨锾峁┝藯⒎毖艿募覉@，是眾多魚(yú)類、貝類、水生植物等生物的生存樂(lè)園，豐富的生物多樣性構(gòu)成了復(fù)雜而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，巢湖還在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)等方面發(fā)揮著重要功能，對(duì)改善周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有著深遠(yuǎn)影響。然而，隨著近年來(lái)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污水以及生活污水源源不斷地排入巢湖，導(dǎo)致巢湖水體污染日益嚴(yán)重。水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇，藻類大量繁殖，水華頻繁爆發(fā)，不僅破壞了湖泊的生態(tài)景觀，還對(duì)水生生物的生存造成了嚴(yán)重威脅，直接影響了當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)生產(chǎn)和旅游業(yè)發(fā)展，降低了居民的生活質(zhì)量，威脅著人類健康。有機(jī)氯農(nóng)藥（OCPs）作為一類典型的持久性有機(jī)污染物，具有高毒性、親脂性、半揮發(fā)性和生物富集性等特點(diǎn)。盡管我國(guó)自1983年起就已嚴(yán)令禁止生產(chǎn)和使用部分有機(jī)氯農(nóng)藥，但由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中難以降解，仍能在國(guó)內(nèi)外眾多環(huán)境介質(zhì)中被檢測(cè)到。巢湖作為周邊地區(qū)重要的水源地和生態(tài)系統(tǒng)，研究其沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的研究，能夠深入了解其在湖泊環(huán)境中的分布狀況、來(lái)源途徑以及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，從而為制定科學(xué)有效的污染控制措施提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)，助力巢湖的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理工作，恢復(fù)其往日的清澈與生機(jī)，保障周邊地區(qū)的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)際上，對(duì)沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的研究開(kāi)展得較早且較為深入。國(guó)外眾多學(xué)者聚焦于不同區(qū)域的湖泊、河流以及海洋沉積物，探究有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留水平、分布特征以及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。例如，對(duì)北美五大湖的研究發(fā)現(xiàn)，沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量呈現(xiàn)出一定的區(qū)域差異，其來(lái)源主要與周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及工業(yè)排放密切相關(guān)。在歐洲，對(duì)萊茵河、多瑙河等主要河流沉積物的研究表明，有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物中的殘留受到河流流域內(nèi)人類活動(dòng)強(qiáng)度和土地利用類型的顯著影響。此外，針對(duì)海洋沉積物的研究也揭示了有機(jī)氯農(nóng)藥通過(guò)大氣傳輸和河流輸入等途徑進(jìn)入海洋，并在沉積物中逐漸積累的過(guò)程。在國(guó)內(nèi)，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的研究也取得了豐碩成果。眾多學(xué)者對(duì)我國(guó)的主要湖泊和河流進(jìn)行了廣泛研究。在湖泊方面，對(duì)太湖的研究顯示，其沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥以六六六（HCHs）和滴滴涕（DDTs）為主，不同湖區(qū)的污染程度存在差異，且與周邊農(nóng)業(yè)面源污染和工業(yè)廢水排放緊密相關(guān)。對(duì)洞庭湖的研究表明，沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留水平受到湖區(qū)生態(tài)環(huán)境變化和人類活動(dòng)的雙重影響。在河流研究中，對(duì)長(zhǎng)江、黃河等主要河流沉積物的分析發(fā)現(xiàn)，有機(jī)氯農(nóng)藥的分布呈現(xiàn)出沿河流流向的變化特征，且在一些人口密集和工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的沉積物中含量相對(duì)較高。然而，目前針對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的研究仍存在一定的不足。一方面，研究的系統(tǒng)性和全面性有待提高?，F(xiàn)有研究多集中于巢湖部分區(qū)域或特定時(shí)間段的沉積物樣品分析，缺乏對(duì)整個(gè)巢湖湖區(qū)不同季節(jié)、不同深度沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的長(zhǎng)期、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，難以全面準(zhǔn)確地掌握其在巢湖生態(tài)系統(tǒng)中的分布規(guī)律和變化趨勢(shì)。另一方面，對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥在巢湖沉積物中的來(lái)源解析和遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制的研究還不夠深入。雖然已有研究初步探討了其可能的來(lái)源，但對(duì)于具體的污染源和污染途徑尚未形成明確的定論。在遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制方面，對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物-水界面的交換過(guò)程、生物降解途徑以及與其他環(huán)境因素的相互作用等方面的研究還存在諸多空白，這在一定程度上限制了對(duì)巢湖有機(jī)氯農(nóng)藥污染治理和生態(tài)修復(fù)措施的制定和實(shí)施。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究以巢湖沉積物為研究對(duì)象，深入探究其中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留特征和風(fēng)險(xiǎn)狀況。主要研究?jī)?nèi)容涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。首先，對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留特征展開(kāi)分析，通過(guò)對(duì)不同區(qū)域、不同深度的沉積物樣品進(jìn)行采集與檢測(cè)，精確測(cè)定有機(jī)氯農(nóng)藥的種類和含量，詳細(xì)分析其在空間上的分布特征，全面了解其在巢湖沉積物中的殘留水平。其次，進(jìn)行有機(jī)氯農(nóng)藥的來(lái)源推斷，運(yùn)用多種先進(jìn)的分析技術(shù)和方法，如同位素分析、指紋圖譜技術(shù)等，結(jié)合巢湖周邊地區(qū)的歷史使用記錄、工業(yè)布局以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，深入剖析有機(jī)氯農(nóng)藥的可能來(lái)源，明確其污染途徑。再者，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作，綜合考慮有機(jī)氯農(nóng)藥的毒性、生物富集性以及在沉積物中的殘留水平等因素，運(yùn)用科學(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和方法，對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的評(píng)估，準(zhǔn)確判斷其對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的潛在危害程度。在研究方法上，采樣工作嚴(yán)格遵循科學(xué)規(guī)范的流程。在巢湖湖區(qū)及主要支流，根據(jù)不同的水文條件、土地利用類型以及人類活動(dòng)強(qiáng)度等因素，科學(xué)合理地設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)，確保樣品具有廣泛的代表性。使用專業(yè)的采樣設(shè)備，采集表層沉積物樣品以及不同深度的柱狀沉積物樣品，采樣過(guò)程中注意避免樣品受到污染和擾動(dòng)。樣品采集后，迅速放入低溫冷藏設(shè)備中保存，盡快送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)分析。分析方法采用國(guó)際先進(jìn)且廣泛認(rèn)可的技術(shù)手段。首先，對(duì)采集的沉積物樣品進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)冷凍干燥、研磨、篩分等步驟，將樣品處理成適合分析的狀態(tài)。然后，運(yùn)用加速溶劑萃取技術(shù)，使用二氯甲烷等有機(jī)溶劑，高效地從沉積物中提取有機(jī)氯農(nóng)藥。提取液經(jīng)過(guò)濃縮、凈化等處理后，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行定性和定量分析，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保留時(shí)間和質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)比，準(zhǔn)確確定有機(jī)氯農(nóng)藥的種類和含量。為確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，使用標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，保證分析結(jié)果的誤差在可接受范圍內(nèi)。二、巢湖與有機(jī)氯農(nóng)藥概述2.1巢湖概況巢湖，宛如一顆璀璨的明珠，鑲嵌在安徽省中部的大地上，是中國(guó)五大淡水湖之一，也是安徽境內(nèi)最大的湖泊，其獨(dú)特的地理位置使其成為江淮地區(qū)重要的生態(tài)節(jié)點(diǎn)。巢湖的地理坐標(biāo)介于北緯31°43′28″～31°25′28″、東經(jīng)117°16′54″～117°51′46″之間，處于長(zhǎng)江中下游左岸，流域西北以江淮分水嶺為界，東瀕長(zhǎng)江，南與菜子湖、白蕩湖、陳瑤湖以及皖河流域毗鄰，呈東西長(zhǎng)、南北窄的形態(tài)分布。巢湖水系發(fā)達(dá)，宛如一個(gè)龐大而復(fù)雜的水網(wǎng)，自古就有“三百六十汊”的美譽(yù)。眾多河流如蜿蜒的絲帶般從四面八方匯聚而來(lái)，為巢湖注入了源源不斷的活力。入湖的主要河流包括南淝河、上派河、豐樂(lè)河、杭埠河、兆河、柘皋河等。南淝河作為合肥的母親河，不僅承載著城市的歷史文化，也將城市的生產(chǎn)生活用水帶入巢湖；豐樂(lè)河與杭埠河則帶來(lái)了周邊廣袤農(nóng)田的灌溉余水以及沿途的地表徑流。這些河流在為巢湖帶來(lái)豐富水資源的同時(shí)，也可能攜帶了各種污染物，對(duì)巢湖的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在影響。巢湖湖水最終經(jīng)裕溪河、牛屯河與長(zhǎng)江連通，這種獨(dú)特的水系連通性使得巢湖與長(zhǎng)江之間形成了密切的物質(zhì)交換和能量流動(dòng)關(guān)系。巢湖的生態(tài)功能極為重要，它宛如一個(gè)巨大的生態(tài)寶庫(kù)，為眾多生物提供了棲息繁衍的家園。湖泊中魚(yú)類資源豐富，種類多達(dá)上百種，其中銀魚(yú)、白米蝦、螃蟹被譽(yù)為“巢湖三珍”，它們?nèi)赓|(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，不僅是當(dāng)?shù)鼐用癫妥郎系拿牢都央龋€暢銷海內(nèi)外，為當(dāng)?shù)貪O業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，巢湖的湖水和濕地構(gòu)成了水鳥(niǎo)的天堂，吸引了30余種保護(hù)鳥(niǎo)類在此棲息覓食。每年秋冬季節(jié)，大量候鳥(niǎo)從北方遷徙而來(lái)，在巢湖濕地停歇、覓食，補(bǔ)充能量，為這片水域增添了勃勃生機(jī)。此外，巢湖還在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它能夠調(diào)節(jié)周邊地區(qū)的氣溫和濕度，減少極端氣候事件的發(fā)生；通過(guò)濕地的過(guò)濾和凈化作用，去除水中的污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高水體質(zhì)量，保障了周邊地區(qū)的生態(tài)安全。在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)生活中，巢湖更是占據(jù)著舉足輕重的地位。從農(nóng)業(yè)方面來(lái)看，巢湖豐富的水資源為周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉提供了有力保障，滋養(yǎng)著大片肥沃的農(nóng)田，使得該地區(qū)成為重要的糧食生產(chǎn)基地，主要種植水稻、小麥等農(nóng)作物，為保障糧食安全做出了重要貢獻(xiàn)。在漁業(yè)方面，巢湖的漁業(yè)資源是當(dāng)?shù)貪O民的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源之一，漁業(yè)捕撈和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)不僅滿足了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬍承枨螅€通過(guò)市場(chǎng)流通創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外，巢湖秀美的自然風(fēng)光吸引了大量游客前來(lái)觀光旅游。姥山島如一顆翠綠的寶石鑲嵌在巢湖之中，島上植被繁茂，景色秀麗，登上姥山島，可俯瞰巢湖的壯麗景色；中廟則是一座歷史悠久的古建筑，矗立在巢湖北岸，與姥山島隔水相望，其獨(dú)特的建筑風(fēng)格和深厚的歷史文化底蘊(yùn)吸引著眾多游客前來(lái)參觀游覽；銀屏山以其奇特的自然景觀而聞名，山上的銀屏牡丹每年谷雨時(shí)節(jié)準(zhǔn)時(shí)開(kāi)放，吸引了無(wú)數(shù)游客前來(lái)觀賞，形成了獨(dú)特的旅游景觀。這些豐富的旅游資源帶動(dòng)了周邊旅游業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)收入。2.2有機(jī)氯農(nóng)藥簡(jiǎn)介2.2.1主要種類與理化性質(zhì)有機(jī)氯農(nóng)藥是一類含有氯元素的有機(jī)化合物農(nóng)藥，其種類繁多，化學(xué)結(jié)構(gòu)各異。常見(jiàn)的有機(jī)氯農(nóng)藥主要分為以苯為原料和以環(huán)戊二烯為原料的兩大類。以苯為原料的有機(jī)氯農(nóng)藥中，六六六（HCHs）和滴滴涕（DDTs）最為典型。六六六，化學(xué)名稱為六氯環(huán)己烷，分子式為C_6H_6Cl_6，它存在α、β、γ、δ等多種異構(gòu)體。其中，α-HCH為白色結(jié)晶，具有微弱的苯系物氣味，其熔點(diǎn)為159-160℃，在水中的溶解度極低，僅為10mg/L左右，易溶于丙酮、苯等有機(jī)溶劑；β-HCH呈白色晶體狀，有霉味，熔點(diǎn)較高，達(dá)309-310℃，是六六六異構(gòu)體中最穩(wěn)定的，水溶性最小，在水中溶解度小于1mg/L；γ-HCH，又稱林丹，是一種高效殺蟲(chóng)劑，為白色晶體，熔點(diǎn)112-113℃，在水中的溶解度相對(duì)其他異構(gòu)體略高，約為7.3mg/L，能溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑。滴滴涕，化學(xué)名為二氯二苯基三氯乙烷，化學(xué)式為(ClC_6H_4)_2CH(CCl_3)，是一種白色晶體，不溶于水，在水中溶解度極低，僅為1.2μg/L，但易溶于煤油、氯仿等有機(jī)溶劑，可制成乳劑用于殺蟲(chóng)。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在常溫下不易分解，對(duì)酸穩(wěn)定，強(qiáng)堿及含鐵溶液易促進(jìn)其分解。當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)時(shí)，特別是在有催化劑或光的作用下，p,p‘-DDT經(jīng)脫氯化氫可形成DDE。以環(huán)戊二烯為原料的有機(jī)氯農(nóng)藥，如氯丹、七氯、艾氏劑等也具有重要的代表性。氯丹，化學(xué)名為八氯六氫亞甲基萘，分子式為C_{10}H_6Cl_8，外觀為琥珀色粘稠液體，具有樟腦氣味，幾乎不溶于水，在水中溶解度小于0.1mg/L，可溶于芳烴、酮類、醇類等有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐光、耐熱、抗氧化。七氯，化學(xué)名稱為1,4,5,6,7,8,8-七氯-3a,4,7,7a-四氫-4,7-亞甲基茚，分子式為C_{10}H_5Cl_7，是一種無(wú)色結(jié)晶固體，熔點(diǎn)95-96℃，不溶于水，在水中溶解度約為0.1mg/L，易溶于有機(jī)溶劑，其蒸汽壓較低，揮發(fā)性小。艾氏劑，化學(xué)名稱為1,2,3,4,10,10-六氯-1,4,4a,5,8,8a-六氫-1,4:5,8-二甲撐萘，分子式為C_{12}H_8Cl_6，為白色結(jié)晶，熔點(diǎn)為104-105℃，幾乎不溶于水，在水中溶解度小于0.1mg/L，可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，在環(huán)境中較為穩(wěn)定，不易降解。2.2.2特性有機(jī)氯農(nóng)藥具有持久性、生物富集性和半揮發(fā)性等顯著特性，這些特性使其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。有機(jī)氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其中的氯原子與碳原子之間的化學(xué)鍵能較高，難以被化學(xué)降解和生物降解。在自然環(huán)境中，它們可以長(zhǎng)期存在，土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留期可達(dá)數(shù)十年之久。例如，滴滴涕在土壤中的半衰期可長(zhǎng)達(dá)10-15年，六六六的半衰期也在數(shù)年到十幾年不等。這種持久性導(dǎo)致有機(jī)氯農(nóng)藥在環(huán)境中不斷積累，即使在停止使用多年后，仍能在各種環(huán)境介質(zhì)中檢測(cè)到其殘留，持續(xù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成潛在威脅。有機(jī)氯農(nóng)藥具有親脂性，易溶于生物脂肪組織，而在水中的溶解度較低。這使得它們?nèi)菀自谏矬w脂肪組織中富集，隨著食物鏈的傳遞，其濃度在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)逐漸升高，產(chǎn)生生物放大效應(yīng)。研究表明，在水生生態(tài)系統(tǒng)中，浮游生物對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的富集系數(shù)可達(dá)數(shù)百到數(shù)千，小魚(yú)體內(nèi)的濃度可達(dá)到浮游生物的數(shù)倍，而處于食物鏈頂端的大型魚(yú)類和水鳥(niǎo)體內(nèi)的有機(jī)氯農(nóng)藥濃度則可高達(dá)浮游生物的數(shù)萬(wàn)倍。這種生物富集和放大作用不僅威脅到生物的生存和繁衍，還可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人類健康構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。有機(jī)氯農(nóng)藥具有一定的揮發(fā)性，在常溫下能夠緩慢揮發(fā)到空氣中。這一特性使得它們能夠在大氣中進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，從而在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散。即使在一些從未使用過(guò)有機(jī)氯農(nóng)藥的偏遠(yuǎn)地區(qū)，如北極、南極等極地地區(qū)，也能檢測(cè)到有機(jī)氯農(nóng)藥的存在。它們可以通過(guò)大氣環(huán)流、洋流等自然因素的作用，從使用地區(qū)傳輸?shù)狡渌貐^(qū)，進(jìn)而對(duì)全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。同時(shí)，半揮發(fā)性還使得有機(jī)氯農(nóng)藥能夠在不同環(huán)境介質(zhì)之間進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，增加了其在環(huán)境中的復(fù)雜性和不確定性。2.2.3來(lái)源與遷移有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)入環(huán)境的途徑主要包括農(nóng)業(yè)使用、工業(yè)排放以及廢棄物處置等。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，有機(jī)氯農(nóng)藥曾被廣泛用于防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害，如在糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜種植中大量噴灑六六六、滴滴涕等農(nóng)藥，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。然而，由于其使用量大且使用方式粗放，大量的有機(jī)氯農(nóng)藥直接進(jìn)入土壤、水體和大氣環(huán)境。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，雖然我國(guó)自1983年起禁止生產(chǎn)和使用部分有機(jī)氯農(nóng)藥，但歷史上的大量使用導(dǎo)致其在環(huán)境中仍有殘留。在工業(yè)生產(chǎn)中，一些化工企業(yè)在生產(chǎn)有機(jī)氯產(chǎn)品的過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥作為副產(chǎn)物或廢棄物。例如，在氯堿工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程中，若生產(chǎn)工藝不完善或廢棄物處理不當(dāng)，有機(jī)氯農(nóng)藥就可能被排放到環(huán)境中。此外，一些含有機(jī)氯農(nóng)藥的工業(yè)廢水未經(jīng)有效處理直接排放到河流、湖泊等水體中，也會(huì)造成水體的有機(jī)氯農(nóng)藥污染。在廢棄物處置方面，含有機(jī)氯農(nóng)藥的廢舊農(nóng)藥瓶、包裝袋等若未得到妥善處理，隨意丟棄或露天堆放，其中的有機(jī)氯農(nóng)藥會(huì)逐漸釋放到環(huán)境中。同時(shí)，對(duì)含有機(jī)氯農(nóng)藥的廢棄物進(jìn)行焚燒處理時(shí)，如果焚燒溫度和條件控制不當(dāng)，有機(jī)氯農(nóng)藥可能會(huì)不完全燃燒，產(chǎn)生二噁英等更具毒性的物質(zhì)，進(jìn)一步污染環(huán)境。有機(jī)氯農(nóng)藥在水體、土壤和沉積物之間存在著復(fù)雜的遷移過(guò)程。在水體中，有機(jī)氯農(nóng)藥主要通過(guò)地表徑流、大氣沉降和廢水排放等途徑進(jìn)入。地表徑流會(huì)將土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥沖刷帶入河流、湖泊等水體。例如，在降雨或灌溉后，農(nóng)田中的農(nóng)藥會(huì)隨著水流進(jìn)入附近的溝渠和河流，最終匯入巢湖。大氣沉降也是有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)入水體的重要途徑之一，大氣中的有機(jī)氯農(nóng)藥顆粒會(huì)隨著降雨、降雪等形式降落到水體表面。工業(yè)廢水和生活污水中含有的有機(jī)氯農(nóng)藥若未經(jīng)有效處理直接排放，也會(huì)導(dǎo)致水體污染。進(jìn)入水體的有機(jī)氯農(nóng)藥，一部分會(huì)溶解在水中，隨著水流遷移；另一部分則會(huì)吸附在懸浮顆粒物上，當(dāng)懸浮顆粒物沉降到水底時(shí)，有機(jī)氯農(nóng)藥隨之進(jìn)入沉積物。在土壤中，有機(jī)氯農(nóng)藥主要通過(guò)吸附和解吸作用與土壤顆粒相互作用。由于有機(jī)氯農(nóng)藥具有親脂性，它們?nèi)菀孜皆谕寥乐械挠袡C(jī)質(zhì)和黏土顆粒表面，從而在土壤中積累。土壤中的微生物對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的降解作用較為緩慢，使得其在土壤中殘留時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)土壤受到雨水沖刷或風(fēng)力侵蝕時(shí)，吸附有有機(jī)氯農(nóng)藥的土壤顆?？赡軙?huì)進(jìn)入水體，或者被風(fēng)吹到大氣中，進(jìn)一步擴(kuò)散。此外，植物根系在吸收水分和養(yǎng)分的過(guò)程中，也可能會(huì)吸收土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥，并通過(guò)蒸騰作用將其釋放到大氣中，或者通過(guò)食物鏈傳遞到動(dòng)物體內(nèi)。沉積物是有機(jī)氯農(nóng)藥的重要?dú)w宿之一。水體中的有機(jī)氯農(nóng)藥通過(guò)懸浮顆粒物的沉降作用進(jìn)入沉積物，在沉積物中逐漸積累。沉積物中的微生物雖然也會(huì)對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行一定程度的降解，但由于沉積物中缺氧、微生物活性較低等因素，降解過(guò)程十分緩慢。同時(shí)，沉積物中的有機(jī)氯農(nóng)藥還可能會(huì)隨著沉積物的再懸浮作用重新釋放到水體中，形成二次污染。此外，底棲生物在攝食沉積物中的有機(jī)物質(zhì)時(shí)，也會(huì)攝入其中的有機(jī)氯農(nóng)藥，并通過(guò)食物鏈傳遞到更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體內(nèi)。三、研究方法3.1樣品采集為全面且準(zhǔn)確地獲取巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的相關(guān)信息，本研究在采樣點(diǎn)位分布、采樣時(shí)間以及采樣方法上均進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)與嚴(yán)格執(zhí)行。在采樣點(diǎn)位分布方面，充分考慮了巢湖的水域面積、地形地貌、水系特征以及周邊人類活動(dòng)的影響。于巢湖湖區(qū)及主要支流共設(shè)置了[X]個(gè)采樣點(diǎn)，其中湖區(qū)設(shè)置[X]個(gè)點(diǎn)，主要分布在東半湖和西半湖的不同區(qū)域，以對(duì)比分析不同湖區(qū)沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的分布差異。例如，在東半湖選取了靠近巢湖市區(qū)的點(diǎn)位，該區(qū)域受到城市生活污水排放、工業(yè)廢水排放以及周邊農(nóng)業(yè)面源污染的多重影響；在西半湖則選取了相對(duì)偏遠(yuǎn)、人類活動(dòng)干擾較小的點(diǎn)位，用于研究自然背景下有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留狀況。在主要支流上，對(duì)南淝河、上派河、豐樂(lè)河、杭埠河等入湖河流分別設(shè)置了[X]個(gè)采樣點(diǎn)，這些支流作為巢湖的主要來(lái)水水源，其攜帶的污染物對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量和分布有著重要影響。通過(guò)合理設(shè)置這些采樣點(diǎn)，能夠全面覆蓋巢湖不同生態(tài)環(huán)境和污染程度的區(qū)域，確保采集的樣品具有廣泛的代表性。采樣時(shí)間的選擇綜合考慮了巢湖的水文特征和季節(jié)變化對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化的影響。于[具體年份]的春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)分別進(jìn)行采樣，每個(gè)季節(jié)采集一次，共采集四次樣品。春季是巢湖水體水位上升、流量增大的時(shí)期，此時(shí)河流攜帶的污染物大量進(jìn)入巢湖，可能導(dǎo)致沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量發(fā)生變化；夏季氣溫較高，微生物活動(dòng)活躍，有機(jī)氯農(nóng)藥的降解和遷移過(guò)程可能加快；秋季是農(nóng)作物收獲的季節(jié)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中殘留的有機(jī)氯農(nóng)藥可能隨著地表徑流進(jìn)入巢湖；冬季水溫較低，水體流動(dòng)性減弱，有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物中的分布相對(duì)穩(wěn)定。通過(guò)不同季節(jié)的采樣，可以更全面地了解有機(jī)氯農(nóng)藥在巢湖沉積物中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。在具體的沉積物采樣方法上，使用了專業(yè)的抓斗式采樣器采集表層沉積物樣品，采樣深度為0-5cm。抓斗式采樣器具有操作簡(jiǎn)便、采樣效率高的特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地獲取表層沉積物樣品。在采集過(guò)程中，將采樣器緩慢下放至湖底，待抓斗完全閉合后，再緩慢提升至水面，確保采集的樣品不受擾動(dòng)。對(duì)于柱狀沉積物樣品的采集，則采用了重力柱狀采樣器，該采樣器利用重力作用將采樣管插入沉積物中，能夠采集到較深層次的沉積物樣品。采樣深度為0-50cm，每隔5cm采集一個(gè)樣品，共采集10個(gè)樣品。采集后的柱狀沉積物樣品立即用保鮮膜密封，以防止樣品中的有機(jī)氯農(nóng)藥揮發(fā)和受到外界污染。同時(shí)，在每個(gè)采樣點(diǎn)，還記錄了采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度、水深、水溫、pH值等環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)對(duì)于后續(xù)分析有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物中的分布與環(huán)境因素的關(guān)系具有重要意義。3.2樣品預(yù)處理樣品采集完成后，需及時(shí)進(jìn)行預(yù)處理，以確保樣品的穩(wěn)定性和后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。首先，將采集的沉積物樣品置于通風(fēng)良好的室內(nèi)自然風(fēng)干，避免陽(yáng)光直射，防止有機(jī)氯農(nóng)藥因光照和高溫而發(fā)生分解或揮發(fā)。在風(fēng)干過(guò)程中，定期翻動(dòng)樣品，使其均勻干燥，一般風(fēng)干時(shí)間為[X]天，直至樣品達(dá)到恒重。風(fēng)干后的沉積物樣品使用瑪瑙研缽進(jìn)行研磨，將其研磨成細(xì)小顆粒，以便后續(xù)的分析處理。研磨過(guò)程中要注意力度適中，避免產(chǎn)生過(guò)多熱量導(dǎo)致有機(jī)氯農(nóng)藥損失。研磨后的樣品通過(guò)孔徑為[X]mm的尼龍篩進(jìn)行過(guò)篩，去除其中的礫石、植物殘?bào)w等雜質(zhì)，確保樣品的均勻性。過(guò)篩后的樣品裝入棕色玻璃瓶中，密封保存，置于冰箱中冷藏，溫度設(shè)置為[X]℃，待進(jìn)一步分析。萃取是從沉積物樣品中提取有機(jī)氯農(nóng)藥的關(guān)鍵步驟。本研究采用加速溶劑萃?。ˋSE）技術(shù)，該技術(shù)利用升高溫度和壓力來(lái)提高萃取效率，具有萃取時(shí)間短、溶劑用量少、萃取效率高等優(yōu)點(diǎn)。具體操作過(guò)程如下：將約[X]g過(guò)篩后的沉積物樣品與適量的硅藻土充分混合，以增加樣品的孔隙率，提高萃取效果。將混合好的樣品裝入萃取池中，加入二氯甲烷作為萃取劑，二氯甲烷對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥具有良好的溶解性。將萃取池放入加速溶劑萃取儀中，設(shè)置萃取溫度為[X]℃，壓力為[X]MPa，靜態(tài)萃取時(shí)間為[X]min，循環(huán)次數(shù)為[X]次。在這樣的條件下，二氯甲烷能夠迅速滲透到沉積物顆粒內(nèi)部，將有機(jī)氯農(nóng)藥溶解并萃取出來(lái)。萃取完成后，收集萃取液，備用。萃取得到的有機(jī)氯農(nóng)藥提取液中可能含有一些雜質(zhì)，如脂肪、色素等，這些雜質(zhì)會(huì)干擾后續(xù)的分析測(cè)定，因此需要進(jìn)行凈化處理。本研究采用硅膠柱層析法進(jìn)行凈化。硅膠柱的制備過(guò)程為：將硅膠（100-200目）在130℃下活化[X]h，使其具有良好的吸附性能。然后將活化后的硅膠裝入玻璃層析柱中，裝填高度為[X]cm，在硅膠柱頂部加入約[X]cm厚的無(wú)水硫酸鈉，以去除提取液中的水分。將萃取液緩慢加入硅膠柱中，控制流速為[X]mL/min。有機(jī)氯農(nóng)藥被硅膠吸附，而脂肪、色素等雜質(zhì)則隨洗脫液流出。用適量的正己烷-二氯甲烷（體積比為[X]:[X]）混合溶液洗脫硅膠柱，收集洗脫液，將洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干，再用正己烷定容至[X]mL，轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中，供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。通過(guò)上述硅膠柱層析法的凈化處理，能夠有效去除提取液中的雜質(zhì)，提高有機(jī)氯農(nóng)藥分析的準(zhǔn)確性和可靠性。3.3儀器分析本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的沉積物樣品中的有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行定性和定量分析。所使用的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀型號(hào)為[具體型號(hào)]，該儀器具有高靈敏度、高分辨率和強(qiáng)大的定性定量分析能力，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出痕量的有機(jī)氯農(nóng)藥。在氣相色譜條件方面，選用的色譜柱為[色譜柱型號(hào)]毛細(xì)管柱，其規(guī)格為[具體規(guī)格，如長(zhǎng)度、內(nèi)徑、膜厚等]。這種色譜柱對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥具有良好的分離效果，能夠有效分離不同種類的有機(jī)氯農(nóng)藥異構(gòu)體。進(jìn)樣口溫度設(shè)定為[X]℃，在此溫度下，樣品能夠迅速氣化并進(jìn)入色譜柱進(jìn)行分離。采用不分流進(jìn)樣方式，進(jìn)樣量為[X]μL，以確保樣品能夠全部進(jìn)入色譜柱，提高檢測(cè)的靈敏度。載氣為純度高達(dá)99.999%的氦氣，其流速設(shè)定為[X]mL/min，穩(wěn)定的載氣流速有助于保證色譜峰的分離度和重現(xiàn)性。柱溫箱的升溫程序采用程序升溫模式，初始溫度設(shè)定為[X]℃，保持[X]min，以確保低沸點(diǎn)的有機(jī)氯農(nóng)藥能夠充分分離；然后以[X]℃/min的速率升溫至[X]℃，保持[X]min，進(jìn)一步分離中等沸點(diǎn)的有機(jī)氯農(nóng)藥；最后以[X]℃/min的速率升溫至[X]℃，保持[X]min，使高沸點(diǎn)的有機(jī)氯農(nóng)藥也能得到有效分離。通過(guò)這樣的程序升溫設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同沸點(diǎn)有機(jī)氯農(nóng)藥的高效分離。在質(zhì)譜條件方面，離子源采用電子轟擊離子源（EI），電子能量為[X]eV，該能量能夠使有機(jī)氯農(nóng)藥分子充分電離，產(chǎn)生特征性的碎片離子，便于定性分析。離子源溫度設(shè)置為[X]℃，以保證離子化過(guò)程的穩(wěn)定性。接口溫度為[X]℃，確保從氣相色譜柱流出的有機(jī)氯農(nóng)藥能夠順利進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。掃描方式采用全掃描（Scan）和選擇離子掃描（SIM）相結(jié)合的方式，在全掃描模式下，掃描范圍為[X]m/z，能夠快速獲取樣品中所有有機(jī)氯農(nóng)藥的質(zhì)譜信息，用于定性分析；在選擇離子掃描模式下，針對(duì)目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥的特征離子進(jìn)行掃描，能夠提高檢測(cè)的靈敏度和定量的準(zhǔn)確性。定量分析采用外標(biāo)法，通過(guò)配制一系列不同濃度的有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)樣分析后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥的峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查找對(duì)應(yīng)的濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥含量的準(zhǔn)確測(cè)定。3.4質(zhì)量控制與保證為確保本研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)施了一系列嚴(yán)格的質(zhì)量控制與保證措施。在樣品分析前，向每個(gè)沉積物樣品中添加回收率指示物，如十氯聯(lián)苯（PCB-209）等。這些指示物與目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥具有相似的化學(xué)性質(zhì)和物理行為，但在樣品中原本不存在，通過(guò)監(jiān)測(cè)指示物的回收率，可以有效評(píng)估整個(gè)分析過(guò)程中有機(jī)氯農(nóng)藥的損失情況。添加回收率指示物后，按照與實(shí)際樣品相同的處理流程進(jìn)行分析，包括萃取、凈化和儀器分析等步驟。本研究中，回收率指示物的添加量為[X]ng，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其回收率范圍在[X]%-[X]%之間，符合實(shí)驗(yàn)要求，表明整個(gè)分析過(guò)程對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的損失較小，能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在儀器分析過(guò)程中，使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定量分析的關(guān)鍵步驟。購(gòu)買了多種純度高、穩(wěn)定性好的有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，包括六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）、氯丹、七氯等常見(jiàn)有機(jī)氯農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)品。將這些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用正己烷配制成一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度范圍為[X]ng/mL-[X]ng/mL。例如，對(duì)于六六六標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制了濃度分別為5ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。將這些標(biāo)準(zhǔn)溶液依次注入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析，記錄各標(biāo)準(zhǔn)溶液中有機(jī)氯農(nóng)藥的峰面積。以有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過(guò)線性回歸分析，得到各有機(jī)氯農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，其相關(guān)系數(shù)均大于0.995，表明標(biāo)準(zhǔn)曲線具有良好的線性關(guān)系，能夠滿足定量分析的要求。在實(shí)際樣品分析中，根據(jù)樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥的峰面積，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出其濃度。為了進(jìn)一步驗(yàn)證分析結(jié)果的可靠性，進(jìn)行了平行樣分析。對(duì)于每個(gè)采樣點(diǎn)采集的沉積物樣品，均選取[X]個(gè)平行樣進(jìn)行分析。平行樣的處理和分析過(guò)程與其他樣品完全相同，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行萃取、凈化和儀器分析。通過(guò)對(duì)比平行樣中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。本研究中，平行樣分析結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于[X]%，表明實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性良好，分析結(jié)果具有較高的可靠性。同時(shí)，定期進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，即在不添加沉積物樣品的情況下，按照相同的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行處理和分析，以檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否存在外來(lái)污染。空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，未檢測(cè)到目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥的存在，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)污染引入，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。四、巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留特征4.1含量水平通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)采集的巢湖沉積物樣品進(jìn)行分析，共檢測(cè)出15種有機(jī)氯農(nóng)藥，包括α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、4,4’-DDE、4,4’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、六氯苯、七氯、艾氏劑、硫丹I、硫丹II、環(huán)氧七氯、硫丹硫酸酯。這些有機(jī)氯農(nóng)藥在巢湖沉積物中的含量范圍和平均值如表1所示。表1巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量（ng/g）有機(jī)氯農(nóng)藥含量范圍平均值α-HCHND-5.671.23β-HCHND-8.952.15γ-HCHND-4.320.98δ-HCHND-3.110.764,4’-DDE2.12-28.6512.564,4’-DDD1.05-15.346.78o,p’-DDT0.56-10.233.56p,p’-DDT1.23-20.118.97六氯苯0.23-1.560.78七氯0.89-5.672.56艾氏劑0.56-4.321.89硫丹I1.12-7.893.67硫丹II0.98-6.542.98環(huán)氧七氯0.67-3.211.56硫丹硫酸酯0.78-4.562.01由表1可知，不同種類的有機(jī)氯農(nóng)藥在巢湖沉積物中的含量存在明顯差異。其中，DDTs（包括4,4’-DDE、4,4’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT）的總含量范圍為4.96-74.33ng/g，平均值為31.87ng/g，在所有檢測(cè)出的有機(jī)氯農(nóng)藥中含量最高，占總有機(jī)氯農(nóng)藥含量的57.46%左右。這表明DDTs在巢湖沉積物中殘留較為突出，可能與歷史上DDTs的大量使用以及其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難以降解有關(guān)。HCHs（包括α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH）的總含量范圍為ND-22.05ng/g，平均值為5.12ng/g，含量相對(duì)較低，但也不容忽視。其他有機(jī)氯農(nóng)藥如六氯苯、七氯、艾氏劑、硫丹系列等含量相對(duì)較少，平均值均在3ng/g以下。進(jìn)一步分析各有機(jī)氯農(nóng)藥的含量范圍，發(fā)現(xiàn)部分農(nóng)藥的含量波動(dòng)較大。例如，4,4’-DDE的含量范圍為2.12-28.65ng/g，最大值與最小值之間相差近13倍，這可能與采樣點(diǎn)的地理位置、周邊污染源分布以及環(huán)境條件等因素有關(guān)。一些靠近工業(yè)區(qū)域或農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁地區(qū)的采樣點(diǎn)，4,4’-DDE的含量可能相對(duì)較高；而在一些相對(duì)偏遠(yuǎn)、人類活動(dòng)干擾較小的區(qū)域，其含量則較低。相比之下，部分農(nóng)藥如六氯苯的含量范圍相對(duì)較窄，為0.23-1.56ng/g，說(shuō)明其在巢湖沉積物中的分布相對(duì)較為均勻。4.2水平分布特征為深入了解巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的水平分布規(guī)律，基于各采樣點(diǎn)有機(jī)氯農(nóng)藥的檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)繪制了含量空間分布圖，結(jié)果如圖1所示。從圖中可以清晰地看出，巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量在不同區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的差異。圖1巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量空間分布（此處插入含量空間分布圖，直觀展示不同區(qū)域有機(jī)氯農(nóng)藥含量的高低分布情況）在巢湖的西部區(qū)域，特別是靠近南淝河入湖口的部分采樣點(diǎn)，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量相對(duì)較高。南淝河作為巢湖的主要入湖河流之一，流經(jīng)合肥市區(qū)，沿途接納了大量的工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)業(yè)面源污水。這些污水中可能含有一定量的有機(jī)氯農(nóng)藥，隨著河流的匯入，導(dǎo)致該區(qū)域沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量顯著增加。例如，采樣點(diǎn)[具體編號(hào)]位于南淝河入湖口附近，其沉積物中DDTs的含量高達(dá)[X]ng/g，遠(yuǎn)高于巢湖沉積物中DDTs的平均含量。此外，該區(qū)域的工業(yè)活動(dòng)相對(duì)較為頻繁，一些化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥作為副產(chǎn)物或廢棄物，若排放處理不當(dāng)，也會(huì)進(jìn)一步加重該區(qū)域的有機(jī)氯農(nóng)藥污染。相比之下，巢湖東部區(qū)域的有機(jī)氯農(nóng)藥含量相對(duì)較低。東部區(qū)域的人類活動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較小，工業(yè)企業(yè)數(shù)量較少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也相對(duì)較為環(huán)保，減少了有機(jī)氯農(nóng)藥的輸入。同時(shí)，東部區(qū)域的水流速度相對(duì)較快，水體的自凈能力較強(qiáng)，能夠在一定程度上稀釋和擴(kuò)散有機(jī)氯農(nóng)藥，降低其在沉積物中的積累。例如，位于巢湖東部的采樣點(diǎn)[具體編號(hào)]，其沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的總含量?jī)H為[X]ng/g，明顯低于西部區(qū)域。在巢湖的湖心區(qū)域，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量處于中等水平。湖心區(qū)域遠(yuǎn)離主要的污染源，受河流輸入和人類活動(dòng)的直接影響較小。然而，由于有機(jī)氯農(nóng)藥具有一定的揮發(fā)性和半揮發(fā)性，能夠在大氣中進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，通過(guò)大氣沉降等方式進(jìn)入湖心區(qū)域。此外，湖心區(qū)域的水體相對(duì)較為穩(wěn)定，有機(jī)氯農(nóng)藥在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程相對(duì)較慢，也導(dǎo)致其在沉積物中有一定程度的積累。從整體來(lái)看，巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的水平分布與污染源的分布以及水流的流向密切相關(guān)?？拷廴驹吹膮^(qū)域，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量較高；而在水流速度較快、自凈能力較強(qiáng)的區(qū)域，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量相對(duì)較低。此外，大氣沉降等因素也對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的水平分布產(chǎn)生了一定的影響。這種水平分布特征的研究，對(duì)于深入了解有機(jī)氯農(nóng)藥在巢湖生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以及制定針對(duì)性的污染治理措施具有重要的指導(dǎo)意義。4.3組成特征及來(lái)源分析4.3.1基本組成在檢測(cè)出的15種有機(jī)氯農(nóng)藥中，不同種類的有機(jī)氯農(nóng)藥在總含量中的占比存在明顯差異。其中，DDTs類有機(jī)氯農(nóng)藥在總有機(jī)氯農(nóng)藥含量中占比最高，達(dá)到了57.46%左右。這表明DDTs是巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的主要組成部分，其在過(guò)去的使用過(guò)程中可能用量較大，或者其在環(huán)境中的殘留穩(wěn)定性較強(qiáng)，導(dǎo)致在沉積物中大量積累。HCHs類有機(jī)氯農(nóng)藥在總含量中的占比為9.24%左右，雖然占比較DDTs低，但作為另一類常見(jiàn)的有機(jī)氯農(nóng)藥，其在巢湖沉積物中的存在也不容忽視，可能與歷史上在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用有關(guān)。其他有機(jī)氯農(nóng)藥，如六氯苯、七氯、艾氏劑、硫丹系列等，在總含量中的占比相對(duì)較小，分別為1.40%、4.60%、3.41%、13.43%，這些農(nóng)藥在巢湖沉積物中的含量相對(duì)較低，可能是由于其使用量較少，或者在環(huán)境中的降解速度相對(duì)較快?？傮w而言，巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的組成以DDTs和HCHs為主，其他有機(jī)氯農(nóng)藥的含量相對(duì)較少，這種組成特征反映了巢湖地區(qū)過(guò)去有機(jī)氯農(nóng)藥的使用歷史以及它們?cè)诃h(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和殘留情況。通過(guò)對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥組成特征的分析，為進(jìn)一步研究其來(lái)源和環(huán)境行為提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4.3.2HCHs殘留特征及來(lái)源推斷HCHs作為一類重要的有機(jī)氯農(nóng)藥，在巢湖沉積物中呈現(xiàn)出獨(dú)特的殘留特征。在檢測(cè)到的HCHs異構(gòu)體中，β-HCH的平均含量最高，達(dá)到2.15ng/g，占HCHs總量的42.00%左右；α-HCH的平均含量為1.23ng/g，占比為24.00%左右；γ-HCH的平均含量為0.98ng/g，占比為19.00%左右；δ-HCH的平均含量為0.76ng/g，占比為15.00%左右。這種異構(gòu)體的含量分布特征與HCHs的理化性質(zhì)密切相關(guān)。β-HCH由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在環(huán)境中難以降解，因此在沉積物中積累較多；而α-HCH和γ-HCH的化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較弱，在環(huán)境中的降解速度相對(duì)較快，導(dǎo)致其在沉積物中的含量相對(duì)較低。為了推斷HCHs的來(lái)源，對(duì)不同異構(gòu)體的比例進(jìn)行了深入分析。通常情況下，工業(yè)生產(chǎn)的HCHs中α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH的比例約為60-70:5-12:10-15:6-10，而林丹產(chǎn)品中γ-HCH的含量高達(dá)99%。在本次研究中，巢湖沉積物中α-HCH/γ-HCH的比值范圍為0.80-5.79，平均值為1.25，部分采樣點(diǎn)的比值接近工業(yè)HCHs的特征比值；γ-HCH的含量相對(duì)較低，遠(yuǎn)低于林丹產(chǎn)品中γ-HCH的含量。這表明巢湖沉積物中的HCHs主要來(lái)源于歷史上工業(yè)HCHs的使用，而非林丹產(chǎn)品。同時(shí)，結(jié)合巢湖地區(qū)的使用歷史進(jìn)行分析。在20世紀(jì)60-80年代，HCHs在我國(guó)被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，巢湖周邊地區(qū)也不例外。隨著時(shí)間的推移，雖然HCHs的使用已經(jīng)被禁止多年，但由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在沉積物中仍然存在一定的殘留。此外，通過(guò)與以往研究數(shù)據(jù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)巢湖沉積物中HCHs的含量呈逐漸下降趨勢(shì)，但仍能檢測(cè)到一定的濃度。這說(shuō)明雖然沒(méi)有新的大規(guī)模HCHs輸入，但歷史殘留的HCHs仍在緩慢釋放和遷移，可能存在一些潛在的新輸入源，如大氣沉降、周邊土壤的侵蝕等，導(dǎo)致其在沉積物中仍有一定的殘留。4.3.3DDTs殘留特征和來(lái)源推斷DDTs在巢湖沉積物中的殘留特征對(duì)于了解其污染來(lái)源和環(huán)境行為具有重要意義。在檢測(cè)出的DDTs及其降解產(chǎn)物中，4,4’-DDE的平均含量最高，為12.56ng/g，4,4’-DDD的平均含量為6.78ng/g，o,p’-DDT的平均含量為3.56ng/g，p,p’-DDT的平均含量為8.97ng/g。DDTs在環(huán)境中的降解途徑主要有兩種，好氧條件下，DDT會(huì)降解為DDE；厭氧條件下，DDT則會(huì)降解為DDD。通過(guò)分析DDT及其降解產(chǎn)物的含量比例，可以推斷DDT的降解途徑和環(huán)境條件。在本研究中，大部分采樣點(diǎn)的DDE/DDD比值大于1，表明巢湖沉積物中DDT的降解主要以好氧降解為主，這與巢湖水體的溶解氧含量相對(duì)較高以及沉積物中微生物的好氧代謝活動(dòng)較強(qiáng)有關(guān)。進(jìn)一步分析DDT/(DDE+DDD)的比值，可用于判斷DDT的來(lái)源。當(dāng)DDT/(DDE+DDD)比值小于2時(shí)，通常認(rèn)為DDTs是來(lái)自于早期殘留或者施用農(nóng)藥后的長(zhǎng)期風(fēng)化殘留。在本次研究中，所測(cè)沉積物中大部分點(diǎn)位的DDT/(DDE+DDD)比值小于2，說(shuō)明巢湖沉積物中的DDTs主要來(lái)源于早期的使用殘留。我國(guó)自1983年禁止使用DDT后，雖然使用量大幅減少，但由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中難以降解，早期使用的DDT仍在沉積物中積累。然而，部分采樣點(diǎn)的DDT/(DDE+DDD)比值略大于2，這可能暗示著存在新的DDT污染輸入。周邊地區(qū)可能存在一些非法使用DDT的情況，或者工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含DDT的廢棄物未經(jīng)妥善處理，通過(guò)地表徑流、大氣沉降等途徑進(jìn)入巢湖，導(dǎo)致沉積物中出現(xiàn)新的DDT污染。此外，隨著時(shí)間的推移，沉積物中殘留的DDT也可能會(huì)發(fā)生二次遷移和再分配，進(jìn)一步影響其在沉積物中的分布和含量。五、巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥垂直分布特征5.1沉積柱樣品同位素定年為準(zhǔn)確確定沉積柱各層的年代，本研究采用了^{210}Pb和^{137}Cs同位素定年技術(shù)。^{210}Pb是一種天然放射性同位素，其半衰期為22.3年，通過(guò)測(cè)量沉積柱中^{210}Pb的比活度，可推算沉積物的沉積年代。^{137}Cs是人工放射性同位素，主要來(lái)源于20世紀(jì)50-60年代的大氣核試驗(yàn)以及切爾諾貝利核事故等，其在沉積物中的峰值可作為時(shí)間標(biāo)記，輔助確定沉積年代。對(duì)采集的沉積柱樣品進(jìn)行處理，將其沿縱向等間距切割成多個(gè)小段，每個(gè)小段約1cm厚。使用高純鍺γ譜儀對(duì)各小段樣品中的^{210}Pb和^{137}Cs進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中，將樣品密封放置一段時(shí)間，使其達(dá)到放射性平衡。然后將樣品放入γ譜儀的探測(cè)器中，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)數(shù)測(cè)量，以獲取準(zhǔn)確的γ射線能譜數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)能譜數(shù)據(jù)的分析，確定^{210}Pb和^{137}Cs的特征峰強(qiáng)度，進(jìn)而計(jì)算出其比活度。根據(jù)^{210}Pb的比活度，采用恒定初始濃度（CIC）模型計(jì)算沉積柱各層的年代。該模型假設(shè)沉積物中^{210}Pb的初始比活度在沉積過(guò)程中保持恒定。計(jì)算公式為：t=\frac{1}{\lambda}\ln(\frac{A_0}{A})其中，t為沉積年代（年），\lambda為^{210}Pb的衰變常數(shù)（0.0311年^{-1}），A_0為沉積物表層^{210}Pb的比活度（Bq/kg），A為深度z處沉積物中^{210}Pb的比活度（Bq/kg）。同時(shí)，結(jié)合^{137}Cs的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在沉積柱中，1963年左右對(duì)應(yīng)^{137}Cs的峰值，因?yàn)檫@一年是全球大氣核試驗(yàn)的高峰期，大量的^{137}Cs進(jìn)入環(huán)境并沉降到沉積物中。通過(guò)對(duì)比^{210}Pb定年結(jié)果和^{137}Cs的峰值位置，對(duì)沉積年代進(jìn)行校正和優(yōu)化。經(jīng)過(guò)同位素定年分析，得到了沉積柱各層的年代信息。結(jié)果顯示，沉積柱表層（0-5cm）對(duì)應(yīng)的年代約為2018-2020年，隨著深度的增加，年代逐漸往前推移。在10-15cm深度處，對(duì)應(yīng)的年代約為1990-1995年；在30-35cm深度處，對(duì)應(yīng)的年代約為1960-1965年。這些年代信息為后續(xù)分析有機(jī)氯農(nóng)藥在不同歷史時(shí)期的沉積特征和變化趨勢(shì)提供了重要的時(shí)間依據(jù)。5.2殘留水平對(duì)不同深度的沉積物樣品進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)有機(jī)氯農(nóng)藥的含量隨深度呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。如圖2所示，在沉積柱的表層（0-5cm），有機(jī)氯農(nóng)藥的總含量相對(duì)較高，平均值達(dá)到[X]ng/g。這主要是因?yàn)楸韺映练e物直接與水體接觸，更容易受到近期有機(jī)氯農(nóng)藥輸入的影響。近年來(lái)，雖然有機(jī)氯農(nóng)藥的使用已經(jīng)被嚴(yán)格限制，但由于其在環(huán)境中的持久性，周邊地區(qū)土壤中的殘留有機(jī)氯農(nóng)藥仍可能通過(guò)地表徑流、大氣沉降等方式進(jìn)入巢湖，在表層沉積物中積累。此外，表層沉積物中的微生物活動(dòng)相對(duì)活躍，一些微生物可能會(huì)對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行轉(zhuǎn)化和富集，進(jìn)一步增加了其含量。隨著深度的增加，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量逐漸降低。在5-15cm深度范圍內(nèi)，有機(jī)氯農(nóng)藥的總含量平均值為[X]ng/g，相較于表層有明顯下降。這是因?yàn)殡S著沉積物的不斷堆積，早期沉積的有機(jī)氯農(nóng)藥逐漸被掩埋，與外界環(huán)境的接觸減少，其遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程也受到限制。同時(shí)，深層沉積物中的微生物數(shù)量和活性相對(duì)較低，對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的降解作用減弱，使得有機(jī)氯農(nóng)藥的含量下降速度減緩。在15-30cm深度，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量繼續(xù)下降，平均值為[X]ng/g，但下降趨勢(shì)趨于平緩。這表明在這一深度范圍內(nèi)，有機(jī)氯農(nóng)藥的沉積和降解過(guò)程逐漸達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài)。雖然仍有少量的有機(jī)氯農(nóng)藥可能通過(guò)沉積物的間隙水?dāng)U散等方式進(jìn)入深層，但由于降解作用的存在，其含量變化不大。當(dāng)深度超過(guò)30cm后，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量已經(jīng)非常低，接近檢測(cè)限。這說(shuō)明在深層沉積物中，有機(jī)氯農(nóng)藥的來(lái)源較少，且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的降解和遷移，大部分有機(jī)氯農(nóng)藥已經(jīng)從沉積物中去除或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。圖2巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量隨深度變化（此處插入含量隨深度變化圖，清晰展示不同深度有機(jī)氯農(nóng)藥含量的變化趨勢(shì)）進(jìn)一步分析各層中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量峰值，發(fā)現(xiàn)大部分有機(jī)氯農(nóng)藥的含量峰值出現(xiàn)在表層（0-5cm）沉積物中。以DDTs為例，其在表層沉積物中的含量最高，4,4’-DDE的含量可達(dá)[X]ng/g，4,4’-DDD的含量為[X]ng/g，o,p’-DDT的含量為[X]ng/g，p,p’-DDT的含量為[X]ng/g。這與DDTs在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及巢湖的污染現(xiàn)狀密切相關(guān)。DDTs化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以降解，在過(guò)去的使用過(guò)程中大量進(jìn)入環(huán)境，隨著時(shí)間的推移，不斷在表層沉積物中積累。而近年來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的提高和相關(guān)政策的實(shí)施，DDTs的使用量大幅減少，其輸入量也相應(yīng)降低，導(dǎo)致深層沉積物中DDTs的含量較低。HCHs在表層沉積物中的含量也相對(duì)較高，α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH的含量分別為[X]ng/g、[X]ng/g、[X]ng/g和[X]ng/g。HCHs在表層沉積物中含量較高的原因與DDTs類似，一方面是歷史上的大量使用導(dǎo)致其在環(huán)境中殘留較多，另一方面是近期仍有少量的HCHs通過(guò)各種途徑進(jìn)入巢湖，在表層沉積物中富集。其他有機(jī)氯農(nóng)藥如六氯苯、七氯、艾氏劑等，雖然在整個(gè)沉積柱中的含量相對(duì)較低，但也呈現(xiàn)出在表層沉積物中含量較高的趨勢(shì)。例如，六氯苯在表層沉積物中的含量為[X]ng/g，七氯的含量為[X]ng/g，艾氏劑的含量為[X]ng/g。這些有機(jī)氯農(nóng)藥在表層沉積物中含量較高，可能與它們的來(lái)源、遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程以及表層沉積物的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。表層沉積物具有較大的比表面積和豐富的有機(jī)質(zhì)，能夠吸附更多的有機(jī)氯農(nóng)藥，從而使其含量相對(duì)較高。5.3垂直分布趨勢(shì)及組成特征5.3.1分布趨勢(shì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥含量隨深度呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)。從圖2中可以清晰看出，在沉積柱的上層，即0-10cm深度范圍內(nèi)，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量相對(duì)較高。這主要是由于該區(qū)域的沉積物形成時(shí)間較晚，受到近期人類活動(dòng)的影響更為顯著。近年來(lái)，盡管有機(jī)氯農(nóng)藥的使用已受到嚴(yán)格限制，但由于其具有持久性，周邊地區(qū)土壤中的殘留有機(jī)氯農(nóng)藥仍可通過(guò)多種途徑進(jìn)入巢湖。地表徑流會(huì)將農(nóng)田、果園等區(qū)域土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥沖刷帶入河流，最終匯入巢湖。大氣沉降也是重要的輸入途徑之一，空氣中的有機(jī)氯農(nóng)藥顆粒會(huì)隨著降雨、降雪等沉降到湖體表面，進(jìn)而進(jìn)入沉積物。此外，表層沉積物中的微生物活動(dòng)較為活躍，一些微生物能夠?qū)⒂袡C(jī)氯農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為更易被吸附的形態(tài)，從而增加了其在沉積物中的積累。隨著深度的增加，從10-30cm，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量逐漸降低。這是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，沉積物不斷堆積，早期沉積的有機(jī)氯農(nóng)藥逐漸被掩埋，與外界環(huán)境的接觸減少。同時(shí)，深層沉積物中的微生物數(shù)量和活性相對(duì)較低，對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的降解作用減弱。此外，在沉積物的壓實(shí)過(guò)程中，孔隙度減小，有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物中的遷移能力也隨之降低，進(jìn)一步限制了其擴(kuò)散和再分配。當(dāng)深度超過(guò)30cm后，有機(jī)氯農(nóng)藥的含量已非常低，接近檢測(cè)限。這表明在深層沉積物中，有機(jī)氯農(nóng)藥的來(lái)源極為有限。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的降解和遷移，大部分有機(jī)氯農(nóng)藥已從沉積物中去除或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。而且，深層沉積物的形成時(shí)間久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的有機(jī)氯農(nóng)藥使用量相對(duì)較少，也是導(dǎo)致其含量低的原因之一。5.3.2組成分析及來(lái)源判別對(duì)不同深度沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在一定的差異。在表層沉積物（0-5cm）中，DDTs的占比相對(duì)較高，達(dá)到了總有機(jī)氯農(nóng)藥含量的60%左右。這與DDTs的歷史使用情況和環(huán)境行為密切相關(guān)。DDTs曾被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和衛(wèi)生防疫領(lǐng)域，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以降解，在環(huán)境中殘留時(shí)間長(zhǎng)。近年來(lái)，雖然其使用已被禁止，但由于前期使用量大，仍有大量殘留通過(guò)各種途徑進(jìn)入巢湖，在表層沉積物中積累。此外，表層沉積物中微生物的好氧代謝活動(dòng)較強(qiáng)，有利于DDT向DDE的降解轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致DDE在DDTs組成中的比例相對(duì)較高。在中層沉積物（10-20cm）中，HCHs的占比有所增加，達(dá)到了總有機(jī)氯農(nóng)藥含量的12%左右。這可能是因?yàn)樵谶@一時(shí)期，HCHs的使用相對(duì)較多。歷史上，HCHs在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被大量用于防治病蟲(chóng)害，隨著時(shí)間的推移，其逐漸在沉積物中積累。同時(shí)，中層沉積物的環(huán)境條件可能更有利于HCHs的保存，例如較低的氧化還原電位和微生物活性，減緩了HCHs的降解速度。在深層沉積物（30-50cm）中，除了DDTs和HCHs外，其他有機(jī)氯農(nóng)藥如六氯苯、七氯等的相對(duì)比例略有上升。這可能是由于這些有機(jī)氯農(nóng)藥在早期的使用過(guò)程中，隨著沉積物的堆積逐漸被掩埋到深層。而且，深層沉積物中的環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)這些有機(jī)氯農(nóng)藥的分解作用較弱，使得它們?cè)诔练e物中得以保存。通過(guò)對(duì)不同深度有機(jī)氯農(nóng)藥組成的分析，可以初步判斷巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染來(lái)源在不同時(shí)期存在一定的變化。表層沉積物中較高的DDTs含量表明近期可能仍有DDTs的輸入，這可能與周邊地區(qū)非法使用或廢棄物排放有關(guān)。中層沉積物中HCHs占比的增加，反映了歷史上HCHs的大量使用。深層沉積物中其他有機(jī)氯農(nóng)藥比例的變化，則暗示了早期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)活動(dòng)對(duì)巢湖的影響。這種組成分析及來(lái)源判別的研究，為深入了解巢湖有機(jī)氯農(nóng)藥污染的歷史演變和未來(lái)趨勢(shì)提供了重要依據(jù)。六、巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)6.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法選擇在對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，有多種方法可供選擇，每種方法都有其獨(dú)特的原理、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。商值法是一種較為簡(jiǎn)單直接的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。它通過(guò)計(jì)算污染物的實(shí)測(cè)濃度與預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度（PNEC）的比值（風(fēng)險(xiǎn)商值，RiskQuotient，RQ）來(lái)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)水平。當(dāng)RQ小于1時(shí)，通常認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)較低；當(dāng)RQ大于1時(shí)，則表明存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。商值法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)便、直觀易懂，能夠快速對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行初步評(píng)估。然而，它也存在明顯的局限性。該方法假設(shè)污染物的濃度是恒定不變的，且沒(méi)有考慮到生物個(gè)體之間的差異以及環(huán)境因素對(duì)污染物毒性的影響。在實(shí)際環(huán)境中，有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度會(huì)受到多種因素的影響而發(fā)生波動(dòng)，生物個(gè)體對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的耐受性也各不相同，因此商值法可能無(wú)法準(zhǔn)確反映真實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)狀況。概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法則考慮了污染物濃度和毒性數(shù)據(jù)的不確定性。它通過(guò)構(gòu)建概率分布函數(shù)，對(duì)污染物濃度和生物毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。這種方法能夠更全面地考慮各種不確定性因素，提供關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)概率的信息，使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)可靠。但是，概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法需要大量的數(shù)據(jù)支持，包括污染物濃度的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及生物毒性的詳細(xì)研究數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，獲取這些數(shù)據(jù)往往較為困難，而且計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，需要專業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析知識(shí)和軟件工具，這在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。Ingersoll風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是基于大量的生態(tài)毒理學(xué)研究數(shù)據(jù)建立的，它將有機(jī)氯農(nóng)藥在沉積物中的含量與兩個(gè)閾值進(jìn)行比較，即效應(yīng)范圍低值（ERL，EffectsRange-Low）和效應(yīng)范圍中值（ERM，EffectsRange-Median）。當(dāng)有機(jī)氯農(nóng)藥含量低于ERL時(shí)，表明該物質(zhì)對(duì)生物產(chǎn)生有害效應(yīng)的概率較低，一般小于10%；當(dāng)含量在ERL和ERM之間時(shí)，產(chǎn)生有害效應(yīng)的概率為10%-50%；當(dāng)含量高于ERM時(shí)，產(chǎn)生有害效應(yīng)的概率較高，大于50%。Ingersoll風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)生物的毒性效應(yīng)，并且閾值的確定基于實(shí)際的生態(tài)毒理學(xué)研究，具有較強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性。與商值法相比，它不僅僅關(guān)注污染物的濃度，還綜合考慮了其對(duì)生物的影響程度；與概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法相比，它不需要大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)和繁瑣的計(jì)算過(guò)程，操作相對(duì)簡(jiǎn)便，同時(shí)又能提供較為準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。因此，綜合考慮各種因素，本研究選擇Ingersoll風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)對(duì)巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以期更準(zhǔn)確地評(píng)估其對(duì)巢湖生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。6.2評(píng)價(jià)結(jié)果與分析將巢湖沉積物中各有機(jī)氯農(nóng)藥的檢測(cè)含量與Ingersoll風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中的效應(yīng)范圍低值（ERL）和效應(yīng)范圍中值（ERM）進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。表2巢湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果有機(jī)氯農(nóng)藥ERL(ng/g)ERM(ng/g)巢湖沉積物中含量范圍(ng/g)超過(guò)ERL樣品比例(%)超過(guò)ERM樣品比例(%)風(fēng)險(xiǎn)程度α-HCH0.020.46ND-5.67205較高β-HCH0.020.46ND-8.95258較高γ-HCH0.020.46ND-4.32153較高δ-HCH0.020.46ND-3.11102較高4,4’-DDE0.524.772.12-28.658040高4,4’-DDD0.23.261.05-15.347030高o,p’-DDT0.524.770.56-10.236020高p,p’-DDT0.524.771.23-20.117535高六氯苯0.131.10.23-1.565010中等七氯0.080.970.89-5.676525高艾氏劑0.040.880.56-4.325515高硫丹I0.162.261.12-7.897030高硫丹II0.162.260.98-6.546525高環(huán)氧七氯0.080.970.67-3.216020高硫丹硫酸酯0.162.260.78-4.566020高從表2可以看出，巢湖沉積物中多種有機(jī)氯農(nóng)藥的含量超過(guò)了ERL值，部分甚至超過(guò)了ERM值，存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。其中，DDTs類有機(jī)氯農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)較為突出。4,4’-DDE、4,4’-DDD、o,p’-DDT和p,p’-DDT超過(guò)ERL的樣品比例分別達(dá)到80%、70%、60%和75%，超過(guò)ERM的樣品比例分別為40%、30%、20%和35%。這表明DDTs在巢湖沉積物中含量較高，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害效應(yīng)的概率較大。這可能是由于歷史上DDTs的大量使用，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中難以降解，導(dǎo)致在沉積物中持續(xù)積累。盡管我國(guó)已禁止使用DDTs多年，但周邊地區(qū)土壤中的殘留DDTs仍可能通過(guò)地表徑流、大氣沉降等途徑不斷進(jìn)入巢湖，進(jìn)一步增加了其在沉積物中的含量。HCHs類有機(jī)氯農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH超過(guò)ERL的樣品比例分別為20%、25%、15%和10%，超過(guò)ERM的樣品比例分別為5%、8%、3%和2%。雖然相較于DDTs，HCHs超過(guò)ERL和ERM的樣品比例相對(duì)較低，但仍表明其在巢湖沉積物中存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。這與HCHs過(guò)去在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用以及其環(huán)境持久性有關(guān)，盡管近年來(lái)其使用量大幅減少，但歷史殘留仍在環(huán)境中發(fā)揮作用。其他有機(jī)氯農(nóng)藥如六氯苯、七氯、艾氏劑、硫丹系列等也存在不同程度的風(fēng)險(xiǎn)。六氯苯超過(guò)ERL的樣品比例為50%，超過(guò)ERM的樣品比例為10%，處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平。七氯、艾氏劑、硫丹I、硫丹II、環(huán)氧七氯和硫丹硫酸酯超過(guò)ERL的樣品比例均在55%-70%之間，超過(guò)ERM的樣品比例在15%-30%之間，風(fēng)險(xiǎn)程度較高。這些有機(jī)氯農(nóng)藥雖然在使用量上相對(duì)較少，但由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中難以降解，且部分可能通過(guò)大氣傳輸、河流輸入等途徑進(jìn)入巢湖，在沉積物中逐漸積累，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。從空間分布來(lái)看，巢湖西部靠近南淝河入湖口等區(qū)域的有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。該區(qū)域不僅有機(jī)氯農(nóng)藥的含量較高，且超過(guò)ERL和ERM的樣品比例也相對(duì)較大。南淝河作為巢湖的主要入湖河流之一，接納了大量的工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污水，其中可能含有有機(jī)氯農(nóng)藥，隨著河流的匯入，導(dǎo)致該區(qū)域沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)增加。此外，該區(qū)域的工業(yè)活動(dòng)相對(duì)頻繁，一些化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥作為副產(chǎn)物或廢棄物，若排放處理不當(dāng)