化学提取法表征污染土壤中PAHs老化规律和蚯蚓富集特征

以添加3种典型多环芳烃(菲、芘、苯并[a]芘)的模拟污染土壤(黄壤和红壤)为对象,研究了PAHs的4种化学提取量即:ASE耗竭性提取总量、Tenax-TA树脂提取量、羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取量和正丁醇提取量随老化时间的变化规律.结果表明,在0~60 d老化时间范围内,PAHs耗竭性提取总量在前30 d随时间的延长而降低,后30 d降低趋势不明显,含量基本稳定;PAHs的Tenax、HPCD、正丁醇提取量在0~60 d老化时间范围内,随老化时间的延长而持续降低.实验进一步研究了PAHs的蚯蚓蓄积量(赤子爱胜蚓Eisenia fetida)与4种化学法提取量的相关关系.结果显示,ASE耗竭性提取总量高估了土壤中PAHs的存在风险,并且与蚯蚓富集量没有显著的相关性(R~2为0.44~0.56),因此不能用耗竭性提取总量来评估污染土壤PAHs的生物有效性;而3种非耗竭性提取量与蚯蚓富集量呈现出较好的线性关系,其中HPCD提取法(R~2为0.94~0.99)较Tenax提取(R~2为0.62~0.87)和正丁醇提取(R~2为0.69~0.94)更优.表明可以将HPCD提取法作为预测污染土壤中PAHs生物有效性的一种较为理想的方法.     

Tenax提取预测老化土壤中多环芳烃的生物有效性

利用聚2,6-二苯基对苯醚(poly(2,6-diphenyl-p-phenylene oxide),商品名Tenax-TA)提取来自9个老化农田土壤中的多环芳烃(PAHs),并应用Tenax-TA评价老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚓(Eisenia Fetida)的生物有效性.结果表明,多年老化土壤中污染物的主要组成为4环以上的PAHs;蚯蚓较易富集低环PAHs,对高环PAHs富集能力较差;400h Tenax连续提取实验得出快速、慢速和极慢速吸附速率常数数量级分别为:10-1~10-2、10-2~10-3、10-4~10-6;而快速、慢速和极慢速解吸比率分别为0.02~0.27、0.01~0.33和0.40~0.95.Tenax 6h单点提取PAHs的量与蚯蚓体内PAHs富集量显著相关,表明6h Tenax对多年老化土壤中PAHs的提取量可以用来作为其生物有效性的评价方法.     

δ-六六六在斑马鱼体内的生物富集情况研究

持久性有机污染物(POPs)问题已成为环境污染中的突出问题.POPs可在食物链中传播并富集,破坏生态环境.危害人类健康.文章针对其生物富集性,以POPs之-(δ-六六六)为模拟受试物,采用半静态法生物测试,研究该物质在斑马鱼(Brachydanio rerio)体内的生物蓄积效应及其对生态环境的危害性,调查相关生物富集系数BCF的变化情况.结果表明,δ-六六六在斑马鱼体内具有时间短、蓄积作用强的生物蓄积效应.通过t-test试验分析,认为达到稳定态后,得到的生物富集系数不因暴露浓度不同、采样时间不同而产生显著性差异.     

生物质炭对土壤中氯苯类物质生物有效性的影响及评价方法

通过室内培养实验,设定对照和添加1%小麦秸秆生物质炭处理,研究生物质炭对土壤中氯苯类物质老化残留的影响,并通过丁醇、HPCD和Tenax这3种化学提取方法以及蚯蚓富集实验评价土壤中氯苯类物质生物有效性的变化.老化4个月后,对照处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为29.87%、18.02%、5.16%,而添加1%生物质炭处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为68.25%、61.32%和58.02%,表明添加生物质炭能够抑制氯苯的消减.丁醇、HPCD和Tenax提取和蚯蚓富集实验结果表明,添加生物质炭显著降低土壤中氯苯的生物有效性(P<0.05),并随老化时间延长,降低效果更为显著.不同提取剂对氯苯的提取效率不同,丁醇和Tenax对氯苯的提取率为六氯苯>五氯苯>1,2,4,5-四氯苯,而HPCD对氯苯的提取率为1,2,4,5-四氯苯>五氯苯>六氯苯.添加生物质炭可显著降低蚯蚓对氯苯的生物富集因子(P<0.05).本研究表明,生物质炭能降低土壤中有机污染物的生物有效性,但高污染残留存在潜在的环境风险.     

某林丹生产企业搬迁遗留场地土壤中六六六的残留特征

为了解有机氯农药生产企业搬迁遗留场地土壤的污染状况,于2010年11月对原新乡市某林丹生产企业搬迁遗留场地进行了调研,采用索氏提取-气相色谱-电子捕获检测器(SE-GC-ECD)法对其污染土壤中六六六(HCH)进行分析检测.结果表明,在所有采样点位中,六六六的4种异构体的检出率均为100%.0～20 cm表层土壤中六六六的浓度变化具有波动性,总残留量(ΣHCH)范围在0.034 3～19.560 8 mg·kg-1;前后院中心0～80 cm垂向土壤中六六六浓度随土壤深度的增加呈现先增加后减小的趋势,总残留量(ΣHCH)范围在0.031 3～0.294 7 mg·kg-1.通过对污染物的组成分析发现,4种异构体的含量顺序符合β-HCH>δ-HCH>γ-HCH>α-HCH,β-HCH异构体的平均含量在50%左右,远远高于其它异构体的含量,表明该场地并没有新的六六六输入.采用《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》对污染场地土壤残留六六六进行风险评价,结果表明,经过十几年的降解,大部分采样点位六六六的污染浓度(67.9%)低于土壤环境质量二级标准0.5 mg·kg-1,处于安全级别,厂区后院西部及东部靠近生产车间的土壤污染仍较为严重,超出土壤环境质量三级标准(1.0 mg·kg-1)1.5～20倍,存在较大的安全隐患和风险.     

鼠李糖脂与β-环糊精复合提取预测污染土壤中PAHs的生物有效性

以添加3种典型多环芳烃(PAHs)菲(Phe)、芘(Pyr)、苯并[a]芘(Ba P)的模拟污染土壤(海南红壤)为对象,研究了鼠李糖脂(RL)与β-环糊精(HPCD)复合提取预测污染土壤中PAHs的生物有效性的可行性.结果表明,当RL浓度大于临界胶束浓度时,由于其胶束增溶作用,PAHs的表观溶解度随RL浓度增加而增加,促使更多的PAHs从土壤固相解吸进入土壤溶液中.通过HPCD/RL复合提取土壤中的PAHs的含量与蚯蚓体内吸收的PAHs的量进行相关性分析,发现两者之间存在显著的正相关关系.但是PAHs蚯蚓吸收量是HPCD单独提取量的2.04倍,是HPCD/RL提取量的1.15倍.结果表明,HPCD/RL比HPCD对PAHs提取更能接近蚯蚓富集.因此,RL的添加在一定程度上增加了HPCD对污染土壤中PAHs生物有效性的预测效果,HPCD/RL复合提取法可以作为一种相对快捷可靠的预测PAHs生物有效性的方法.本研究为复合提取在有机污染物生物有效性评价方面提供一个新的方向,也为有机污染物的风险评估和生物修复提供了一定的技术支持.     

蚯蚓辅助微生物修复芘污染土壤

通过微宇宙实验,研究了蚯蚓对不同土壤中芘的微生物降解率的影响及蚯蚓对芘的富集率.结果表明,有机质较高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有机质低的土壤,而老化作用降低了芘的生物有效性.无论在新鲜染毒还是老化的土壤中.蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率.在新鲜染毒的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78%和27.02%分别提高到89.24%和57.53%,其中分别有51.48%和41.63%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.76%和15.90%归因于蚯蚓富集作用.而在老化的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53%和20.50%分别提高到91.93%和45.46%,其中分别有54.43%和32.83%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.50%和12.63%归因于蚯蚓富集作用.     

蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵与翅果菊修复锌铅镉污染土壤的影响

外源物质调控和间作是提高重金属污染土壤植物修复效率的有效方法.采用盆栽试验研究蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵和翅果菊单作与间作修复Zn、 Pb和Cd复合污染土壤的影响.结果表明,蚯蚓对Zn、 Pb和Cd的富集系数(BCF)分别为0.07～0.13、0.10～0.26和5.64～15.52.土壤中添加秸秆能使蚯蚓生物量增加22.29%～223.87%、重金属含量下降8.15%～62.58%.蚯蚓对土壤重金属有效态含量的影响不大,但秸秆和柠檬酸对土壤重金属有效态含量分别表现为钝化和活化作用.蚯蚓对翅果菊的重金属含量影响不大,但会降低少花龙葵的重金属含量;秸秆对翅果菊重金属含量表现为抑制效应,但对少花龙葵Cd含量表现为促进效应;柠檬酸对少花龙葵重金属含量影响不大,但是会显著提高翅果菊的Pb含量.间作显著降低土壤重金属有效态含量,明显提高植物根的重金属含量,但对植物地上部重金属含量影响不大.植物对Zn、 Pb和Cd的总提取量主要表现为：翅果菊>间作>少花龙葵.添加蚯蚓可以使翅果菊Zn、 Pb和Cd总提取量分别提高12.49%、35.89%和29.01%;添加秸秆+蚯蚓可以使翅果菊Pb...     

温和溶剂提取预测土壤中多环芳烃的生物有效性

利用正丁醇和羟丙基-β-环糊精（hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HPCD）提取来自9个农田土壤中的多环芳烃（polycyclicaromatic hydrocarbons,PAHs）,并应用于评价场地多年老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚯蚓（Eisenia fetida）的生物有效性.结果表明,对...     

某农药厂废弃场地六六六和滴滴涕污染分布特征及风险评价

研究了某农药厂废弃场地土壤中六六六（α,β,γ,δ-HCH）和滴滴涕（p,p＇-DDT,o,p＇-DDT,p,p＇-DDD,p,p＇-DDE）的污染分布特征,并对其进行了风险评价.从该场地72个点位的0～400 cm深度土壤中共采集了232个样品,分析表明六六六残留含量为2.6～80 130μg/kg,滴滴涕残留含量为...     

Bioaccumulation of hexachlorobenzene in Eisenia foetida at di erent aging stages

The impacts of contact time on the extractability, the availability of hexachlorobenzene (HCB) in di erent soils (paddy soil, red soil, and fluvo-aquic soil) and bioaccumulation in earthworm Eisenia foetida were investigated under controlled conditions in laboratory. Results indicated that the aging rate of HCB displaying a biphasic character in di erent soils: a rapid aging in the first 60 d followed by a slow aging in the next 120 d incubation time. Moreover, most of extractable HCB (about 90%) decline occurred in the first 60 d after HCB was spiked into the soils. The aging rate of HCB in the paddy soil was higher than that in the fluvo-aquic soil or the red soil. The amount of HCB accumulated in the earthworms and its accumulative ability, expressed as a bioaccumulation factor (BAF), declined as the aging time increased from 1 to 180 d. Although the extractable HCB decreased with increasing residence time in soil, much of HCB could still be accumulated by earthworms (457.6–984.3 ng/g) through bioaccumulation, which poses a potential risk to soil ecological safety.     

Bioaccumulation of hexachlorobenzene in Eisenia foetida at different aging stages

The impacts of contact time on the extractability, the availability of hexachlorobenzene (HCB) in different soils (paddy soil, red soil, and fluvo-aquic soil) and bioaccurnulation in earthworm Eisenia foetida were investigated under controlled conditions in laboratory. Results indicated that the aging rate of HCB displaying a biphasic character in different soils: a rapid aging in the first 60 d followed by a slow aging in the next 120 d incubation time. Moreover, most of extractable HCB (about 90%) decline occurred in the first 60 d after HCB was spiked into the soils. The aging rate of HCB in the paddy soil was higher than that in the fluvo-aquic soil or the red soil. The amount of HCB accumulated in the earthworms and its accumulative ability, expressed as a bioaccumulation factor (BAF), declined as the aging time increased from 1 to 180 d. Although the extractable HCB decreased with increasing residence time in soil, much of HCB could still be accumulated by earthworms (457.6-984.3 ng/g) through bioaccumulation, which poses a potential risk to soil ecological safety.     

六六六在饲养鸡体内的残留水平

用气相色谱-电子捕获器法测定了北京郊区某养鸡场不同生长期的饲养鸡的肌肉、表皮、肝脏、胃、心脏以及鸡蛋、饲料和粪便中HCH的残留浓度.分析结果表明,饲养鸡体内肌肉、表皮、肝脏、胃和心脏的∑HCH湿重浓度分别为(0.35±0.37)、(3.91±2.52)、(1.78±1.26)、(1.00±0.85)和(1.35±0.75)ng/g,脂标化浓度分别为(64.3±171)、(19.6±7.33)、(64.9±27.2)、(74.5±74.1)和(17.8±4.42)ng/g,远低于国家<食品中农药残留最大限量>标准.肝脏∑HCH脂标化浓度显著高于其他器官,而未观察到HCH各异构体残留水平在肌肉、表皮、心脏与胃之间具有显著差别.除饲料、胃和粪便内各HCH异构体成分中以δ-HCH为主外,β-HCH是鸡体内与鸡蛋中残留最高的异构体.β-HCH在鸡体内各器官都体现出富集的特性,肝脏对除δ-HCH以外的3种异构体也都体现出显著的富集特性.对成年绿柴鸡(雄)和绿壳蛋鸡(雌)样品中HCHs残留水平的对比分析显示,雄性较雌性具有更强的HCHs富集能力.     

Bioaccumulation of hexachlorobenzene in Eisenia foetida at dierent aging stages

The impacts of contact time on the extractability, the availability of hexachlorobenzene (HCB) in dierent soils (paddy soil, red soil, and uvo-aquic soil) and bioaccumulation in earthworm Eisenia foetida were investigated under controlled conditions in laboratory. Results indicated that the aging rate of HCB displaying a biphasic character in dierent soils: a rapid aging in the first 60 d followed by a slow aging in the next 120 d incubation time. Moreover, most of extractable HCB (about 90%) decline occurr...     

贵州红枫湖地区水稻土多氯联苯和有机氯农药的残留

调查了红枫湖周边水稻土的7种多氯联苯（PCBs）和13种有机氯农药（OCPs）的含量分布.结果显示,DDTs及其代谢产物、HCHs的异构体、异狄氏剂、七氯等有机氯农药及PCB 28和PCB 52在所有样品中均被检出.与国内外污染区相比,PCBs含量较低.研究区土壤中污染物的组成结果类似,PCBs以3～5氯取代的同属物为主,农药以DDTs为主.剖面土壤中∑PCBs含量范围为8.9～55.9 ng/g,主要以3～5氯取代的PCBs为主,平均占PCBs总量的89%.∑DDTs含量为 4.7～42.6ng/g,以p,p′-DDE,p,p′-DDT为主.DDT/（DDD+DDE）的比率表明红枫湖地区水稻田中DDTs的降解速率不同,暗示其环境条件的差异.α-HCH/γ-HCH为0.28～0.90,表明红枫湖地区水稻田中HCHs在环境中残留时间很长,经历了光解和生物作用等变化.PCBs对TEQ的贡献较低,为0.06～0.51 pg/g.     

上海崇明岛农田土壤中有机氯农药残留特征

为研究崇明岛农田土壤中有机氯农药（OCPs）的残留特征,于2008年7月采集崇明岛农田表层土壤30个.利用加速溶剂萃取仪（ASE）萃取,使用气相色谱-电子捕获检测器（GC-μECD）分析.结果表明,在采集的土壤样品（干重）中,OCPs的含量范围为3.11～117.47 ng.g-1（平均值26.25 ng.g-1）;主...     

复合改良剂对稻田Cd、As活性与累积的协同调控

为同时降低水稻糙米中Cd、As含量,以达到国家标准食品污染物限量标准,选取湘南某矿区Cd-As复合污染稻田土壤,以盆栽实验研究复合改良剂QFJ(羟基磷灰石+沸石+酸改性炭化秸秆)对土壤中Cd、As生物有效性及对水稻各部位累积Cd、As的影响,探讨QFJ对土壤Cd、As生物活性与稻米Cd、As累积的协同调控.结果表明:施用QFJ降低了水稻糙米中的Cd、As含量,施加量2g/kg时,糙米中Cd、As含量分别为0.19mg/kg和0.14mg/kg,均低于对照组的0.49mg/kg和0.27mg/kg,且同时低于0.2mg/kg,达到了国家标准食品污染物限量标准.施用QFJ提高了土壤pH值0.02~0.68单位,增加了土壤CEC、OM含量,同时土壤中Cd 的酸可提取态、交换态及TCLP提取态含量分别降低了7.3%~32.5%、12.6%~39.8%和40.7%~60.1%,对As的交换态和TCLP提取态含量的影响趋势是先降低后增大.糙米中Cd含量与土壤中Cd的3种提取态含量存在极显著正相关关系,As含量与其土壤中TCLP提取态含量存在极显著正相关关系.当QFJ施加量在2g/kg水平时,土壤中Cd、As的生物活性可协同控制在较低水平,从而同时降低了糙米中Cd、As含量.施用QFJ使得Cd在水稻根表铁膜中的含量呈增大趋势,在水稻其他部位含量呈减小趋势;As在谷壳中含量呈减少趋势,在其他各部位呈先减小后增大的趋势.水稻吸收的Cd和As大部分累积在根部和茎叶部,各部位Cd累积率大小是白根 > 茎叶 > 糙米 > 谷壳,As是茎叶 > 白根 > 糙米 > 谷壳.根据Cd-As污染程度不同,可考虑施用2~4g/kg QFJ以达到水稻的安全生产.     

外加芘在2种水稻土及其团聚体培养中的老化及其可浸提性和生物有效性的变化

老化是指有机污染物进入土壤后,随着时间的增加,其生物有效性、毒性和可浸提性会逐渐下降的现象.采用室内培养法研究了外加多环芳烃芘在2种水稻土乌栅土(潜育型水稻土)和黄泥土(潴育型水稻土)及其不同粒组团聚体中的老化现象,并采用二氯甲烷提取和蚯蚓吸收试验比较了培养老化后外加多环芳烃芘的可浸提性和生物有效性的变化.结果表明,培养90d后芘的浸提率下降了15%~23%,蚯蚓的摄食量也下降了37%~67%,说明外加有机污染物进入水稻土后发生了显著的老化现象,从而降低了其环境移动性和生物有效性.但不同粒径团聚体中老化程度没有差异,不过对蚯蚓的生物有效性存在差异.因此,并不能根据土壤中有机污染物的含量来预测其环境风险和生物有效性.     

土法炼锌导致土壤中铅分布特征和形态变化的研究

对贵州省赫章县土法炼锌区土壤中Pb分布特征和形态变化进行了研究。各炼锌点表层土壤中全铅含量71.8~37247.4 mg.kg-1,远高于贵州省土壤背景值(29.3 mg.kg-1)。其分布特征表现为:土壤中Pb含量总趋势随着炼锌时间增加而增加,随着距废渣堆的距离增加而降低。剖面中全铅含量分析表明Pb主要累积在土壤表层,但随着冶炼时间增加深层土壤中Pb累积程度也逐渐加大。以CaCl2和DTPA作为提取剂的简化连续提取法对土壤中Pb形态进行分析,结果显示,土壤中CaCl2和DTPA提取态Pb占全量的比例很低,平均值分别为0.3%和5%,但是其绝对含量高达6.4~1037 mg.kg-1;并随着Pb在土壤中累积时间的加长,CaCl2和DTPA提取态Pb所占比例呈显著降低的趋势,但其绝对含量逐渐增加。