松辽流域是我国东北老工业基地。过去由于重工业比重过大、产业结构失调，以及粗放型的经济增长方式等原因，导致严重的环境污染问题。《松辽流域重要水系典型有毒有机物污染特征》提供大量实测数据和模拟实验结果，系统地分析松辽流域重要水系——松花江水系和大辽河水系典型河流，及辽东湾营口河口表层水、悬浮颗粒物和沉积物中有毒有机污染物的时空分布特征，研究沉积物不同有机组分对有机污染物的吸附特征，探讨河流沉积物中微生物群落分布与有机污染物之间的相互关系，并对松辽流域水体中有毒有机污染物的生态风险进行初步评价。
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《松辽流域重要水系典型有毒有机物污染特征》可供高等院校和科研院所从事流域有毒有机污染物研究的教学和研究人员阅读，也可供从事流域水环境监测与管理人员参考。
第1章绪论
1.1松辽流域概况和水污染状况
1.1.1松辽流域概况
松辽流域泛指东北地区，行政区划包括辽宁、吉林、黑龙江三省和内蒙古自治区东部的四盟(市)及河北省承德市的一部分。松辽流域总面积为123.80万km2。西、北、东三面环山，南部濒临渤海和黄海，中、南部形成宽阔的辽河平原、松嫩平原，东北部为三江平原。松辽流域主要河流有辽河、松花江、黑龙江、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江以及独流入海河流等(图1-1)。松辽流域处于北纬高空盛行西风带，具有较多的西风带天气和气候特色，东北地区有明显的大陆性气候特点，为温带大陆性季风气候区。冬季严寒漫长，夏季温湿而多雨，部分地区属寒温带气候。
作为国家工业化基地的东北地区，以其能源、原材料、机械装备、化工、森工和军工等门类齐全的工业体系，在我国工业发展史上曾写下无数辉煌。自20世纪50年代国家将156个重点建设工程的54项建在东北三省开始，东北现代工业发展进入了一个新的历史时期。经过30多年的发展建设，东北区域经济已在全国处于重要地位，成为国家区域经济发展的重要增长极和发达的经济地区，工农业生产特别是工业生产在全国处于领先地位。
1)松花江流域概况
松花江流域位于119°52′E~132°31′E，41°42′N~51°48′N，东西长2309km，南北宽1070km，流域面积为55.68万km2。松花江流域西部为大兴安岭，海拔高程为700~1700m；北部为小兴安岭，海拔高程为1000~2000m；东部和东南部为完达山山脉和长白山山脉，海拔高程为200~2700m；西南部的丘陵区地带是松花江与辽河两流域的分水岭，海拔高程为140~250m；中部是松嫩平原，海拔高程为50~200m，是该流域的主要农业区。流域内山区面积为23.79万km2，占流域面积的42.7%；丘陵面积为16.2万km2，占流域面积的29.1%；平原面积为15.23万km2，占流域面积的27.4%；其他面积占流域面积的0.8%。松花江水资源总量为734.70亿m3，河川径流总量为725.80亿m3。人均地表水资源量为1568m3，为全国人均地表水资源量的7/10，流域内农田地表水资源量为6495m3/hm2，为全国的25%。
松花江有南北两源，南源第二松花江发源于吉林省长白山天池，北源嫩江发源于大兴安岭伊勒呼里山中段南侧，两源于三岔河附近汇合向东而流始称松花江。松花江流经黑龙江、吉林两省和内蒙古自治区，在同江县附近汇入黑龙江，从嫩江源头计算，松花江总长2308km。北源嫩江是比较大的河流。它发源于大兴安岭伊勒呼里山，自北向南流至三岔图1-1松辽流域水系图河，全长1379km，流域面积为29.70万km2，占松花江总流域面积的51.9%；流量占松花江干流的31%。嫩江接纳了许多发源于大小兴安岭的支流，主要有甘河、诺敏河、雅鲁河、绰尔河、洮儿河、科洛河、讷漠尔河、乌裕尔河等，流域内包括内蒙古自治区的呼伦贝尔盟、兴安盟，黑龙江省的大兴安岭、黑河、嫩江、绥化等地区和齐齐哈尔市以及吉林省的白城地区。南源第二松花江是松花江的正源，它发源于长白山的白头山，全长795km，流域面积为78180km2，占松花江流域总面积的14.30%。它供给松花江39%的水量。流域在行政区划上分属吉林省延边、通化、吉林、四平、长春、白城6个地区，包括2个市和22个县，是吉林省人口集中、工农业较发达，交通方便的地区。第二松花江为东北地区的主要河流之一，较大的支流有辉发河、饮马河等，流域面积为7.34万km2，河流总长为958km。松花江干流是指嫩江和第二松花江在三岔河汇合后，折向东流至同江镇河口这段河道。松花江干流全长939km，从大赉水文站进入黑龙江省，它将流过哈尔滨、佳木斯等大城市，沿途还有肇源、双城、肇东、呼兰、巴彦、木兰、通河、依兰、汤原、桦川、绥滨、富锦等市(县、区)，在同江附近注入黑龙江。松花江干流右岸有拉林河、蚂蚁河、牡丹江、倭肯河等主要支流注入。左岸汇入的支流有呼兰河、汤旺河、梧桐河、都鲁河等(图1-2)。
图1-2松花江流域图
松花江流域属北温带季风气候区，大陆性气候特点明显。春季干旱多风；夏季受太平洋高压控制，盛行的东南风沿地形抬高促成凝水和热带海洋气团与极地大陆气团相遇形成锋面降水，高温多雨，人们叫7、8、9三个月为“水季”；秋季晴冷，温差大；冬季受内蒙古高压控制，多刮西北风，严寒漫长，最冷地区冰雪覆盖多达210天。松花江干流年平均气温2~4°C，无霜期110~140天，年平均降雨500~700mm，水面蒸发600~800mm，水面封冻期11月初~4月初，冻土深1.50~2.50m。松花江流域河川径流主要由降水形成，径流的地区分布不均匀。高值区多年平均径流深200~500mm，长白山脉天池附近高达600mm。径流低值区多年平均径流深小于150mm，嫩江中下游平原地区年径流深小于25mm。径流年际变化大，并存在明显的丰、枯变化周期。
松花江流域土地资源十分丰富，可耕地面积为1700万hm2，养育着6500万人口。松嫩平原和三江平原，是我国的著名大粮仓和重要商品粮基地。流域水力资源丰富，已建成的白山、红石、丰满、莲花4座较大的水电站，人称松花江大地上的4颗明星。由于历史原因，松花江上游建有大型的石化企业——吉林石化集团，大量的有毒有机物长期污染着松花江的水环境。在第二松花江的松源市和松花江的肇源段分布有许多水上采油工业，同时受大庆和牡丹江工业污染的支流也威胁着松花江的水质。2)辽河流域概况辽河流域位于我国东北地区西南部，地处40°31′N~45°17′N，116°54′E~125°32′E。流域东西宽，南北窄。该流域东以长白山脉与第二松花江两流域分界；西接大兴安岭之南端，与内蒙古内诸河相邻；南以七老图、凌源山脉与滦河、大小凌河流域毗连；北以松辽分水岭和松花江流域相接。全流域面积为21.96万km2。其中山区占48.2%，丘陵区占21.5%，平原洼地占24.3%，沙丘占6%。水资源总量为235.11亿m3，人均地表水资源量为535m3，仅为全国人均地表水资源量的20%，流域内农田地表水资源量为220m3/亩①，仅为全国的12%。从总体上看，辽河流域属于水资源贫乏地区。
辽河流域由辽河和大辽河两大水系组成。辽河是我国七大江河之一，发源于河北省承德地区七老图山脉的光头山(海拔1490m)，流经河北、内蒙古、吉林、辽宁四省(自治区)，在辽宁省盘锦市入渤海，全长1345km。辽河源头在老哈河上，老哈河由西南向东北流，在西安村水文站上游与左侧支流西拉木伦河汇合后，称西辽河，西辽河由西向东流至科尔沁左翼中旗白音他拉纳右侧支流教来河继续东流，在小瓦房汇入北来的乌力吉木伦河后折向东南，流至福德店水文站上游汇入左侧支流东辽河后始称辽河。辽河干流继续南流，分别纳入左侧支流招苏台河、清河、柴河、泛河和右侧的秀水河、养息牧河、柳河等支流后，曾在六间房水文站附近分成两股，一股西行称双台子河，在盘山纳绕阳河后入渤海；另一股南行，称外辽河，在三岔河水文站与浑河、太子河汇合后称大辽河，于营口入渤海。自1958年外辽河于六间房截断后，浑、太两河汇成大辽河成为独立水系(图1-3)。
辽河流域地处温带、寒温带大陆性季风气候区，冬季寒冷而漫长，夏季炎热多雨，春季干燥多风。年内温差较大，多年平均气温由南北递减，降水量自西北向东南递增，多年降水量为350~1200mm；降水量年际变化较大，年内分配的差异也较明显，主要集中在6~9月，约占全年降水量的80%。辽河流域蒸发量自东南向西北递增，多年平均蒸发量为1100~2500mm。蒸发量最大为5月，为240~390mm；最小为1月，为15~45mm。辽河流域年径流特征与年平均降水量的分布是一致的，也是从东南向西北递减。径流量的分布年际变化很大，丰枯水期年径流量相差悬殊，可达7倍左右。而且年内变化也很大，7、8两个月的径流量占年径流量的60%，最小为1月，只占年径流量的0.1%。流域内年平均地表径流量为150亿m3。辽河流域各河流含沙量不同，东部河流含沙量小，西部河流含沙量大。辽河流域是我国重要的钢铁、机械、建材、化工基地，粮食生产基地和畜牧业基地。辽河中、下游地区是东北乃至全国工业经济最发达的地区之一，有以沈阳为中心的包括本溪、辽阳、鞍山、营口、铁岭和盘锦的中部城市群。其中，本溪、鞍山是重要的冶金城市，辽阳和盘锦是重要的化工和石油城市，抚顺和沈阳是煤炭、能源和机械工业城市，铁岭则是新兴的能源基地，具有人口集中、工业发达、能源消耗大的特点。
1.1.2松辽流域水污染状况
1)松花江流域水污染状况
根据环境保护部公布的松花江水系水质状况表明:2005年，松花江水系属轻度污染，42个地表水国控监测断面中，Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为24%、57%和19%，主要污染指标为高锰酸盐指数、石油类和氨氮。松花江国控省界断面水质一般。Ⅰ~Ⅲ类水质占34%，Ⅳ类占66%，无Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面。此外，长期的老旧工业也使得松花江的重金属污染相当严重，对沿岸的生态构成极大的威胁。松花江河流污径比较高，部分河流污径比已经超过70%。城市江段污染较重，其中松花江干流的吉林市下游江段、牡丹江敦化段、伊通河的长春市下游江段、辉发河的污染尤为严重。松花江流域特别是中下游地区分布有化工、冶金、机械、造纸、食品加工的大中型企业，落后的工艺结构使其排污负荷占总污染负荷的70%以上。经过“十一五”重点流域水污染防治规划的实施，松花江水系水质状况有所好转。2010年，松花江水系水质总体为轻度污染。42个国控监测断面中，Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为47.6%、35.7%、4.8%和11.9%，主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和五日生化需氧量。松花江干流总体为轻度污染，主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和石油类。与2009年相比，水质无明显变化。松花江支流总体为中度污染，主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。
松花江由于地理位置决定了其环境污染特征与国内其他流域有所不同。松花江水质具有冰封期污染加重和点源污染突出的污染特征，在冰封期水质中的有机污染物主要是石油化工等企业排放的多环芳烃、硝基化合物、酚类、氯苯类等有机污染物。
2)辽河流域水污染状况
根据环境保护部公布的2005年全国水环境质量状况表明:辽河水系属重度污染，37个地表水国控监测断面中，Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为30%、30%和40%，主要污染指标为氨氮、石油类和高锰酸盐指数。辽河干流属重度污染，与2004年基本持平。辽河支流为重度污染，与2004年相比，水质有所下降。东辽河、老哈河、西拉木伦河属轻度污染；西辽河为中度污染；条子河和招苏台河为重度污染。辽河水系国控省界断面水质较差。经过“十一五”重点流域水污染防治规划的实施，辽河水系水质状况也有所好转。2010年，辽河水系总体为中度污染。37个国控监测断面中，Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为40.5%、16.3%、18.9%和24.3%，主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和石油类。辽河干流总体为轻度污染，主要污染指标为五日生化需氧量、石油类和氨氮。老哈河水质为优，东辽河水质良好，西辽河和辽河为中度污染。
1.2采样站位和样品分析
1.2.1采样站位
1)松花江水系
作者分别于2005年8月(丰水期)和2005年12月(枯水期)对松花江水系进行了系统采样分析。2005年8月(丰水期)采集的样品包括南源松花江和松花江表层沉积物样品，2005年12月(冰封期)采集的样品包括表层沉积物、靠近河岸的周期性暴露沉积物，采样区域位于黑龙江省和吉林省境内。采样点位置如图1-4所示，采样站位见表1-1。丰水期水流量大，降雨量丰富，污染输入途径复杂，采样点靠近河岸；冰封期河面结冻气温在零下10~30℃，污染以点源输入为主，样品容易保存，采样点靠近河中心。在冰封期由于苯泄漏事故，上游水库大量放水，河流水体动力条件也很复杂。从表1-1中可以看出松花江上游的吉林段有机碳含量高于哈尔滨—佳木斯段，由于
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