滴水湖水系沉积物中多环芳烃的分布及风险评价

2012年,每两个月采集一次上海人工滩涂湖泊——滴水湖水系表层沉积物,检测16种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,滴水湖水系∑PAHs变化范围为74.03~579.20ng/g,平均值为272.55ng/g.其中,闸外引水河[(407.64±6.90)ng/g]≈闸内引水河[(427.99±213.84)ng/g]>滴水湖[(156.33±62.00)ng/g].研究区各点蒽/(蒽+菲)比值均大于0.1,说明PAHs主要来自于石油燃烧源.生态风险评价表明,滴水湖水系沉积物PAHs不存在严重的生态风险,但闸外和闸内引水河沉积物PAHs存在较低几率的潜在风险,湖区沉积物PAHs则无潜在风险.     

大冶湖表层沉积物-水中多环芳烃的分布、来源及风险评价

于2015年8月采集大冶湖表层沉积物8个及上覆水样8个,使用GC-MS分析16种EPA优控PAHs.结果表明在表层沉积物及水体中ΣPAHs范围分别为:35.94~2 032.73 ng·g-1和27.94~242.95 ng·L~(-1),平均值分别为940.61 ng·g-1和107.77 ng·L~(-1);表层沉积物中PAHs分布呈现湖中高于岸边趋势,水体则呈大致相反趋势,表层沉积物中以4~5环高环化合物为主要组分,在水体中主要以2环以及4环和5环PAHs为主,与国内外其他湖泊相比处于中度污染水平;来源解析表明大冶湖表层沉积物及水体中多环芳烃主要来自于高温燃烧源,沉积物中PAHs高环分子都占据绝大部分,反映出了沉积物受矿冶冶炼长期累积污染的效应;所检测沉积物中各单体PAH及ΣPAHs含量均未超过ERM以及FEL,表明大冶湖表层沉积物中PAHs无潜在生态风险;终生致癌风险评价表明大冶湖水体中PAHs通过摄入和皮肤接触风险都处于USEPA推荐的可接受水平范围之内,但都高于瑞典环保局和英国皇家协会推荐的最大可接受风险水平,需要对7种致癌PAHs污染加以防治.     

深圳市表层土壤多环芳烃污染及空间分异研究

以深圳为研究区域,选择土壤为研究对象,以多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为目标物,采集表层土壤样品188个,调查样品中PAHs的赋存状态,以此为基础,分析土壤PAHs污染水平与城市化进程的关系,并初步评估深圳土壤中PAHs的生态风险.结果表明,表层土壤中的28种PAHs(Σ28PAHs)、16种美国环保署优控PAHs(Σ16PAHs)和7种致癌PAHs(Σ7CarPAHs)的含量范围分别为5~7 939 ng·g-1、2~6 745 ng·g-1和未检出~3 786 ng·g-1.8种土地利用类型中Σ16PAHs平均含量由高到低依次为:交通用地、商业用地、工业用地、农业用地、居住用地、城市绿地、果园和林地.来源分析表明,化石燃料的燃烧是建设用地和非建设用地样品Σ16PAHs的主要来源,贡献率分别为75.1%和68.2%.研究还发现高分子量PAHs浓度和城市化水平呈显著正相关关系,深圳市土壤中PAHs生态风险总体处于较低水平.     

厦门杏林湾水系表层沉积物中PAHs分析与风险评估

利用ASE-GC-MS(加速溶剂萃取与气相色谱质谱仪联用)方法分析了USEPA(美国环保署)16种优控PAHs在厦门城郊杏林湾水系的19个表层沉积物样点中的含量,并对其组成、来源和风险进行了探讨.结果表明,杏林湾水系表层沉积物中PAHs含量介于413.00~2 748.81 ng·g-1,均值为949.56 ng·g-1;在检测出的13种PAHs中,强致癌性的Bk F和Bghi P检出率高达73.68%,均值分别为69.15 ng·g-1和49.86 ng·g-1;PAHs以2~4环为主,其中2+3环比例均值为61.03%,4环比例均值为23.53%;5和6环均值为15.82%.在所采集的沉积物样品中,中度污染占调查样品数的68.42%,高度污染的占31.58%.利用Ant/(Ant+Phe)和Fla/(Fla+Pyr)比值法和主成分分析方法对杏林湾流域中PAHs其来源进行分析,以及平均沉积物质量基准商(m SQG-Q)法进行生态风险评估,结果表明其PAHs的主要来源为石油源以及石油燃烧源;SQG-Q小于0.50;综合含量、组成特征以及沉积物质量基准商等评价表明,研究区域内靠近杏林工业区一侧的2、3、5和9号采样区以及13号港头采样区表层沉积物中PAHs具有较高的生态安全风险;值得进一步关注.     

深圳大鹏湾海域表层沉积物和生物体中多环芳烃残留及其风险评价

为了研究深圳大鹏湾海域沉积物和生物体中多环芳烃的污染状况,2011年10月在大鹏湾采集表层沉积物及鱼类、虾类和贝类等生物样品,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析了16种优先控制多环芳烃(PAHs)的含量.结果表明,大鹏湾海域表层沉积物和生物样品中PAHs总量范围分别为216.56~1 314.92 ng·g-1(干重,下同)和70.88~251.90 ng·g-1(湿重,下同);生物样品按平均含量计,鱼类最高(171.52 ng·g-1),贝类次之(134.75 ng·g-1),虾类最低(123.35 ng·g-1).与全球其他海域相比,大鹏湾海域表层沉积物和生物体PAHs污染处于中等水平.沉积物中PAHs的组成以4环为主,来源分析表明该海域PAHs污染主要来源于化石燃料燃烧源和石油污染源的共同输入.生物体中PAHs主要为2~3环PAHs,这与其生活习性和污染物的生物可利用性等因素有关.风险评价表明,大鹏湾表层沉积物中的PAHs在一定程度上可能会对该海域生物产生不利影响;生物样品PAHs的苯并(a)芘等效浓度值相对较高,长期食用这些水产品可能会有潜在的健康风险.     

博斯腾湖流域沉积物中多环芳烃的时空分布、来源及生态风险评价

在新疆博斯腾湖及其上游采集了8个表层沉积物和1根湖心沉积柱样品,分析了其中16种多环芳烃(PAHs)的含量,对其时空分布特征、来源和潜在生态风险进行了研究,并采用~(210)Pb同位素测年法分析了沉积速率和沉积柱的时间跨度.结果表明:表层沉积物样品中PAHs含量范围为57.37～360.24 ng·g~(-1)(干重),开都河沉积物中PAHs以低分子量PAHs(2～3环)为主,博斯腾湖沉积物中PAHs以高分子量PAHs(4～6环)为主.开都河和博斯腾湖沉积物中萘(Nap)、菲(Phe)、苯并(b)荧蒽(BbF)和茚并(1, 2, 3-cd)芘(IP)等单体的含量较高.空间分布呈现出上游河流开都河高于博斯腾湖区,且湖区污染主要集中在湖心处的污染特征.沉积柱样品中15种PAHs含量范围为29.85～211.13 ng·g~(-1),沉积速率为0.18 cm·a~(-1),PAHs组成以5环和6环为主.沉积时间跨度为1852—2016年,PAHs含量峰值出现在1994年.采用比值法对表层沉积物和沉积柱样品进行源解析表明,博斯腾湖流域PAHs主要来源于生物质和煤热解过程,近年来有向煤炭和石油燃烧复合源转变的倾向.效应区间低/中值法(ERL/ERM)和平均效应区间中值商法(M-ERM-Q)评估结果表明,博斯腾湖及其上游表层沉积物中PAHs表现出低生态风险.     

滴水湖及其鲫鱼体内PAHs分布特征与影响因素分析

通过测定滴水湖水体、颗粒物和沉积物体系PAHs含量,探讨其分布与组成特征、影响因素及污染来源.结果表明,滴水湖水体中溶解态、颗粒态和沉积物中PAHs平均浓度分别为16.78ng/L、33.02ng/g和40.98ng/g.统计分析表明,水体酸碱度以及电导率与溶解态低环PAHs之间存在显著相关性,总有机碳(TOC)与沉积物中高环PAHs浓度之间存在显著相关性.溶解态的PAHs来源主要表现为草、木和煤的高温燃烧,部分样点表现为石油源;颗粒态PAHs则主要表现为高温燃烧以及石油泄漏源;而沉积物PAHs的来源则较复杂,除了草、木及煤的高温燃烧源和石油泄漏源,还有部分样点表现为石油的高温燃烧源.鲫鱼肌肉、卵部以及鳃部PAHs含量的测定结果表明,鲫鱼不同部位对PAHs的富集能力具有较大差异.鳃部总PAHs含量最高,其次为鲫肉部分,鲫卵所含PAHs浓度最少.与国内外其他研究相比较,滴水湖鲫鱼体内PAHs含量处于较低水平,但鲫鱼部分样品的BaP等当量浓度略高于EPA规定的可食性生物器官中PAHs含量的上限值.     

舟山近海水体和沉积物中多环芳烃分布特征

2012年,每两个月采集1次浙江省舟山近海水样及表层沉积物样品,检测16种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,舟山近海水体和沉积物中PAHs均存在显著的时空差异性,水体ΣPAHs浓度范围为382.3~816.9 ng·L-1,平均值为552.5ng·L-1;沉积物ΣPAHs含量范围为1017.9~3047.1 ng·g-1,平均值为2022.4 ng·g-1.空间分布上,水体ΣPAHs最大值和最小值分别出现在小洋山和燕窝山海域,而沉积物中分别出现在小洋山和朱家尖南沙海域.时间变化上,水体ΣPAHs最大值和最小值出现在10月和6月,而沉积物中分别出现在8月和6月.PAHs污染来源主要是油类排放和木柴、煤燃烧的共同叠加作用.结合PAHs的生物阈值,利用超标系数法评价舟山近海PAHs的生态风险,结果表明,ΣPAHs存在较低几率的潜在风险,但苊单体存在较高几率的潜在风险,二氢苊和芴可能存在生态风险.对水-沉积物界面PAHs的富集研究表明,舟山近海沉积物中富集了大量PAHs,富集系数(Kd值)岱山岛大于舟山本岛,并与沉积物的PAHs含量分布一致.     

岩溶地下河表层沉积物多环芳烃的污染及生态风险研究

为了解重庆南山老龙洞岩溶地下河表层沉积物中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的污染特征及生态风险,分析了地下河上游及出口表层沉积物样品中16种优先控制PAHs的含量和组成.结果表明,沉积物中PAHs总量在58.2~3 598 ng·g-1之间,大部分在100~5 000 ng·g-1之间,处于中等到高污染水平;从组成来看,老龙洞组成以2~4环为主,占到75.1%,仙女洞以4~6环相对富集,其比例为56.6%;老龙洞沉积物中PAHs主要来源于上游水体传输及地表土壤的输入,PAHs在地下河管道中的迁移表现为2~3环PAHs迁移距离远,4~6环的PAHs被强烈地吸附于沉积物中,迁移能力不足,从而富集于地下河管道中;生态风险评价结果表明,老龙洞沉积物PAHs很少产生负面生态效应,而仙女洞沉积物产生负面生态效应概率较大,一旦PAHs逐渐往下游迁移,将对下游的生态构成威胁.     

温州城市河流中多环芳烃的污染特征及其来源

利用气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）对温州九山外河和山下河春夏季水体和表层沉积物中18种多环芳烃（PAHs）进行了分析.结果表明,研究河段河水和沉积物中18种PAHs含量范围为146.74～3 047.89 ng·L-1和21.01～11 990.48ng·g-1,春季水体和沉积物中的PAHs含量显著高于夏季.水体和沉积物中主要以2、3、4环的中低环PAHs为主,但沉积物中5、6环PAHs的含量相对高于水样中的含量.研究河段春季和夏季水样中EBaP值分别为1.69～51.95 ng·L-1和0～3.03ng·L-1,春季水样中有80%超过我国地表水环境质量标准中BaP的限值.春夏季沉积物中ΣPAHs含量均小于ERM限值,只有部分PAHs组分含量高于ERM值,可能会对生物产生较大的毒副作用.通过PAHs特征化合物分子比值法和主成分分析法判源,发现研究河段水体表现出石油源和燃烧源的复合来源特征,沉积物表现出燃烧源占更大比例的复合来源特征。     

长江武汉段丰水期水体和沉积物中多环芳烃及邻苯二甲酸酯类有机污染物污染特征及来源分析

持久性有机污染物(POPs)在我国地表水和沉积物等环境介质中被广泛检出,对生态环境和人类健康具有潜在的风险.针对现阶段长江经济带核心区域(武汉段)POPs的污染状况信息严重缺乏的问题,本文以使用量较大且环境中检出高的PAHs和PAEs为研究对象,通过对2016年长江武汉段干流15个采样点丰水期水体和沉积物中16种PAHs和6种PAEs污染物含量水平、分布特征和污染来源的系统分析.结果表明,长江武汉段2016年丰水期水体和沉积物中ΣPAHs浓度分别为20.8~90.4 ng·L~(-1)(均值40.7 ng·L~(-1))和46.1~424.0 ng·g~(-1)(均值191.8 ng·g~(-1)),ΣPAEs浓度分别为280.9~779.0 ng·L~(-1)(均值538.6 ng·L~(-1))和1 346.2~7 641.1 ng·g~(-1)(均值3 699.5 ng·g~(-1)).PAHs和PAEs含量均低于国家地表水环境质量标准规定的限值,污染程度小.长江武汉段水体中PAHs以2~3环为主,沉积物中PAHs以2~3环和4环为主,水体和沉积物中PAEs以DEHP和DBP为主.基于比率及主成分分析,长江武汉段水体与沉积物中PAHs主要的来源为煤和生物质燃烧,以及石油来源;水体和沉积物中PAEs的主要来源于塑料和重化工工业,以及生活垃圾.水体及沉积物中两类典型POPs(PAHs和PAEs)对人类健康会产生潜在有害影响,需加强监控.研究成果可为长江(武汉段)环境保护提供基础数据和技术支撑.     

白洋淀清淤示范区沉积物中抗生素和多环芳烃的分布特征与风险评估

利用高效液相色谱-三重四极杆质谱法（HPLC-MS/MS）以及气相质谱法（GC/MS）,以白洋淀典型区域（鱼塘、开阔水域）的清淤区和未清淤区作为采样点,探究清淤前后沉积物样品中22种抗生素和16种多环芳烃的分布特征,并评价其风险.结果表明,白洋淀沉积物中22种抗生素的含量范围为0~52.89 ng ·g^-1,其中喹诺酮类抗生素含量最高.南刘庄开阔水域的抗生素平均含量为46.25 ng ·g^-1,远高于采蒲台开阔水域的19.07 ng ·g^-1.南刘庄清淤后抗生素的平均含量为9 ng ·g^-1,比清淤前降低了80.54%,清淤效果明显,而采蒲台区域清淤前后沉积物中抗生素的含量没有明显差别.16种多环芳烃（PAHs）的总量范围在23.79~329.40 ng ·g^-1,其中萘的含量最高可达242.02 ng ·g^-1,荧蒽的含量最低;南刘庄区域开阔水域沉积物中PAHs的平均含量为117.45 ng ·g^-1,高于采蒲台区域的57.98 ng ·g^-1,南刘庄开阔水域清淤后PAHs的平均含量为50.49 ng ·g^-1,减少了57.01%.生态风险评估表明,南刘庄开阔水域S2区域的恩诺沙星和诺氟沙星为高风险,说明白洋淀未清淤区域沉积物中的喹诺酮类抗生素风险不容忽视;而多环芳烃的生态风险较低,仅府河S1区域的萘处于中风险,其它均为低风险.     

上海滴水湖周边土壤和沉积物对磷的吸附特征

采集滴水湖沉积物及其引水河与排水河沉积物、湿地沉积物以及周边农田土壤进行磷的等温吸附实验,探讨不同来源物质对磷吸附特性的差异.结果表明,滴水湖沉积物的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)为0.11~0.63 mg·L-1,高于其他来源土壤和沉积物,更容易向上覆水体释放磷.Langmuir模型和Freundlich模型对磷的等温吸附都有较高的拟合程度.由Langmuir模型计算的最大吸附量(Qm)表明,不同来源土壤和沉积物对磷的吸附能力由高到低为河流沉积物(1 003.05~2 977.65 mg·kg-1)>滴水湖沉积物(669.77~1 717.94 mg·kg-1)>湿地沉积物(368.60~1 145.51 mg·kg-1)>农田土壤(441.36~702.30 mg·kg-1).这表明农田土壤对磷的吸附能力最弱,当过量使用化肥时,农田会成为滴水湖磷的源.     

截污调水后滇池表层沉积物中16种PAHs的分布特征

截污调水等工程实施后,滇池的外源污染已得到有效控制,表层沉积物等内源污染物应加以重视.为研究滇池表层沉积物中16种多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析了2016年12月采集的19个滇池表层沉积物样品的PAHs含量,解析其时空分布规律、来源及生态风险.滇池表层沉积物中总多环芳烃(TPAHs)的含量范围为92. 31～1 546. 78 ng·g~(-1),平均值为496. 30 ng·g~(-1),草海TPAHs含量(平均932. 37 ng·g~(-1))远高于外海(平均380. 02ng·g~(-1)),随着截污调水工程的开展,TPAHs含量较2012年大幅下降,已处于我国重点水域中较低水平.滇池表层沉积物中含量最高的物质为荧蒽(80. 65 ng·g~(-1)),毒性当量(TEQ)含量最高的物质为二苯并[a,h]蒽(42. 97 ng·g~(-1)). PAHs组成以4环及5～6环为主(分别占总含量的40. 38%和40. 22%),PAHs构成较以往大体一致.分子比值法分析结果表明,滇池表层沉积物中PAHs主要由生物质或煤的燃烧贡献.基于潜在生态风险标志对比法评估,全湖总体处于低风险水平,但草海的生态风险相对较高,值得进一步关注.本研究结果可为滇池水质的保持与提升提供基础数据和重要参考.     

设施栽培对土壤与蔬菜中PAHs污染特征及其健康风险评价

利用现场设施栽培试验,研究了大棚内外土壤、蔬菜(生菜、苋菜、空心菜和青菜)及蔬菜生长期内湿沉降样品中16种PAHs的含量特征、可能来源以及对人的健康风险.结果表明,大棚内外蔬菜中PAHs含量平均值分别为99.27 ng·g~(-1)和109.11 ng·g~(-1);棚内外土壤中PAHs含量分别为128.01 ng·g~(-1)和173.07 ng·g~(-1).棚内PAHs含量明显低于棚外,棚内外土壤与蔬菜体内的PAHs均以低环为主.湿沉降颗粒态与溶解态PAHs含量分别为2 986.49 ng·g~(-1)和61.9 ng·L~(-1).通过分析蔬菜对土壤中PAHs的生物富集系数发现蔬菜对低环PAHs富集系数较大.土壤与蔬菜中PAHs主要来源为石油排放和草、木和煤的燃烧;湿沉降颗粒态中PAHs主要来源为油类排放与草、木和煤的燃烧;溶解态主要来源为化石燃料的燃烧和汽油排放.分析终身暴露致癌风险,儿童与成人食用不同种类蔬菜的终身暴露致癌风险值ILCR在10-6~10-4(排除苋菜)之间,都存在潜在致癌风险,棚外蔬菜致癌风险高于棚内,相比较其他3种蔬菜食用苋菜(ILCR10-6)的致癌风险最低,青菜的终身暴露风险ILCR10-5,有较高的致癌风险.     

基于GIS和PMF模型的石嘴山市土壤多环芳烃空间分布及来源解析

随着城市化和工业化进程加速,城市土壤多环芳烃（PAHs）含量及污染状况受到广泛关注.以石嘴山市为例,分析8个城市功能区156个表层土壤（0~20 cm）样品PAHs含量的空间分布特征,运用单因子指数、内梅罗综合指数和终生癌症风险增量模型评价土壤PAHs污染状况,利用正定矩阵因子分解模型（PMF）对PAHs来源进行解析.结果表明,石嘴山市表层土壤PAHs总含量均值为489.82 ng·g^-1,除芘（Pyr）外的15种PAH单体变异系数均大于100%,属强变异;不同功能区土壤PAHs含量呈现出：交通区（1217.61 ng·g^-1） > 工业区（809.58 ng·g^-1） > 公园（273.66 ng·g^-1） > 文教区（268.18 ng·g^-1） > 商业区（240.05 ng·g^-1） > 农业区（226.81 ng·g^-1） > 医疗区（211.90 ng·g^-1） > 居民区（183.49 ng·g^-1）;内梅罗综合指数显示82.58%的样点不存在污染,轻微、轻度和中度污染占比分别为6.45%、4.52%和0.65%,5.8%的样点存在重度污染;健康风险评价结果表明,皮肤接触和误食是最主要的土壤PAHs暴露途径,其健康风险处于可接受水平;源解析表明石嘴山市土壤PAHs的主要来源为交通排放源、煤炭燃烧源、生物质/重油燃烧的混合源以及石油源,其贡献率分别为10.5%、36.6%、50.3%和2.6%,且高值大多分布在工业或煤炭生产区域.研究结果可为工业城市土壤污染研究提供参考,并对预防土壤污染、保障土壤环境质量及人体健康安全有积极作用.     

基于原位被动采样技术研究巢湖沉积物和水体中PAHs的垂直分布及其界面交换

沉积物-水体界面处分子扩散是污染物的一个重要地球化学过程,也是判断沉积物是否为上层水体中污染物汇或源的主要依据.本研究利用低密度聚乙烯膜(LDPE)为吸附相的原位被动采样器,同步确定了巢湖西半湖南淝河入湖口处不同深度的上层水体和沉积物孔隙水中13种多环芳烃(PAHs)浓度,并计算了它们在沉积物-水体界面的分子扩散通量.结果表明,3种性能参考化合物(PRCs)在上层水体中的解析速率较沉积物孔隙水中大,相应地,水体中LDPE膜对PAHs的吸附速率高于沉积物孔隙水.水体中13种PAHs总浓度(130～250 ng·L~(-1))低于沉积物孔隙水(180～253 ng·L~(-1)),且均以低环PAHs为主.2～3环PAHs浓度在上层水体中无明显的垂直变化,但4～6环PAHs浓度呈现随深度增加而降低的趋势.沉积物孔隙水中PAHs浓度的垂直变化规律反映了历史强排放过程.研究区域PAHs在沉积物-水体界面的交换通量变化范围为-384～1445 ng·m~(-2)·d~(-1),除Flu和Pyr外,其它PAHs均从沉积物向水体释放,反映了底部沉积物是上层水体中PAHs的重要二次污染源.