五大连池药泉湖表层沉积物有机污染状况及分布特征

杨　臣　曾　颖　李月兴　方振兴

( 黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，哈尔滨 黑龙江　150000)

五大连池药泉湖表层沉积物有机污染状况及分布特征

杨臣曾颖李月兴方振兴

( 黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，哈尔滨 黑龙江150000)

【摘要】在五大连池药泉湖采集了6个表层沉积物，采用GC/MS方法测定其中有机污染物，以探讨药泉湖沉积物的有机污染状况及分布特征。结果表明：共检出有机物99种，有机污染物的数量分布规律服从入水口>出水口>深水湖心，表明药泉湖排入口、排出口附近的污染源与药泉湖底泥中有机污染程度关系密切，周围农田及娱乐设施对药泉湖的有机污染造成很大的影响。

【关键词】药泉湖；表层沉积物；有机污染物

五大连池位于黑龙江省黑河市境内，是中国最典型和最完整的近代火山喷发遗迹，已获得“世界地质公园”、“世界生物圈保护区”、“中国矿泉城”等称号。黑龙江省把五大连池矿泉水列为继煤炭、木材、粮食、石油之后第五大资源开发项目。其中药泉湖地处五大连池国家级自然保护区的核心部分，目前有机污染严重。本文以五大连池药泉湖表层沉积物作为研究对象，探讨其有机污染状况，不仅能为药泉湖内源污染控制方法的制定提供重要的科学依据，同时也为整个五大连池自然保护区的保护、管理及合理开发利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1　样品采集

在现场调研和资料分析的基础上，根据药泉湖的形态特征、主要出入水口及周边排污状况设置了6个采样点。所有采样点均使用全球卫星定位系统进行定位，地理位置及分布图见表1。

表1　药泉湖采样点地理位置

其中N1为地震台入水口，N2是林业局入水口，N3是石龙入水口，N4是深水湖心，N5是瀑布出水口，N6是水厂涵洞入水口。2010年10月采用抓斗式采样器采集药泉湖表层0～5cm表层沉积物0.5～1.0kg(底泥呈黑色，有少量褐色沙石，有腥臭味)装入密实聚乙烯封口塑料袋，运回实验室放于通风阴凉处，让其自然风干，剔除石头及动植物残体等杂质，使其通过20目尼龙网筛，筛下的样品用四分法缩分至所需量，用研钵磨碎，过120目尼龙网筛，装入棕色广口瓶中，贴上棕色广口瓶中，贴上标签备用。

1.2　样品的前处理

准确称取20.00g底泥样品放入已萃取过的纸袋中，然后置于索氏提取器中，加入代标后，用100mL体积比为1∶1的丙酮/正己烷混合溶剂于70℃水浴中提取24h，使溶剂回流速率保持在一小时6次左右。萃取相过无水硫酸钠进行脱水，脱水后使用旋转蒸发仪进行浓缩至1mL，使用带有聚四氟乙烯塞玻璃柱作层析柱进行净化。下部塞少许经过处理的脱脂棉后，在层析柱中先加入30mL二氯甲烷，在硅胶柱中先装入2cm左右的无水硫酸钠，再装入10g硅胶，再装入2cm左右的无水Na2SO4，待二氯甲烷润洗后加入正已烷和二氯甲烷的混合液再润洗一遍(去除污染物)，将浓缩的有机相转移至硅胶层析柱中，用120mL正己烷/二氯甲烷混合溶剂淋洗，圆底烧瓶收集流出液。

使用旋转蒸发仪将流出液进行旋蒸浓缩至1mL，转移至刻度试管，在柔和高纯氮气流下浓缩，并加入一定量的内标物质，最后定容至1mL，混匀后用GC-MS测定。

1.3　样品分析

有机物的定性由Agilent6890NG和5973MS完成，色谱柱为HP-5MS型(30m×0.25mm×0.25μm)。

升温程序为：柱温45℃保持3min，然后以25℃/min的速度升温到300℃，保持10min。恒流无分流进样2.0μL，载气为高纯He气。

定性方法：质谱扫描离子质荷比范围为10-750，采用与Agilent仪器自带的NIST谱库对照的方法对实际样品中的有机物质进行定性。

2结果与讨论

药泉湖6个采样点底泥中有机污染物共有99种，按种类依次为烷烃烯烃类23种、多环芳烃20种、苯系物17种、醇酚类13种、醛酮类8种、胺、氰类6种、酸酯类4种、卤代物4种、杂环类3种及农药类1种。其中我国优先控制污染物“黑名单”共11种，占总有机物种类的11.11%，属于美国129种优先污染物“黑名单”共14种，占总有机物总数的14.14%。除了农药类、卤代物及酸、酯类外，其余各种有机污染物的检出率均高达100%。各采样点有机污染物检出情况如表2所示。

表2　药泉湖底泥中有机污染物分类表

3结论

虽然当地环境保护部门已陆续组织生态移民，退耕还林、还草、还湿等工作，并在一定程度上减少了外源污染，但仍不能完全避免五大连池药泉湖水质恶化。主要因为底泥内污染源仍将在较长时间里严重影响上覆水体的水质，并对底栖生物产生毒害作用，同时通过生物富集、食物链放大等途径，进一步影响陆地生物和人类健康。本文以五大连池药泉湖表层沉积物作为研究对象，探讨其有机污染状况。研究表明，(1)有机污染物的数量分布规律服从N3石龙入水口>N2林业局入水口=N6水厂涵洞入水口>N1地震台入水口>N5瀑布出水口>N4深水湖心的规律，即入水口>出水口>深水湖心，表明药泉湖排入口、排出口附近的污染源与药泉湖底泥中有机污染程度关系密切，周围农田及娱乐设施对药泉湖的有机污染造成很大的影响。(2)有机污染物的种类来看，地震台入水口为唯一发现有机氯农药DDT的入水口，因此要注意该入水口汇入水源及周边农田、农户对药泉湖造成的有机污染；林业局入水口发现的多环芳烃种类最多，通过实地调研，并参照多环芳烃的主要来源，该入水口邻近的林业局等公设单位冬季使用煤取暖，由于煤炉排放的废气中多环芳烃浓度会非常高，因此要关注冬季取暖对药泉湖多环芳烃的影响；深水湖心检验出的化合物种类最少，酸酯类、卤代物、农药类及胺氰类化合物的检出率均为零，也验证了深水湖心的底泥受有机污染最小。

参考文献：

[1]陈建林.运河水中悬浮物和底泥上有机物的探查[J].环境科学，1995，16(2)：69-72.

[2]逄守杰，金爱莲，刘畅.细河底泥污染特征分析[J].环境保护科学，2003，115(29)：30.

[3]刘虎威，肖宁宁，李润锴.河流沉积物中有机污染物的分析研究进展[J].中国环境检测，2001.17(5)：12.

引用文献格式：杨臣等.五大连池药泉湖表层沉积物有机污染状况及分布特征[J].环境与可持续发展，2015，40(1)：155-156.

Organic Pollutants in Surface Sediment of Wudalianchi Drug Spring Lake and Its Distribution Characteristics

YANG ChenZENG YingLI YuexingFANG Zhenxing

(Heilongjiang Academy of Sciences Volcanoe and Spring Institute，Harbin Heilongjiang 150000 )

Abstract：using the GC/MS method，the organic pollutants of 6 sample of surface sediments in Wudalianchi Drug Spring Lake were collected and determined，to explore its organic pollutants situation and distribution characteristics.The results showed that：99 kinds of organic compounds are selected，the distribution of organic pollutants quantity comply with the order：inlet>outlet > the center of the lake，Organic pollutants in sediment of Wudalianchi Drug Spring has a close relationship with the pollution source of inlet and outlet，the nearby farmland and recreational facilities cause great influence.

Keywords：Wudalianchi Drug Spring Lake；surface sediments；organic pollutants

中图分类号：X52

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2015)01-0155-02

通讯作者：曾颖，硕士，助理研究员，研究领域为环境科学

作者简介：杨臣，高级工程师，研究方向为五大连池火山环境与生态风险评价