我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少。为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律。对140组数据进行分析的结果表明：我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580 µg/kg。从PAHs的组成来看,4~6环PAHs的相对比例较高,占68.53%。我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华中>华南,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于其他三个地区(P<0.05),其它三个地区间无显著差异。东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华南地区的5倍。造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关。不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(P<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3 µg/kg和1812.95 µg/kg。上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考。     

钢铁工业区下风向土壤中多环芳烃污染特征及源解析

为了解钢铁工业区对土壤环境的影响以及土壤的污染状况,采集上海典型钢铁工业区下风向的14个表层土壤样品,应用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）检测了样品中16种优控PAHs（多环芳烃）的含量水平,分析了钢铁工业区下风向土壤中PAHs的组成分布特征,并利用比值法和主成分分析法对土壤中的PAHs进行溯源.结果表明,钢铁工业区下风向土壤中∑₁₆ PAHs（16种优控PAHs的含量）范围为167.0~2 355.0 μg/kg,∑₇PAHs（7种具有致癌作用的PAHs的含量）在∑₁₆ PAHs中平均比例为50.4%,近距离样区（< 1 km）表层土壤中∑₁₆ PAHs平均值最高,为1 057.7 μg/kg,远距离样区（5~10 km）污染相对较轻,平均值为381.4 μg/kg;宝3、宝6和宝9采样点于钢铁工业区烧结工艺的下风向,导致宝3采样点∑₁₆ PAHs最高,为2 355.0 μg/kg,宝3、宝6和宝9采样点土壤中PAHs含量依次降低;表层（0~20 cm）土壤中PAHs单体含量最高的为荧蒽,致癌性最强的苯并[a]芘含量范围为10.0~194.0 μg/kg,环数组成以4环为主,平均比例为46.3%,其次是5~6环,二者平均比例为39.9%,随着距离工业区越远,4环的组成比例越高,5~6环比例降低;比值法和主成分分析法结果显示土壤中PAHs主要来源于石油、煤的燃烧和机动车尾气的排放.研究显示,钢铁工业对多环芳烃贡献较大,下风向土壤中总多环芳烃的含量和高环多环芳烃比例都呈现明显的随距离递减特征,石油、煤的燃烧和机动车尾气的排放是其多环芳烃的最主要来源.      

长江口及浙江近岸海域表层沉积物中多环芳烃分布、来源与风险评价

2013年对长江口及浙江近岸海域62个站位表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了测定.结果表明,16种美国EPA优先控制的PAHs均有检出,PAHs总量水平(干重)为31.8~384μg·kg-1,平均含量为131.1μg·kg-1.其分布受到陆源输入和点源污染的影响,高值区域出现在长江口2号站位和宁波21号站位附近.与国内外其它海区相比,调查海域PAHs总体处于较低污染水平.调查海域沉积物中PAHs以4环、3环为主,来源分析显示PAHs主要来源于木柴、煤炭燃烧.利用沉积物质量基准法(SQGs)评价结果显示,调查海域表层沉积物中PAHs处于较低的生态风险水平;按照沉积物质量标准法(SQSs)评价结果表明,调查海域表层沉积物的PAHs污染已经具有一定程度的"显见生态负效应",需要采取相应的措施进行污染控制和削减.     

西安市文教区表层土壤中PAHs来源及风险分析

文教区土壤环境质量直接影响学生以及职工的身体健康。本研究应用高效液相色谱仪对采集的西安市文教区表层土壤样品中的16种优控多环芳烃(PAHs)进行含量检测,分析其组分特征、来源及健康风险。结果表明,西安市文教区表层土壤中∑PAHs含量为0.290~4.147μg/g,平均值为1.515μg/g,7种致癌多环芳烃的含量为0.079~2.093μg/g,均值为0.593μg/g,土壤PAHs污染较为严重。其中4环的高环PAHs为土壤PAHs污染的主要物质,平均占∑PAHs含量的40.72%。源解析结果表明西安市文教区表层土壤中PAHs主要来源于石油燃烧、煤及生物质等的不完全燃烧。终生癌症风险评价表明西安市文教区表层土壤中PAHs污染对其生活在周围的人群产生的终生致癌风险性较小,但71.4%的样点达到严重污染水平,产生的间接影响应引起足够重视。     

慈溪市农田表层、亚表层土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征

为了解多环芳烃在土壤中的迁移,研究了慈溪市农田表层土壤(耕层)和亚表层(犁底层)土壤中15种PAHs的含量及分布特征.表层土壤中PAHs的总量在70.4～325.1μg·kg-1之间;含量较高的几种化合物为萘(Nap)、菲(Phe)、荧葸(na)、芘(pyr)和苊(her)等,但主要以4环以上芳烃为主;Fla/(Fla Pyr)与IcP/(IeP BgP)比值分析表明,表层土壤中的PAHs主要来源于草、木、煤等的燃烧和汽车尾气排放.亚表层土壤中,PAHs总量为29.5～232.3μg·kg-1,以2环加3环化合物为主,单体PAH含量与表层土壤中含量的比值与其辛醇-水分配系数(10gKow)显著相关(r=0.923,P＜0.0001),说明亚表层土壤中PAH主要来源于表层土壤的淋溶,根据化合物的logKow值可预测其在土壤中的迁移情况.亚表层土壤中PAHs的含量与有机质的含量极显著相关(r=0.945,P＜0.0001),但表层中二者则无显著相关性(p=0.0887),表明耕作措施可能会对PAH在表层土壤中的分布产生影响.     

山东省农田土壤多环芳烃的污染特征及源解析

2015年7月采集山东省农田表层土壤,采用高效液相色谱紫外/荧光检测器串联方法对美国环保署优先控制的16种多环芳烃（PAHs）进行检测,分析了其含量和组成特点,比较了种植粮食作物的大田土壤和蔬菜大棚土壤、点源污染和非点源污染大田土壤中PAHs的差异,采用比值法和正定矩阵因子模型对PAHs来源进行解析,并评价了其风险.结果表明,16种PAHs总含量（∑16PAHs）范围为111.5~2744.1 ng·g^-1,均值为556.3 ng·g^-1,与国内其他地区的农田土壤污染水平相比处于中等水平.组成上,苊、芴、荧蒽的比例较高,而茚并（1,2,3-cd）芘的比例较低.点源污染大田土壤中∑16PAHs含量和7种致癌PAHs的比例均显著高于非点源污染大田;蔬菜大棚土壤与附近的大田土壤相比,∑16PAHs含量没有显著差异,且均是3~4环PAHs比例较高.山东省农田土壤中的PAHs主要来自于燃烧源,其中燃煤和生物质燃烧占42.7%,交通产生的石油燃烧占19.3%,此外炼焦排放占22.8%,石油污染占15.2%.风险评估表明,山东省非点源污染大田土壤和蔬菜大棚土壤中总毒性当量含量均未超过加拿大土壤环境质量标准,但部分点源污染大田土壤超标,具有潜在的风险.     

高速路沿线土壤多环芳烃赋存特征及生态风险

文章以上海市5 条典型高速公路的通行段及收费站土壤为研究对象,对比分析其表层土壤中 15 种多环芳烃含量、组成分布特征,并以毒性当量法和风险熵值法评价其生态风险。结果表明,高速公路沿线表层土壤中∑₁₅PAHs 的含量为 150～18 160μg/kg,平均值为 3 529μg/kg,∑₇PAHs 含量占 PAHs 总量的 55.9%,占比相对较高。通行段土壤中∑₁₅PAHs 的含量为 150～1 951μg/kg,平均值为 590μg/kg;收费站土壤中∑₁₅PAHs的含量为421～18 160μg/kg,平均值为6 467μg/kg,收费站土壤中PAHs含量是通行段土壤的2.5～66.3倍,存在显著差异。高速公路沿线土壤中多环芳烃组成均以中高环为主,收费站土壤多环芳烃中环占比要高于通行段,其中荧蒽、苯并[a]蒽和芘单体占比明显更高,通行段土壤中茚并[123-cd]芘和苯并[ghi]苝占比较高。收费站土壤多环芳烃的生态风险高于通行段土壤,其中葛隆和临港2个收费站土壤中多环芳烃的总毒性当量分别为土壤风...     

不同土地利用类型土壤多环芳烃的纵向污染特征及来源解析

为研究城郊地区不同土地利用类型土壤多环芳烃(PAHs)的纵向污染特征,对南京市郊菜地、林地、居民点、城镇用地、水田和工业区这6个不同土地利用类型土壤各1剖面(0～100 cm)的15种优控PAHs进行研究,分析了PAHs的纵向分布和组成特征、影响因素和来源.结果表明,6个采样点剖面∑₁₅PAHs含量分别为：菜地69.3～299.2μg·kg^-1、林地20.8～128.3μg·kg^-1、居民点30.7～142.1μg·kg^-1、城镇用地185.6～1 728.7μg·kg^-1、水田208.3～693.0μg·kg^-1和工业区165.6～739.2μg·kg^-1.居民点和林地没有污染,菜地污染水平较轻,水田和工业区污染水平中等,城镇用地污染较严重.除居民点和城镇用地以外的采样点土壤PAHs集中分布在表层或次表层,但在深层仍有检出,且各采样点各深度大多以高环PAHs为主. PAHs的分子特性及成分含量、土壤的理化性质和土地利用方式均会影响P...     

铅锌冶炼区农田土壤中多环芳烃污染特征、源解析和风险评价

采用快速溶剂萃取(ASE)、凝胶渗透色谱净化(GPC)协同高效液相色谱(HPLC)检测方法,分析贵州省典型铅锌冶炼区赫章县41个表层农田土壤样品中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量水平,并对其污染特征、来源和生态风险进行了分析.结果表明:典型铅锌冶炼区妈姑镇农田土壤∑PAHs的含量范围为196~11592μg·kg~(-1),算术均值和中位值分别为1500μg·kg~(-1)和780μg·kg~(-1),妈姑镇高含量的∑PAHs积累可能与当地长时间的铅锌冶炼活动有关.PAHs组分特征表现出以2~3环和4环多环芳烃为主.根据荷兰土壤干预值,妈姑镇农田土壤96.6%受到了不同程度的污染,其中,轻微污染、中度污染和重度污染所占比例分别为31.0%、24.1%和41.5%.研究区域PAHs的主要来源为煤和生物质的不完全燃烧及石油源.妈姑镇的新厂村、何家冲村、平桥组、拱桥村及赫章县的达依乡采样点土壤中PAHs的TEQBap10超过了荷兰土壤干预值规定的TEQBap10限值33.0μg·kg~(-1),说明赫章县、尤其是赫章县典型铅锌冶炼区妈姑镇农田土壤已受到PAHs的污染,存在潜在的生态风险.     

青藏高原中东部表层土壤中多环芳烃的分布特征、来源及生态风险评价

2013年7~8月采集了青藏高原中东部地区55个表层土壤样品,对土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征、来源等进行了研究,并对表层土壤中的PAHs进行了生态风险评价.土壤样品进行超声萃取,HLB固相萃取小柱净化后,采用GC-MS对土壤中美国EPA优先控制的16种PAHs进行了检测分析.研究区域土壤中16种PAHs的总量为40.47~1 276.40μg·kg-1,平均值为267.97μg·kg-1.以2~3环的PAHs为主,占PAHs的质量分数为47.15%~88.51%,平均值为70.90%,其中菲所占质量分数最高.用比值法和主成分分析法进行来源解析,结果显示青藏高原中东部土壤中PAHs主要来源于石油燃烧和生物质的燃烧.土壤中苯并(a)芘的毒性当量浓度TEQBa P范围为3.73~79.32μg·kg-1,平均值为12.84μg·kg-1.有4%的采样点超过荷兰土壤标准目标值(33.00μg·kg-1),青藏高原中东部少部分表层土壤存在潜在的生态风险.     

黄淮平原农田土壤中多环芳烃的分布、风险及来源

对227个黄淮平原农田表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了调查,并对其致癌风险和来源等进行了分析.结果表明,有15种PAHs被普遍检出,各单体检出率在23.3%~100%之间(苊烯未检出).土壤中PAHs总量(∑PAHs15)为33.44~1246μg/kg,平均值为152.4±166.2μg/kg,且以4环及4环以上PAHs为主,其中16.7%的样品中PAHs含量达到了污染水平(>200μg/kg),与国内外其他地区相比,黄淮平原农田土壤中PAHs含量处于相对较低水平.黄淮平原农田土壤7种致癌性PAHs毒性当量浓度(TEQBap)占总毒性当量浓度的98.27%,其中苯并(a)芘(Bap)潜在致癌风险最大.同分异构体比值法和主成分分析结果表明黄淮平原农田土壤中PAHs的主要来源是汽油、柴油高温燃烧、以及煤和秸秆燃烧.相关性分析表明有机质含量与∑PAHs15及PAHs单体含量具有显著相关性,表明有机质是影响PAHs在土壤中含量、空间分布及归趋的一个重要因素.     

福州市不同功能区土壤中多环芳烃的含量及其源解析

对福州市不同土地利用类型下5种功能区(加油站、工业区、文教区、公园和居民区)的50个土壤样品中多环芳烃(PAHs)含量进行了分析,并对土壤中PAHs的污染程度进行了评价,同时应用因子分析/多元线性回归方法对不同功能区土壤中PAHs的来源进行了解析.结果表明,福州市表层土壤中PAHs总含量的平均值为595.9μg/kg,在国内外处于中等含量水平,为轻度污染.土壤中PAHs来源以化石燃料的燃烧源为主,煤的燃烧占53%,石油燃烧占47%.不同功能区土壤都存在一定程度的PAHs污染,15种PAHs总量的大小顺序为加油站>工业区>居民区>文教区>公园,不同功能区土壤中PAHs的来源虽然有所差异,但都以化石燃料燃烧为主要来源.     

百色市工业区表层土壤中多环芳烃污染特征及来源分析

为完善我国实地的不同的PAHs污染特征数据库,系统采集了百色市5个工业区表层土壤样品,利用HPLC分析了16种US EPA 优控PAHs的含量和组分特征,运用同分异构体比率法和主成分因子载荷法揭示其污染来源.结果表明,工业区土壤中PAHs总含量范围在18.7~6437μg/kg之间,电厂2土壤中PAHs平均含量最高,达1923.4μg/kg.与国内外相关研究比较,处于中高等污染水平.5个工业区表层土壤样品中PAHs的残留大小顺序为:电厂2>电厂1>炼油厂>润滑油厂>水泥厂;电厂2、电厂1、炼油厂和润滑油厂4个工业区土壤中PAHs污染以4环为主,毒性较高的4环和5环PAHs均高于其他环数PAHs;水泥厂附近土壤中PAHs污染以2、3环为主.研究区域内土壤中Baa、Bkf、Chr和Fla等单体超标严重.工业区土壤中PAHs污染主要来自于燃烧源、石油源及石油源和燃烧源的混合源,燃烧源贡献最大(占45.0%),石油源和燃烧源混合贡献率为36.8%,而石油源所占比例相对较小(占18.2%).     

德州、北京重污染过程PM2.5中PAHs污染特征及来源分析

为探讨华北地区秋冬季重污染过程PM_2.5（细颗粒物）中PAHs（多环芳烃）的污染水平、分布特征及来源,分别采集2018年11月17日—2019年1月19日德州市和北京市PM_2.5样品,利用气相色谱-质谱法测量两个站点6次重污染过程中26种PAHs浓度水平,分析PAHs污染特征、分子组成分布及其来源,并利用毒性当量因子估算了PAHs毒性.结果表明:①6次重污染过程中,德州站点∑₂₆PAHs浓度为62~191 ng/m3,北京站点为61~129 ng/m3.②单位质量PM_2.5中PAHs的浓度北京站点更高.③两个站点PAHs分子组成分布较为一致,萘、蒽、芴等低分子量的PAHs浓度较低,高分子量PAHs浓度较高,浓度最高的分别为苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽和甲基荧蒽等.④特征比值结果显示,PAHs来源包括柴油车尾气、燃煤和生物质燃烧,德州站点受生物质燃烧影响更为显著.⑤毒性当量计算结果表明,德州站点毒性当量浓度（TEQ）高于北京站点,6次重污染过程中两个站点PAHs的TEQ平均值在6.5~17.2 ng/m3之间,低于国内其他一些地区,但苯并[a]芘的浓度在5.2~13.1 ng/m3之间,超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》日均值的标准限值（2.5 ng/m3）,对人体健康存在潜在危害.研究显示:秋冬季重污染过程中,北京站点单位质量PM_2.5中PAHs的浓度较高,两个点位PAHs分子组成分布特征及来源较为相似,且均对人体健康存在潜在危害;应进一步加强对PAHs浓度水平的控制,这不仅有利于持续改善PM_2.5污染,也有助于减轻人体潜在的健康风险.      

寿光土壤中多环芳烃的污染特征及风险评估

以山东省寿光市为研究区域,采集了39个土壤样品,分析了26种PAHs的含量.结果表明,26种多环芳烃的浓度范围为120~1486μg/kg,平均值为(415±312)μg/kg.16种优控PAHs的浓度范围为84~1076μg/kg,平均值为(289±211)μg/kg.与我国其他区域非点源污染土壤相比,寿光市土壤中PAHs含量处于中等水平.采用克里格(Kriging)插值方法对寿光市土壤中PAHs的空间分布特征进行预测发现,该市PAHs高污染区位于东部开发区和西部工业园,高环与低环PAHs在空间分布上有明显差异.主成分分析结果显示,该市土壤中PAHs有3个主要来源,分别为液体化石燃料燃烧源、石油源以及煤燃烧源,其对主要来源的贡献率分别为44.7%、31.7%和23.6%.相关性分析表明,低环和高环PAHs与土壤有机质含量均显著相关,但低环PAHs的相关系数明显高于高环PAHs,表明低环PAHs更容易受到土壤中有机质的影响,而高环PAHs则受控于近距离沉降.对照荷兰的土壤管理标准,寿光市土壤中Flt和Phe超标较严重,TEQBaP以及致癌风险计算结果表明,寿光市土壤PAHs处于较低风险水平.     

辽河流域多环芳烃(PAHs)的分布特征及来源解析

采用气相色谱-质谱(GC/MS)的分析方法,对辽河水系主要河流的表层水和悬浮物中的16种PAHs进行了定量分析,并对其分布特征、污染水平以及来源进行了探讨。结果显示:颗粒态PAHs的浓度范围为0.41～76.45μg.g-1,溶解态PAHs的浓度范围为32.57～108.47ng.L-1,西辽河PAHs的浓度比东辽河以及辽河干流中PAHs的浓度要高。在多环芳烃组成上,溶解态和颗粒态样品的PAHs均以低环数(二、三环)为主,且溶解态中低环数PAHs所占比例较颗粒态中所占的比例高。其中,溶解态中二环的PAHs比例最高(平均为68.19%),颗粒态中三环的PAHs比例最高(平均为66.28%)。相对于国内外其他河流,辽河流域的PAHs污染处于较低水平,部分河流受到一定程度的污染。辽河水系中PAHs的来源主要是以石油类和化石类燃料燃烧为主的混合源,这与辽宁复杂的能源结构密切相关。     

典型污染区农业土壤中PAHs的分布、来源及生态风险

采用同位素稀释气相色谱-质谱（GC/MS）分析了路桥农业表层土壤中16种优控PAHs的含量,并对其分布、来源及生态风险进行了分析.结果表明,土壤中16种PAHs的检出率达到100%,其总含量范围为52.3~991 μg·kg-1,与土壤有机碳显著相关（p < 0.01）.PAHs组成特征表明,路桥土壤中以高环PAHs为主.PAHs（除Nap、Acy和Fl）间呈显著相关（r > 0.7,p < 0.01）,表明采样区PAHs污染来源具有一定的相似性.同分异构体比值和因子分析表明,路桥农业土壤中PAHs主要来源于煤和生物质的燃烧.土样中16 PAHs的毒性当量浓度（TEQBaP）介于4.61~164 μg·kg-1之间,7种致癌性PAHs对总TEQBaP的贡献达99%.在35%的土样中,10种PAHs的总TEQBaP超过荷兰土壤目标参考值,表明路桥部分农业土壤存在潜在的生态风险.     

漳卫南运河地表水中溶解态多环芳烃的污染特征、风险评价与来源辨析

研究了漳卫南运河流域地表水中USEPA16种优先控制的多环芳烃(PAHs)的分布特征和污染来源,2008年4月、10月水中PAHs总量分别在31.7～74.5ng.L-1、45.3～99.0ng.L-1之间,与国内外其他河流相比,整体处于较低污染水平.四女寺污染最严重;河口污染最轻.整体上看,10月份PAHs浓度比4月份略有增加.从16种多环芳烃单体的组成来看,漳卫南运河PAHs以2环、3环、4环为主.本研究提出了新的∑PAHs生态风险评价方法,结果表明,4、10两个月份最高风险商值(RQ∑PAHs(MPCs))均为0,最低风险商值(RQ∑PAHs(NCs))值分别在34.7～111.0、20.4～88.8之间,平均值分别为58.4、49.8.∑PAHs在7个采样点均呈现低生态风险,且4月份生态风险略高于10月份,风险最高值出现在4月份的四女寺,最低值出现在10月份的河口.源解析结果显示,漳卫南运河流域PAHs的含量和分布主要受煤炭及薪柴燃烧的影响,四女寺和河口地区受到一定的石油污染的影响.     

Polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations, compositions, sources, and associated carcinogenic risks to humans in farmland soils and riverine sediments from Guiyu, China

The concentrations of 16 priority polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) were measured in 23 farmland soil samples and 10 riverine sediment samples from Guiyu, China, and the carcinogenic risks associated with PAHs in the samples were evaluated. Guiyu is the largest electronic waste(EW) dismantling area globally, and has been well known for the primitive and crude manner in which EWs are disposed, such as by open burning and roasting. The total PAH concentrations were 56–567 ng/g in the soils and 181–3034 ng/g in the sediments.The Shanglian and Huamei districts were found to be more contaminated with PAHs than the north of Guiyu. The soils were relatively weakly contaminated but the sediments were more contaminated, and sediments in some river sections might cause carcinogenic risks to the groundwater system. The PAHs in the soils were derived from combustion sources,but the PAHs in the sediments were derived from both combustion and petroleum sources.