土壤中多环芳烃的SPMD辅助解吸行为研究

为了开发一种表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的新方法,建立了半透膜被动采样装置（SPMD）研究土壤中有机污染物解吸行为的方法,利用SPMD分析了多环芳烃菲、芘和苯并［a］芘在3种不同性质土壤中的辅助解吸行为.结果表明,SPMD是一种很好地表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的手段. SPMD辅助解吸多环芳烃的效率与土壤有机质及多环芳烃性质有关.随着土壤有机质含量的降低,土壤中菲和芘的SPMD解吸率逐渐升高,对于10 mg/kg染毒水平,当土壤有机质含量由18.68%降低到0.3%时,2种化合物的解吸率分别由56.45%和48.28%上升到接近100%;但是对于苯并［a］芘,粘土表现出明显的滞留能力,在有机质含量（0.3%）很低、粘土含量（39.05%）较高的3号土壤中,苯并［a］芘的解吸率仅有66.97%.不同多环芳烃SPMD辅助解吸率差别很大,随着土壤有机质含量的降低,以及污染物浓度的提高,菲和芘的解吸差异逐渐缩小,而苯并［a］芘与上述2种多环芳烃的差异很大,主要是由于苯并［a］芘具有高度亲脂性,并且分子较大,造成其容易滞留在粘土的微孔及有机质的致密结构中.     

某油泥堆放场地中多环芳烃的污染及其垂向分布特征

通过采集某油田油泥堆放场地及其周边24个表层土壤样品和2个剖面土壤样品,采用超声波萃取-气相色谱/氢火焰离子化检测分析方法,对美国环境保护局(USEPA)优控的16种多环芳烃(PAHs)进行定量分析.结果表明:该研究区域的PAHs污染已较为严重,污染场地内16种PAHs的检出率为100%,w(PAHs)平均值为7 770.7 ng/g;周边土壤的16种多环芳烃的检出率为58.3%～100%,二苯并［a,h］蒽及茚并［1,2,3-cd］芘的检出率相对较低,w(PAHs)平均值为2 038.8 ng/g.研究区域内主要污染物为萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、、芘、苯并［a］蒽和苯并［a］芘.从母体PAHs与污染物来源的关系和单组分比值可以看出,污染场地内及周边土壤的污染源是石油源和燃烧源的混合源.w(PAHs)在土壤剖面中的峰值出现在40～60及20～40 cm处,不同组分的PAHs在土壤剖面中的迁移能力表现为2～3环PAHs＞4环PAHs＞5～6环PAHs.      

典型表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸

焦化废水中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)由于其亲脂性极易转移至污泥相中,此过程成为微生物降解污泥中PAHs的传质受限步骤.基于表面活性剂解吸焦化污泥中富集的PAHs以利于微生物降解的构想,采用两种典型的表面活性剂—Triton X~(-1)00和十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)来考察其对菲、芘和苯并[a]芘的增溶作用,对比了不同浓度的菲、芘和苯并[a]芘在焦化污泥上的吸附特征,探讨了表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸行为.结果发现,表面活性剂对菲、芘和苯并[a]芘的增溶能力与三者的亲脂性存在负相关的关系,它们在焦化污泥上的吸附特征可用Freundlich等温吸附模型来描述,影响吸附容量的因素包括PAHs的亲脂性和焦化污泥的理化性质;SDS与Triton X~(-1)00共同作用时对芘和苯并[a]芘的增溶更明显;以两者混合质量计的1 g表面活性剂在16 d内可以解吸1.12mg的总PAHs.上述研究可以作为焦化污泥生物修复的增溶工艺中表面活性剂需求量计算的参考依据.     

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.      

广州灰霾期间颗粒态PAHs的污染特征及来源

采集广州五山和荔湾（2002-03-12～2003-06-31）PM₁₀样品,并对冬、夏两季灰霾和非灰霾期间大气颗粒物中的PAHs进行分析. 广州市灰霾期间PAHs污染程度严重,特别是冬季灰霾期. 广州市夏季灰霾期间菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、、茚并［1,2,3-cd］芘、二苯并［ah］蒽和苯并［ghi］比非灰霾期间相对浓度高,而冬季灰霾期间苯并［a］荧蒽、苯并［e］芘、苯并［a］芘、、茚并［1,2,3-cd］芘、二苯并［ah］蒽和苯并［ghi］比非灰霾期间的相对浓度高. 夏季非灰霾、夏季灰霾、冬季非灰霾和冬季灰霾期间的BEQ值分别为3.5、 3.35、 1.43和13.0 ng·m^-3,与国内外各大城市相比,广州市夏季非灰霾、冬季非灰霾和夏季灰霾期间的BEQ值（平均值为2.76 ng·m^-3）在国内处于较低水平,与国外城市基本相当. 冬季灰霾期间的BEQ值在国内城市中处于较高水平,说明广州冬季灰霾对人体健康的威胁比较严重. 此外,诊断参数法研究还表明夏季PAHs主要为汽油车和柴油车的混合排放,冬季PAHs的主要来源于柴油车排放和燃煤;冬季非灰霾期间PAHs一部分来自于本地排放,另一部分可能来自北方的长距离传输.     

微生物对芘和苯并[a]芘污染土壤的修复

将枯草芽孢杆菌、白腐真菌和分离筛选菌群分别用于芘和苯并[a]芘污染土壤的修复,比较其修复性能,并对表面活性物剂Tween80和葡萄糖对修复效果的影响规律做了初步探讨.结果表明,60 d时,枯草芽孢杆菌和分离筛选菌修复芘污染的土壤,芘的残留率分别为7.58%±0.59%和8.69%±61.35%,空白残留率为48.18%...     

珠江广州段沉积物中PAHs生态风险的蒙特卡洛模拟

以珠江广州段24个采样站位表层沉积物的实测16种多环芳烃(PAHs)浓度为基础资料,采用基于Logistic混沌迭代序列改进的蒙特卡洛算法对珠江广州段沉积物中PAHs的生态风险发生概率进行了定量分析.研究结果表明:PAHs风险排序从大到小依次是:菲>芘>荧蒽> >苯并[a]蒽>苯并[a]芘>二苯并[a,h]蒽.菲、芘和荧蒽引发水生生态风险概率较大,应重点关注.除菲外,其余6种PAHs暴露浓度对生态风险发生概率的贡献率均超过90%,可见PAHs在本区域环境中的风险大小主要取决于其暴露量.     

基于土壤中多环芳烃解吸特性的生物修复效果评价

采用XAD-2树脂辅助解吸方法测试了生物堆修复前后土壤中荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝这4种PAHs的解吸特性,并根据解吸结果进行了生物修复效果评价.结果表明,土壤中这4种PAHs的累计解吸量随解吸时间延长而增加,但解吸速率逐渐降低,符合"两阶段"解吸模型,生物修复前土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的32%～70%,修复后土壤中不同种类PAHs"快解吸"量占PAHs总量的14%～39%.经过6个月的生物修复,基于生物可利用含量变化的荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并苝修复效率依次为82.9%、79.7%、64.9%、54.3%,,明显高于基于PAHs总含量的生物修复效率61.0%、51.7%、37.2%、38.7%.     

龙岩大气颗粒物中多环芳烃源识别及污染评价

采用恒能量同步荧光法,研究了龙岩市区不同功能区冬、春季大气颗粒物中多环芳烃(PAHs)的污染状况和污染来源,并对不同功能区的PAHs含量进行了评价. 结果表明:龙岩市区各功能区大气颗粒物中ρ(PAHs)为278.95～ 718.25 ng/m3,且冬季高于春季. 根据PAHs中一些特征标志物的比值,可判断冬、春季市区内PAHs主要来源于汽车尾气和燃煤污染. 采用苯并［a］芘(BaP)及苯并［a］芘等效致癌浓度(BaPE)来评价3个功能区大气颗粒物中PAHs的污染状况显示,冬季3个功能区苯并［a］芘含量(ρ(BaP))均超过国家标准(10 ng/m3),且ρ(PAHs)均严重超标.      

沉积物中吸附态菲的解吸与微生物降解的相互作用

从长江武汉段采集4个沉积物样品,向样品中添加菲后采用XAD-2大孔树脂模拟研究沉积物中吸附态菲的非生物解吸过程,并且利用从长江水样中分离纯化的菲降解菌进行吸附态菲的生物降解试验,比较吸附态菲的生物降解和非生物解吸过程.结果表明,菲的非生物解吸大致可分为快速、慢速和极慢速解吸3个阶段.在慢速解吸阶段,生物条件下沉积相菲浓度降低速率是其非生物解吸速率的1.9-4.0倍.微生物加速了菲从沉积物中的释放过程.微生物的活性影响沉积物中吸附态菲的微生物可利用性,在降解后期通过向体系添加微生物和营养盐,在保持微生物活性的条件下,生物降解时菲的固相残留值远小于非生物解吸条件下菲的固相残留值.吸附态菲的平均生物降解速率约为其解吸速率的1.2倍,且沉积物中与黑炭结合的菲也能部分被微生物利用.由此说明,沉积物中吸附态菲的解吸过程并不完全限制其微生物降解,微生物能够部分利用沉积物中较难解吸的吸附态菲.     

武汉城区土壤剖面多环芳烃的分布特征及来源分析

研究分析了位于武汉市城区附近的南望山土壤剖面样品.表层土壤检测到了美国EPA优控的16种多环芳烃,含量为991 ng/g.之外还检测到了联苯、苯并[e]芘、苝、二苯并呋喃、二苯并噻吩、惹烯以及一些多环芳烃的烷基取代物.多环芳烃含量随着深度的增加急剧降低.表层土壤以萤蒽、苯并萤蒽、芘、苯并[a]芘等为主,菲次之.与高环相...     

真菌对土壤中苯并[a]芘的共代谢降解

研究了模拟生物泥浆法修复多环芳烃污染土壤.选择了几种从石油污染土壤中分离出来的真菌,研究它们对土壤内苯并[a]芘的降解,并研究了土壤内共存底物:菲、芘、邻苯二甲酸对苯并[a]芘降解的影响,及其之间的共代谢过程.结果表明,芘可以促进镰刀菌、毛霉对苯并[a]芘的降解,并认为这是共代谢作用的结果;菲也可以促进镰刀菌对苯并[a]芘的降解,但抑制了毛霉和青霉对苯并[a]芘的降解;而邻苯二甲酸对青霉和毛霉降解苯并[a]芘的过程均有抑制作用.      

安徽中北部河流沉积物的特征与多环芳烃分布

通过对安徽省中北部6条河流沉积物样品的粒径、矿物组分和有机质含量的测试,并应用气相色谱质谱联用仪测定了样品中萘、二氢苊、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽等12种多环芳烃的含量,分析了研究区河流沉积物的特征和多环芳烃分布。研究结果表明:位于安徽省中北部的淮河南北岸支流沉积物粒径和矿物组分具有不同特征;就PAHs总量来看,北岸支流平均值为313.3ng/g,南岸支流平均为112.8ng/g,差异比较明显,南岸支流沉积物中大多数多环芳烃的平均含量都低于北岸支流(蒽和菲除外,二苯并[a,h]蒽未检出);而有机质的含量,南北岸支流总体无明显差异(含量在0.55%至1.83%之间),但单条河流的分布呈沿水流方向自中上游至下游逐渐降低。     

废旧汽车拆解区土壤中多环芳烃垂向分布特性

研究分析了废旧汽车拆解区土壤剖面的美国EPA优控的16种多环芳烃的纵向分布.结果表明,表层土壤中16种多环芳烃总含量达到了17 323 ng·g-1,其中芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、芴(Flu)含量最高,分别达到11 820、1 234和1 083 ng·g-1.汽车拆解区表面和土壤深度为10 cm的土壤均达到了重度污染级别;深度在50~350 cm之间的土壤为轻度至中度污染,当土壤深度超过400 cm,土壤基本未受到污染.但是,7种致癌性PAHs(Chr、BaA、BbF、BkF、BaP、DahA、IcdP)总量在土壤深度达到850 cm时仍有34.15 ng·g-1.随着土壤深度的增大,多环芳烃含量急剧降低,当土壤深度超过300 cm,三环的菲(Phe)、荧蒽(Fl)和二氢苊(Ace)成为优势组分.土壤剖面菲(Phe)/蒽(Ant)比值和荧蒽(Fla)/芘(Pyr)、Fluo/Pyr、BaA/(BaA+Chr)等参数表明,土壤表面的多环芳烃主要来源于石油污染.     

天津地区表层土中芳香烃污染物化学组成及分布特征

分析了天津地区不同环境功能区土壤中多环芳烃污染物的化学组成及其分布状况,并对其可能的污染源作初步分析.结果表明,天津地区不同环境功能区表层土壤样品中均分布有多种类型的烃类污染物,已经检测到的多环芳烃化合物主要包括萘、苊、苊烯、联苯、菲、惹烯、芴、二苯并呋喃(氧芴)、二苯并噻吩(硫芴)、萤蒽、芘、(艹屈)、苯并芴、苯并蒽、苯并萤蒽、苯并芘、(艹屈)、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[g,h,i](艹屈)、三芳甾烷等系列数100种单体化合物,含量较高的主要有菲、甲基菲、萤蒽、芘、(艹屈)等.这些化合物的组成存在地域上的差异,同一地区不同土地使用情况、不同周围环境的样品中多环芳烃的组成特征也存在较大的差别,表明土壤中多环芳烃的污染源比较复杂,其中主要包括矿物油输入、化石燃料燃烧及木柴燃烧产物等,不同环境功能区各种污染源的贡献存在一定差别.      

Evaluation of solubility of polycyclic aromatic hydrocarbons in ethyl lactate/water versus ethanol/water mixtures for contaminated soil remediation applications

Solubility data of recalcitrant contaminants in cosolvents is essential to determine their potential applications in enhanced soil remediation. The solubilities of phenanthrene, anthracene, fluoranthene and benzo[a]pyrene in ethyl lactate/water and ethanol/water mixtures were measured using equilibrium techniques. The cosolvency powers derived from solubility data were then applied to the model developed from the solvophobic approach to predict the capability of ethyl lactate and ethanol in enhancing the desorption of contaminants from soils. Both ethyl lactate and ethanol cosolvents were shown to be able to enhance the solubilisation of the tested four polycyclic aromatic hydrocarbons by > 4 orders of magnitude above the levels obtained with water alone. However, ethyl lactate demonstrated a greater capacity to enhance PAH solubility than ethanol. The cosolvency powers of ethyl lactate/water system obtained from the end-to-end slope (σ) and the end-to-half slope (σ_0.5) of the solubilisation curve were 1.0--1.5 and 2.0--2.9 higher than ethanol/water system respectively. In line with this, ethyl lactate/water was demonstrated to enhance the desorption of contaminants from soil by 20%--37% and 18%--61% higher compared to ethanol/water system in low organic content and high organic content soils respectively, with a 2:1 (V/W) ratio of solution:soil and with cosolvent fraction as low as 0.4. With the exception of benzo[a]pyrene, the experimental desorption results agreed fairly with the predicted values, under an applied solution:soil ratio that was enough to hold the capacity of released contaminants.