微生物对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附多环芳烃（PAHs）菲、苯并［a］芘过程的影响.结果表明,枯草芽孢杆菌对菲与苯并［a］芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98％,对苯并［a］芘消除85％;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并［a］芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并［a］芘的吸附量却降低了2/3左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20％,接种的样品组为2.9％,而对苯并［a］芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4％,接种的样品组为13％.微生物在土壤与沉积物吸附PAHs的过程中起主导作用.     

环境样品中苯并(k)萤蒽的分离与鉴定

据过去二十年来发表的资料证明,苯并(k)萤蒽(BkF)是大气飘尘中多环芳烃类化合物(PAH)的一个主要成份,又是世界卫生组织规定的饮用水中必测的六种PAH之一。BkF的重要同分异构体是苯并(a)芘(BaP)其致癌作用最强;苯并(b)萤蒽(BbF),次之;苯并(c)芘(BeP)与BkF,无致癌作用(或尚属疑问)。但由于其化学性质相近,在分析中相互干扰,因而对这四个化合物的分离与鉴定是PAH分析中的一个重要而又困难的课题。     

天津污灌区苯并(a)芘的分布和迁移通量模型

建立了估算苯并 (a)芘在天津污灌区气、水、土壤及沉积物相间的迁移通量和浓度分布的逸度模型框架 ,利用通量资料作为模型输入 ,利用实测浓度数据验证了模型的可靠性 .结果表明 ,模型对大气、地表水、土壤和沉积物中浓度的估算大体吻合 ,沉积物和土壤是苯并 (a)芘的主要环境归宿 ,而大气中的平衡浓度相对较低 ,水体及土壤中的苯并 (a)芘可能通过作物和鱼体富集而进入生态系统 .     

河北省典型污灌区农田镉污染特征及环境风险评价

以河北省石家庄市典型历史污灌区农田为研究对象,对污灌区内土壤和小麦、玉米植株内Cd的含量进行分析,评价污灌区农田Cd污染程度、潜在生态风险和潜在健康风险.结果表明,上游污灌区和中下游污灌区土壤表层Cd含量分别为ND～3.88、0.10～2.30 mg·kg~(-1),明显高于清灌区(0.13～0.23 mg·kg~(-1))及河北土壤背景值(0.094 mg·kg~(-1)),超农用地土壤污染风险筛选值(0.3 mg·kg~(-1))点位分别达42.9%和35.2%;小麦和玉米籽粒平均Cd含量均未超标,小麦籽粒富集浓度高于玉米,污灌区小麦和玉米籽粒已出现明显累积现象.潜在生态风险表明上游污灌区和中下游污灌区表层土壤基本处于轻度～中度风险,部分区域生态风险较高～极高.健康风险评价结果表明Cd通过皮肤、呼吸、经口摄入暴露途径对人体健康造成的风险在可接受范围内.研究结果为污灌区农田土壤的安全利用和管理决策依据,并为开展农田土壤修复工程提供科学参考.     

山西小店污灌区土壤中多环芳烃的研究

选择典型的山西小店污灌区作为研究对象,采集小店污灌区的地下水样和土壤样,研究经过长时间、高浓度的污灌作用后,多环芳烃类物质是否有向深部迁移的可能性以及多环芳烃各单体的分布特征,并采用潜在危害指数法对污灌区重点监控指标进行筛选,结果表明:芴、菲、苊烯、荧蒽、蒽和芘6种单体易于向土壤深部迁移,这6种单体是地下水污染防治和水质安全保障的重要优控指标。该研究成果可为再生水回灌补给地下水的水质安全提供依据。     

煤矿区表层土壤中芳香烃组成、分布特征及标志化合物研究

采用GC-MS技术分析了平顶山市石龙区土壤样品中多环芳烃(PAHs)污染物的化学组成及分布特征,共鉴定出78种代表性化合物,包括11种US EPA优控PAHs.结果表明,总体上土壤样品中单体烃菲、荧蒽、芴、芘含量比较高.在不同功能区域芳烃含量差别较大,采矿区及焦化厂区土壤中芳烃含量明显高于污灌区和农业区,而煤矸石山附近土壤中芳烃含量最高.采矿区、焦化厂区和污灌区土壤中低环数PAHs的比例远大于高环数PAHs,农业区反之.通过对(ρ)MP/(ρ)P、MPI1、(ρ)P/(ρ)A、(ρ)FL/(ρ)PY等参数值的分析认为,煤尘、烟灰沉降是石龙区土壤中PAHs积累的主要影响因素.由单体烃与PAHs的相关性分析得知,苊和蒽可作为煤矿区域表层土壤中PAHs的标志性污染物.     

交通源大气和土壤中多环芳烃赋存及生态风险

为探讨交通源对道路沿线大气及土壤中多环芳烃(PAHs)的影响,作者采集了道路沿线0、20、50、100、200 m不同距离梯度大气颗粒物(TSP)和土壤样品,分析两者PAHs的含量、组成和空间分布特征,通过构建PAHs的RQ-TEQ模型和土壤环境归趋模型估算多环芳烃累积生态风险影响。结果表明,200 m范围内TSP中∑₁₆PAHs的浓度范围为2.66～16.31 ng/m³,平均值(8.17±3.51) ng/m³,随着与道路的距离增加,PAHs浓度呈现秋季先降低后升高再降低、春季先升高后降低的趋势,0～50 m范围内变化较大。土壤中∑₁₆PAHs的含量为0.05～2.43 mg/kg,平均值(0.70±0.57) mg/kg,空间变化趋势与秋季TSP中PAHs基本一致,20 m处土壤中PAHs含量最低,这与行道树的遮蔽效应有关。苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、茚苯[1,2,3-cd]芘和苯并[ghi]苝等高环PAHs含量在TSP中占比较高,土壤中则以荧蒽、芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]芘等中高环P...     

多环芳烃共代谢对苯并[a]蒽微生物降解的影响及机制

利用14C同位素示踪技术,研究土壤中菲、蒽、芘3种底物对苯并[a]蒽(BaA)环境归趋的影响,高通量测序解析细菌群落响应.结果表明,3种底物均可以促进BaA的降解,添加蒽作为共代谢底物后,BaA矿化率比对照提高了2.5％,而添加菲、芘时,14C在土壤的结合态比对照升高4％,达总添加量的31％.共代谢底物改变了细菌共生网...     

高分子量多环芳烃降解菌LD29的筛选及降解特性研究

采用硅油-水双液相富集体系,以蒽为富集碳源,从原油污染土壤富集分离多环芳烃降解菌,分离出1株能降解菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]芘的细菌,经形态特征、生理生化和16S rDNA鉴定为矢野口鞘氨醇菌(Sphingobium yanoikuyae),编号为LD29.采用高效液相色谱(HPLC)对LD29在无机盐培养基中对PA...     

典型石油化工污染场地多环芳烃土壤指导限值的获取与风险评价

尝试利用英国的污染土地暴露评价模型(CLEA模型)获取了典型石油化工污染场地中几种多环芳烃(PAHs)的土壤指导限值(SGVs),并用所得到的土壤指导限值对该场地的污染物风险进行了评价.结果表明,研究区域内萘、蒽、苯并［a］芘、苊、芴、芘的土壤指导限值分别为3.57×103,6.12×107,0.874,6.81×104,6.24×104和5.84×106　ng/g.特定场地表层土壤中萘、蒽、苊、芴、芘的实测浓度(MECs)大于其相应土壤指导限值的概率均趋于0,而苯并［a］芘的为0.225.这几种PAHs的风险从大到小依次为:苯并［a］芘萘>苊>芴>芘>蒽,说明该场地的优先控制污染物为苯并［a］芘.      

浑蒲灌区土壤中多环芳烃的分布及生态响应

因污水灌溉、大气沉降和油井的直接输入可能导致浑蒲灌区土壤中的w(PAHs)升高. 沿灌渠走向选取了8个采样点和1个对照点,分析了不同深度的土壤中w(PAHs)和表层土壤中微生物PLFAs(磷脂脂肪酸)的组成. Spearman分析表明,除了芴和蒽,其他PAHs、2~6环PAHs和总PAHs的质量分数均与土壤深度呈显著负相关. 油井附近的旱田土壤中w(PAHs)较高〔Ⅰ-2U采样点为(645.77±204.21)μg/kg,Ⅰ-6U采样点为(660.39±208.83)μg/kg〕;浑蒲灌区土壤中的PAHs以低环数的菲〔(61.92±13.72) μg/kg〕、蒽〔(39.11±10.68) μg/kg〕和芴〔(31.12±8.14) μg/kg〕为主;由于淋洗作用,水田土壤中w(PAHs)明显低于旱田. 相比对照点,浑蒲灌区土壤中微生物量降低,但微生物多样性增加. 通过对PLFAs的主成分和聚类分析,受油井影响的水田(Ⅰ-1P、Ⅰ-5P采样点)与旱田(Ⅰ-2U和Ⅰ-6U采样点)聚在一起,与对照点距离较远,说明油井附近水田和旱田的微生物结构与对照点存在显著差异,二者同时受到了油田的影响,相应的生态功能也会受到同样的影响. 尽管水田土壤中w(PAHs)明显低于旱田,但其土壤微生物结构也明显受到了石油污染的影响,而且水田地下水健康风险增加,因此建议关注水田风险,并为水田和旱田制订不同的PAHs土壤基准值.      

Characterization of contamination, source and degradation of petroleum between upland and paddy fields based on geochemical characteristics and phospholipid fatty acids

To evaluate contamination caused by petroleum, surface soil samples were collected from both upland and paddy fields along the irrigation canals in the Hunpu wastewater irrigation region in northeast China. N-alkanes, terpanes, steranes, and phospholipid fatty acids (PLFA) in the surface soil samples were analyzed. The aliphatic hydrocarbon concentration was highest in the samples obtained from the upland field near an operational oil well; it was lowest at I-3P where wastewater irrigation promoted the downward movement of hydrocarbons. The Hunpu region was found contaminated by heavy petroleum from oxic lacustrine fresh water or marine deltaic source rocks. Geochemical parameters also indicated significantly heavier contamination and degradation in the upland fields compared with the paddy fields. Principal component analysis based on PLFA showed various microbial communities between petroleum contaminated upland and paddy fields. Gram-negative bacteria indicated by 15:0, 3OH 12:0, and 16:1(9) were significantly higher in the paddy fields, whereas Gram-positive bacteria indicated by i16:0 and 18:1(9)c were significantly higher in the upland fields (p < 0.05). These PLFAs were related to petroleum contamination. Poly-unsaturated PLFA (18:2ωup6, 9; indicative of hydrocarbon-degrading bacteria and fungi) was also significantly elevated in the upland fields. This paper recommends more sensitive indicators of contamination and degradation of petroleum in soil. The results also provide guidelines on soil pollution control and remediation in the Hunpu region and other similar regions.     

固相微萃取和固相萃取评价多环芳烃降解过程中的生物有效性变化

为了揭示多环芳烃(PAHs)降解过程中的生物有效性变化规律,应用PAHs降解菌剂对PAHs污染焦化厂土壤进行微生物修复,采用固相微萃取及固相萃取方法提取评价PAHs的生物有效性,分析降解率和生物有效性变化的差异及相关关系.结果表明,该焦化厂土壤中PAHs总量以低环PAH为主,微生物菌剂对土壤总PAHs降解率为68.3%;微生物作用后,孔隙水中PAHs的降低以3、4环为主,孔隙水中PAHs变化率普遍低于土壤中的降解率;Tenax-TA提取降解前后土壤中的PAHs,降解后3、4环PAHs的快速解吸组分降低,5、6环的快速解吸组分变化不大;土壤中PAHs降解量分别与PAHs孔隙水浓度和Tenax-TA快速提取量存在相关关系.以上结果表明可用PAHs孔隙水浓度以及Tenax-TA快速提取量预测微生物对土壤PAHs的降解,这为焦化厂土壤PAHs污染的修复提供了理论依据.     

Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Beijing and Tianjin region： Vertical distribution, correlation with TOC and transport mechanism

The contents and distribution of 20 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heterocyclic aromatic hydrocarbons (HAHs) were investigated in 16 soil profiles of Beijing and Tianjin region. Transport of high molecular weight PAHs (HMWPAHs) and the correlation between total organic carbon (TOC) and their concentrations were also discussed. The results indicated that highly contaminated sites were located at urban or wastewater irrigation areas and pollutants mainly accumulated in topsoil (< 40 cm), with a sharp content decrease at the vertical boundary of 30–40 cm. Total PAHs/HAHs concentrations in soils from Tianjin were markedly greater than those from Beijing. Even the contents at bottoms of soil profiles in Tianjin were higher than those in topsoils of Beijing soil profile. HMWPAHs dominated the PAH profiles, exhibiting a uniform distribution of pyrogenic origin between topsoils and deep layers. Furthermore, the percentages of HMWPAHs remained relative constant with the depth of soil profiles, which were consistent with the distribution of particulate matter-associated PAHs in the local atmospheric environments. Therefore, HMWPAHs transport with particulates might be the predominant source found in soil profiles.     

厦门西港表层海水中多环芳烃(PAHs)的含量、组成及来源

通过 3个航次对厦门西港表层海水中 16种优先监控的PAHs的污染状况进行不同季节的连续调查 .结果表明 :表层海水中PAHs的含量与组成具有明显的时间差异 .在 4月和 10月的PAHs含量较 7月高 ;PAHs的组成在 4月以 2环的萘为优势组分 ,在 7月以 3环的苊烯为优势组分 ,10月以 4环的为优势组分 .分析 3个航次的调查结果发现 :厦门西港表层海水中的PAHs主要来源于石油类物质的输入 .厦门西港表层海水中各种PAHs的含量与国际生物学组织或国家制定的评价水生生物暴露于水体的安全食用标准相比虽未超标 ,但个别组分如蒽、苯并 [a]芘的含量已达到生态毒理评价标准 .     

水稻根系对多环芳烃的吸着与吸收

采集了天津市宝坻和新立2地的水稻根系样品及同期当地的空气、灌溉水和田间土壤样品.将水稻根分为节根和侧根2部分,并采用连续提取方法将根系中的多环芳烃分为3种形态:根表弱吸着态、根表强吸着态和根内吸收态.结果表明:2样点根系中多环芳烃含量存在显著差异;节根和侧根中的多环芳烃含量存在显著差异;被根吸收的部分约占多环芳烃总量的60%左右.比表面和脂含量是影响水稻根系化合物浓度的主要参数.     

某污灌区污水-土壤-地下水污染物分布特征

通过对某污灌区灌溉水、土壤及地下水的取样分析,研究了灌区污染物的分布特征。结果表明:灌区主要污染物为重金属Zn、多环芳烃和农残六六六。不同污染物分布特征不同。重金属主要富集于土壤表层,如Zn大部分富集于耕植层中(0～30cm),但浓度过高,其可向深部迁移。多环芳烃按分子量可分为三类,小分子量芳烃迁移过程中降解转化显著;中分子量芳烃迁移至深部土壤和地下水,土壤各深度吸附量几乎相同;大分子量芳烃化学性质稳定,易吸附沉积于表层土壤和底泥中。农残六六六迁移深度至少可达50m。     

古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定

测定了马家浜文化(距今约6 000a)遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量,并对其可能来源进行了判定.结果表明,表层土壤中PAHs的含量分别为202.9μg·kg^-1和207.7μg·kg^-1,主要来源于大气沉降;古水稻土中PAHs含量明显降低,仅为56.0μg·kg^-1,但高于古旱地土壤及底层土壤。古旱地土壤及底层土壤PAHs含量在32.0～36.9μg·kg^-1.古水稻土中,2环和3环所占比例较大,达63%,萘和菲含量最高,而4环以上的多环芳烃含量较低.Phe/Ant和BaA/Chr比值和有机质¹³C-NMR图谱显示,古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧,同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源.     

Polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air, surface soil and wheat grain near a large steel-smelting manufacturer in northern China

The total concentrations and component profiles of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in ambient air, surface soil and wheat grain collected from wheat fields near a large steel-smelting manufacturer in Northern China were determined. Based on the specific isomeric ratios of paired species in ambient air, principle component analysis and multivariate linear regression, the main emission source of local PAHs was identified as a mixture of industrial and domestic coal combustion, biomass burning and traffic exhaust. The total organic carbon (TOC) fraction was considerably correlated with the total and individual PAH concentrations in surface soil. The total concentrations of PAHs in wheat grain were relatively low, with dominant low molecular weight constituents, and the compositional profile was more similar to that in ambient air than in topsoil. Combined with more significant results from partial correlation and linear regression models, the contribution from air PAHs to grain PAHs may be greater than that from soil PAHs.     

典型污灌区土壤中多环芳烃的垂直分布特征

研究了有污水灌溉历史的沈抚灌区、浑浦灌区和清原对照点3个土壤剖面多环芳烃(PAHs)含量的分布特征.结果表明,在美国EPA优先控制的16种PAHs中,沈抚灌区土壤剖面中检测出10种,浑浦灌区检出12种,清原检出8种.PAHs总含量峰值随着土壤深度的增加呈下降趋势,但最高值均未出现在0～2 cm土层,而是分布在2～5和5～10 cm土层.各剖面单组分分布以4～5环PAHs为主,主要污染物是荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[k]荧蒽,低环PAHs含量峰值多集中在0～2 cm土层,中、高环PAHs大部分分布在5～10 cm土层.从单组分比值和母体多环芳烃比值可以看出,3个剖面的PAHs污染源来自于汽油、原油、煤的不完全燃烧,或通过污水灌溉,或以烟尘颗粒为载体通过大气干、湿沉降和风力输送进入到土壤环境中.