广西岩溶洞穴土壤中多环芳烃污染特征与解析

首次研究相对封闭稳定环境条件下的岩溶洞穴土壤中PAHs的污染特征及其影响因素.以广西桂林大岩洞穴为例,结果表明,在洞穴内部PAHs总量为7.22～117.29 ng·g^-1,远低于洞外土壤中的含量（51.35～235.73 ng·g^-1）,与其他地区相比,表明桂林近郊土壤PAHs污染较轻.大岩土壤中PAHs总量呈现出洞外和洞口附近明显高于洞内而洞内变化不大;洞外和洞口附近土壤中重环组芳烃含量高于轻环组（平均值69.25 ng·g^-1＞38.81 ng·g^-1）,但在洞内土壤中则相反（平均值3.93 ng·g^-1＜7.41 ng·g^-1）,说明洞内PAHs不仅来自于大气迁移过程,而且也来自于洞顶雨水淋滤作用.土壤中PAHs浓度分布表明在洞口附近存在陷阱效应、在洞穴最里端有裂隙存在.陷阱效应使洞口附近重环芳烃浓度显著高于洞外（88.19 ng·g^-1＞31.28 ng·g^-1）,而且PAH分子量与”易陷落性”呈线性相关（R²=0.49）;通过实测值推测从洞口输入的PAHs浓度约为裂隙输入的17倍.温度和分子量差异是影响PAHs在土壤中浓度分布模式的重要因素.     

化工区土壤中多环芳烃的污染特征及其来源分析

系统采集了天津滨海新区3个化工区28个表层土壤样品,利用GC/MS分析了16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的含量和组分特征,运用环数比值法和主成分因子载荷法揭示了其污染来源.结果表明,化工区土壤中PAHs最高含量达5 991.7　ng·g^-1(塘沽化工区),平均含量1 18５.０　ng·g^-1,与国内外相关研究比较,处于中高等污染水平,工业污染排放已明显影响到周边环境中PAHs的残留,且塘沽化工区＞汉沽化工区＞大港采油区;塘沽和汉沽2个化工区土壤中毒性较高的4环和5环PAHs均高于其他环数PAHs,大港采油区3环所占比例明显占主导;土壤有机碳(TOC)和PAHs之间存在显著相关关系(n=28,R²=0.847,p＜0.01),TOC是影响研究区域PAHs在土壤中分配的一个重要因素;煤燃烧的排放是化工区土壤中PAHs污染的主要来源,石油类挥发或泄漏对大港采油区影响显著.     

珠江三角洲典型区域农业土壤中多环芳烃的含量分布特征及其污染来源

2002-10～2005-11采集珠江三角洲典型区域（东莞市、惠州市、中山市、珠海市和佛山市顺德区）的农业土壤表层样品260个,运用气相色谱-质谱方法对美国EPA优控的16种多环芳烃（PAHs）进行分析测定.结果显示,研究区农业土壤中16种PAHs含量范围在3.3～4 079.0 ng·g^-1,平均含量244.2 ng·g^-1,以3环和4环的PAHs为主;中心城区土壤中PAHs含量高于远郊区,菜地>水稻田>香蕉地>旱坡地果园地>甘蔗地.依据荧蒽/芘及2+3环与4环以上PAHs化合物分布特点,表明该区域农业土壤中PAHs主要来源于化石燃料的不完全燃烧.通过与国内外土壤中PAHs含量的对比,研究区的农业土壤受到一定程度的PAHs污染,含量处于中等水平.     

辽河口湿地土壤多环芳烃的分布及来源研究

于2008年10月、2009年5月和8月采集辽河口湿地31个表层土壤样品,利用GC-FID技术定量分析其16种优控多环芳烃（PAH）含量.结果表明,PAHs总量分布范围为293.4～1936.9 ng·g^-1,平均值为851.5 ng·g^-1,其中油井区苇田PAHs含量最高（1717.5 ng·g^-1）,滩涂区最低（614.6 ng·g^-1）.2008年10月PAHs总量和中高环组分比重均高于2009年5月和8月.应用不同环数的相对丰度和比值法进行来源解析,结果表明,燃烧是2008年10月的主要来源,石油污染和燃烧源的混合来源为2009年5月和8月的主要来源.主成分分析和多元线性回归法显示交通污染和燃煤混合来源为2008年10月PAHs的主要来源,贡献率为45.5%;石油和交通混合污染是2009年5月和8月PAHs的主要来源,贡献率分别为75.2%和42.2%.     

土壤中聚乙烯和聚苯乙烯微塑料对多环芳烃的吸附行为和机理分析

本研究旨在探讨微塑料对土壤基质中16种多环芳烃（PAHs）吸附的影响.通过批实验考察了PAHs在聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微塑料上的吸附过程,系统地评价了pH和腐殖酸（HA）浓度等环境因素对微塑料吸附土壤PAHs的影响.结果表明,微塑料对土壤中PAHs的吸附动力学符合准二级动力学模型,且Freundlich模型对吸附结果的拟合程度（R²=0.9868~0.9931）明显高于Langmuir模型（R²=0.8638~0.8927）, 说明微塑料对PAHs的吸附过程主要为化学吸附.通过吸附热力学计算的ΔH均为正值,ΔG为负值,表明微塑料对土壤PAHs的吸附是自发的吸热过程.pH和HA对PE和PS微塑料吸附PAHs的影响显著,PE和PS微塑料对PAHs的吸附量分别在pH=5.0和pH=7.0时达到峰值;腐殖酸浓度的增加抑制了PAHs在PE微塑料上的吸附,吸附量从9363.95 ng·g^-1降到4877.42 ng·g^-1,但促进了PAHs在PS微塑料上的吸附,吸附量从9422.71 ng·g^-1增加到13259.73 ng·g^-1,这表明PAHs对腐殖酸的亲和力高于对PE微塑料的亲和力.微塑料对土壤PAHs的吸附主要与静电 作用、π-π作用和疏水作用有关.     

上海市地表灰尘中PAHs季节变化与功能区差异

研究了上海市中心城区地表灰尘中多环芳烃（PAHs）的季节变化与功能区差异,并探讨了这种变化特征的原因.结果表明,上海市中心城区地表灰尘中PAHs累积水平具有显著的季节变化,PAHs总量和组分均表现出冬季含量高于夏季的特征.冬季样品中PAHs含量为9 176～32?573 ng·g^-1,平均值为20 648 ng·g^-1;而夏季PAHs含量为6?875～27?766 ng·g^-1,平均值仅为14?098 ng·g^-1.PAHs组分也表现出相似特征,冬季含量为50(二氢苊)～3 162 ng·g^-1 (茚并［1,2,3-c,d ］芘),夏季含量为3(苊)～1 485 ng·g^-1 (茚并［1,2,3-c,d ］芘).各个功能区地表灰尘PAHs含量的差异明显.冬季最高值出现在工业区（31 163 ng·g^-1）、商业区（24 932 ng·g^-1）和交通要道（18 815 ng·g^-1）,最低值出现在公园（7 885 ng·g^-1）和绿地（8 036 ng·g^-1）;夏季最低值出现在公园（7 942 ng·g^-1）,最高值出现在交通要道（14 528 ng·g^-1）、工业区（14 247 ng·g^-1）和商业区（11 523 ng·g^-1）.所有功能区样品中PAHs组分含量呈现出按环数或分子量的增加而逐渐升高的趋势.大城市地表灰尘中PAHs的季节变化与功能区差异与其来源密切相关,也受到各组分理化性质的影响.     

偏远高山湿地土壤中PAHs污染特征:以神农架大九湖为例

于2012年4月沿大九湖湿地平均分布10个采样点,各采集0~10、10~20以及20~30 cm浅层土壤,采用GC-MS对大九湖湿地浅层土壤中USEPA 16种优控多环芳烃（PAHs）进行分析,对其分布、组成、来源进行了详细的讨论,并对高山湿地PAHs污染标志物进行了浅析.结果表明,研究区0~10、10~20、20~30cm浅层土壤中∑₁₆PAHs含量分别为48.55~984.73、14.36~806.47、12.84~1191.53 ng·g^-1,均值分别为302.94、142.98、208.68 ng·g^-1;7种致癌单体多环芳烃含量范围分别为21.20~844.29、2.96~592.06、0.66~964.70 ng·g^-1,均值分别为197.25、93.16、147.16 ng·g^-1,分别占总PAHs的65.12%、65.13%、69.08%;泥炭区PAHs含量明显高于非泥炭区,且已达到重度污染程度;PAHs组成以4、5、6环为主;结合IcdP/（IcdP+BghiP）及Pyr/BaP比值分析,推测大九湖湿地浅层土壤中PAHs主要来源于化石燃料及木材的燃烧,近年来旅游车辆的进入对PAHs的贡献较大;对浅层土壤中各单体PAH与PAHs总含量进行回归分析表明、苯并（b）荧蒽、茚（1,2,3cd）并芘、苯并（a）蒽作为泥炭地PAHs标志性化合物,用来评价PAHs的污染程度.     

新疆典型地区植物和土壤多环芳烃污染特征、来源解析及健康风险评价

利用气相色谱-质谱法（GC-MS）测定新疆多段公路沿线和3个风景区植物和土壤中多环芳烃（PAHs）含量.结果表明,11个采样点的11个土壤样品Σ₁₆PAHs含量为18.82~2153.54 ng·g^-1,平均值为425.95 ng·g^-1,36个采样点的59个植物样品中Σ₁₆PAHs含量范围为9.93~748.30 ng·g^-1,平均值为154.11 ng·g^-1.植物样品中不同环数的PAHs平均含量高低次序为：低环（2~3环）>中环（4环）>高环（5~6环）,土壤样品不同环数的PAHs平均含量高低次序为：中环（4环）>高环（5~6环）>低环（2~3环）.特征比值法和主成分分析法分析得出,土壤中PAHs主要为燃烧和石油源,植物吸收的PAHs主要来源为木材燃烧和炼焦工业.健康风险评价结果表明,S323省道库尔勒段土壤PAHs对道路工作人员致癌风险值（CR）为1.26×10^-6,存在潜在健康风险.     

北京东南郊化工区土壤和植物中氯苯类有机物的残留及分布特征

对2003-11采自北京东南郊化工区的土壤、植物样品中11种氯苯类有机物进行了分析测定. 结果表明,土壤（干重）中氯苯类有机物（CBs）的总量范围为0.232～51.15 ng·g^-1,均值为18.16 ng·g^-1,其中1,2-DCB、1,4-DCB和HCB分别占45.2％、15.3％和17.1％;植物（干重）中CBs的总量范围为5.635～31.99 ng·g^-1,均值为12.36 ng·g^-1,其中1,4-DCB和HCB分别占51.5％和14.9%. 土壤中∑CBsi>与土壤有机质含量的皮尔森（Pearson）相关系数为0.544（P≤0.05）,呈弱正相关关系. 此外,除1,4-DCB和1,2,4-TCB外,云杉针叶中CBs的土壤-植物富集因子（BCFs）随CBs挥发能力［lg(V_P/K_OW)的增强而降低,随CBs辛醇/空气分配系数（K_OA）的增大而升高.     

南水北调中线源头淹没区土壤中多环芳烃的赋存分布特征

研究了南水北调中线源头淹没区农田土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征与来源.采集了丹江口水库淅川淹没区(高程170 m以下)8个乡镇的18个农田土壤.以索氏提取法对样品处理后,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.结果表明,淹没区农田土壤中共有10种PAHs组分检测出,总残留量范围为5.29~173.11 ng·g^-1,平均值为41.89 ng·g^-1,具有致癌作用的组分苯并 蒽(Baa)、 (Chr)和苯并(b)荧蒽(Bbf)含量约占PAHs总残留量的2.4%.个别采样点的PAHs残留量高于荷兰政府规定的无污染土壤的PAHs值(干重:20~50 ng·g^-1),表明淹没区部分农田土壤已受到轻微的PAHs污染.通过使用PAHs环数相对丰度法和Phe/Ant、Fla/Pyr、Ant/(Ant+Phe)和Fla/(Fla+Pyr)等分子标志物指示法来解析PAHs来源,结果显示,淅川淹没区土壤中PAHs的来源主要是煤等化石燃料和草木等植物性燃料的燃烧,少量来源于汽车尾气的排放以及石油产品的泄漏.淹没区农田土壤中PAHs污染存在一定的生态风险,值得进一步关注.     

广西大石围巨型漏斗土壤中多环芳烃与环境因素

选择典型的广西乐业大石围巨型岩溶漏斗(天坑)为研究对象,采集大石围漏斗不同部位的表层土壤,采用气象仪器观测大石围漏斗的环境因子,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)测定16种多环芳烃(PAHs)优先控制污染物.结果表明,大石围天坑群地表(正地形)土壤中ΣPAHs浓度范围为75.20～373.79 ng·g-1,平均值120.70 ng·g-1;地下(负地形)土壤,绝壁中ΣPAHs浓度范围为19.88～330.79 ng·g-1,平均值131.86 ng·g-1;底部中ΣPAHs浓度范围为127.48～661.62 ng·g-1,平均值395.22 ng·g-1;地下河(洞穴)中ΣPAHs浓度范围为1 132.11～1 749.95 ng·g-1,平均值为1 412.39 ng·g-1;土壤中PAHs以4～6环为主.比值法推断大石围漏斗土壤PAHs的来源主要为化石燃料燃烧源,主要污染途径为大气传输沉降.总体上,大石围漏斗土壤中PAHs浓度的空间分布随温差和相对湿度的升高呈现地面-绝壁-底部-地下河(洞穴)逐渐增加,PAHs显示"冷陷阱效应"的垂向富集与分异作用.影响PAHs分布的主要环境因素是温度,其次是湿度、风向和风速,在漏斗局部显示多环境因子共同作用.环境因子夏季影响大于冬季.监测发现,2007年比2006年大石围漏斗底部土壤中PAHs的浓度增加了3.5倍.因此,本研究提出巨型岩溶漏斗PAHs的富集和分异作用与环境因素密切相关.     

城市不同功能区PAHs多介质累积规律研究

以上海市为例,分析了城市地表灰尘、土壤和行道树叶片累积PAHs的水平差异,探讨了形成这种累积规律的原因与机制.结果发现,同一功能区内,地表灰尘和土壤中PAHs含量较高,分别为8 992～141 723 ng·g-1(均值为54 964 ng·g-1)、9 306～146 689 ng·g-1(均值为56 883 ng·g-1);而悬铃木叶片和小叶黄杨叶片内含量较低,且悬铃木叶片中的含量普遍高于小叶黄杨叶片,含量分别为2 423～32 883 ng·g-1(均值为12 983 ng·g-1)、1 498～19 418 ng·g-1(均值为7 612 ng·g-1).不同功能区之间,地表灰尘和土壤中PAHs总量存在显著差异,而悬铃木叶片和小叶黄杨叶片对PAHs的累积水平相似.灰尘和土壤中PAHs组分构成具有明显的功能区差异,且高环PAHs含量占主导地位.植物叶片中PAHs组分构成在不同功能区具有相似性,且低环组分占绝对优势,高环组分含量很少.这种累积规律与PAHs的理化性质,以及各介质累积PAHs的主要途径和方式密切相关.     

基于被动采样技术的垃圾焚烧厂及周边大气中PAHs分布研究

垃圾焚烧是大气PAHs污染的重要来源,为监测垃圾焚烧过程产生的PAHs,利用被动采样技术对垃圾焚烧厂及周边大气中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,PAHs总量为146.29～396.30 ng·d-1,其中气相中PAHs为128.03～377.05 ng·d-1,颗粒相中PAHs为10.698～19.251 ng·d-1.气相中PAHs组成以菲、荧蒽、芴等低环化合物为主,菲的含量高达55.1%.选定松针作为被动植物样品,测得松针中PAHs的浓度为651.88～1 044.43 ng·g-1;考察土壤中PAHs的分布特征,测得土壤中PAHs浓度为35.04～998.89 ng·g-1.被动采样和松针、土壤中所含的PAHs分布特征相似,说明被动采样能反映PAHs在环境中的真实积累情况.此外,通过比较主动采样与被动采样结果,表明两者对大气中PAHs的富集能达到基本一致的效果.     

上海市崇明岛农田土壤中多环芳烃分布和生态风险评价

为研究崇明岛农田土壤中PAHs浓度分布和生态风险,于2008年采集崇明岛农田表层土壤33个.使用加速溶剂萃取仪（ASE300）进行萃取,经净化后,使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定.结果表明,在采集的土壤样品中,PAHs的含量范围为24.92～1 014.61 ng·g-1（干重）,均值为192.83 ng·g-1（干重）.16种美国EPA优控的多环芳烃,只有茚并（1,2,3-cd）芘（IcdP）和二苯并（a,h）蒽（DahA）未全部检出.PAHs主要以2～4环为主,其中2环和3环多环芳烃所占比例为42.6%;4环多环芳烃的比例为42.2%;5～6环多环芳烃的比例为15.7%.使用浓度比值法判定,主要来源为石油源以及煤和木材的燃烧;崇明岛生活燃烧和汽车等尾气排放可能是农田土壤中PAHs的重要来源之一.生态效应区间法评价显示,崇明岛农田土壤中PAHs生态风险较小.     

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.     

广西大石围天坑中多环芳烃的大气传输与分异

选择典型的岩溶地区广西乐业大石围天坑群为研究对象,利用聚氨酯泡沫被动采样器（PUF-PAS）采集大石围天坑口部至地下河剖面空气样品,并进行了气象参数的观测.利用气相色谱-质谱仪（GC-MS）测定16种多环芳烃（PAHs）优先控制污染物.结果表明,大石围天坑至地下河空气中ΣPAHs浓度范围为33.76～150.86 ng·d-1,平均值80.36 ng·d-1,其中绝壁、底部和地下河浓度分别为67.17、85.36和101.67 ng·d-1;空气中PAHs以2～3环的菲、蒽、萘、芴4种为主,占87.97%.PHAs的源来自于大气传输的化石燃料的燃烧.大石围天坑空气中PAHs的富集与传输过程为：地表-绝壁-底部-地下河,且浓度随深度/长度的增加有明显的增加趋势,在西峰脚、天坑底部和地下河处,低分子量的PAHs菲、蒽、芴和荧蒽发生了分异作用.温度是影响天坑中PAHs大气传输、富集的主要因子,其次为风向、风速和相对湿度;相对湿度和温度都是PAHs分异作用的主要因子,风速和风向为次要因子.总体上,天坑明显地展现了持久性有机污染物（POPs）的＂冷陷阱效应＂。     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的分布、来源及其生态风险

对闽江福州段37个沉积物样品中的15种多环芳烃(PAHs)进行了研究.结果表明,15种PAHs的总量在241.5～1310.8ng·g-1之间,均值为630.9ng·g-1,且从上游到下游整体上呈下降的趋势,但在福州市区附近有突增的现象.沉积物中有机质含量(SOM)与PAHs总量呈显著正相关(r=0.58,p<0.01).同时,应用因子分析和多元线性回归方法对PAHs进行了源解析.结果表明,煤燃烧来源占31.7%,汽油燃烧占25.2%,柴油燃烧占28.7%,石油泄漏源占14.5%,石油燃烧是闽江福州段沉积物中PAHs的主要来源.用效应区间中值ERM(the effects range median)和效应区间低值ERL(the effects range low)及其商值平均方法对闽江福州段沉积物中PAHs的生态风险进行了评价.结果表明,有4个样品芴的含量超过ERL指导值(19ng·g-1),具有一定的生态风险,其余PAH单体和PAHs总量都不超标.     

辽河水系沉积物中PAHs的分布特征及风险评估

采用GC-MS方法测定了辽河流域19个采样点位枯水期以及丰水期表层沉积物中多环芳烃（PAHs）的含量,共检出15种PAHs.枯水期ΣPAHs为123.5～21 233.4 ng·g-1,平均含量为3 208.1 ng·g-1;丰水期ΣPAHs为37.9～9 014.0ng·g-1,平均含量为1 612.0 ng·g-1.利用特征化合物指数法对PAHs进行源分析,主要来源是燃料燃烧.运用平均沉积物质量基准商（mSQG-Q）对辽河流域PAHs进行风险评价,芴和芘存在中低度生态效应;丰水期抚顺段L3-1有较强的负面效应,枯水期沈阳段L1-1点位、抚顺段L3-1和L3-2有较强的负面效应.