中国土壤与沉积物中短中链氯化石蜡的时空分布特征、生态风险及驱动机制解析

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Environmental Sciences 5.9

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  针对中国土壤和沉积物中短链氯化石蜡(SCCPs)和中链氯化石蜡(MCCPs)污染问题,研究人员系统分析了2011-2024年全国32省份130个城市的数据,揭示其时空分布规律及生态风险。研究发现土壤以低风险为主,沉积物则以中高风险为主,且污染受人口密度、植被指数(NDVI)和土壤类型驱动。该研究为全国尺度CPs污染管控提供了科学依据。

  

中国作为全球氯化石蜡(Chlorinated Paraffins, CPs)最大生产国,其环境残留问题日益严峻。这类含氯有机污染物因碳链长度差异分为短链(SCCPs, C10
-C13
)、中链(MCCPs, C14
-C17
)和长链(LCCPs, C18
-C30
),具有持久性、生物累积性和毒性,尤其SCCPs已被列为《斯德哥尔摩公约》管控物质。尽管区域研究积累了大量数据,但全国尺度的污染格局、风险演变及驱动因素仍不清晰。

为填补这一空白,中国某研究团队通过系统分析2011-2024年间发表的3498篇文献,整合了全国32省份130个城市的土壤和沉积物数据,运用地理探测器模型(Geodetector Model, GDM)首次量化了CPs污染的驱动机制。研究成果发表于《Journal of Environmental Sciences》,为CPs环境管理提供了关键科学支撑。

研究采用文献荟萃分析法筛选数据,结合描述性统计和风险商值法(Risk Quotient, RQ)评估生态风险,并利用GDM解析人口密度、归一化植被指数(NDVI)等12类驱动因子的交互作用。样本覆盖中国东部工业密集区至西部生态脆弱区,确保数据代表性。

数据收集与分析
通过Web of Science等数据库获取全国CPs浓度数据,剔除异常值后采用中位数统计。结果显示土壤中SCCPs和MCCPs中位浓度分别为85.2 ng/g和118 ng/g,沉积物中达226 ng/g和317 ng/g,表明沉积物是CPs重要汇。

CPs污染现状
时空分析显示2006-2022年间CPs含量总体上升,但2015年后SCCPs增速趋缓。污染高风险区集中于东部沿海,如长三角和珠三角工业带。同系物分析发现C10
(SCCPs)和C14
(MCCPs)占比最高,反映商业产品输入特征。

驱动机制解析
GDM揭示人口密度(q=0.32)、NDVI(q=0.28)和土壤类型(q=0.25)是核心驱动因子,三者交互作用可解释56%的CPs空间变异。这表明人类活动与自然因素的协同效应显著强于单一因素影响。

该研究首次构建了全国CPs污染图谱,证实沉积物风险高于土壤的规律,并创新性量化了社会-自然复合驱动机制。成果不仅为CPs优先管控区域划定提供依据,其GDM应用范式更可推广至其他污染物研究。建议未来重点关注沉积物修复技术研发及MCCPs监管政策制定,以应对这一新兴环境挑战。

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