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.     

杭州青山水库沉积物中多环芳烃的垂直分布、来源及潜在生态风险

利用高效液相色谱法检测杭州青山水库沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量,并对其垂直分布特征及来源进行分析。结果表明,青山水库沉积物中共检出属于美国EPA优先控制16种PAHs中的15种,主要单体为芘和菲,各采样点位PAHs总量的浓度在324～881 ng/g(干重)之间,平均值为453 ng/g,属低污染水平。ΣPAHs含量空间分布受人类活动影响较大,以游船码头附近点位沉积物中含量最高;垂直尺度方面,各点位沉积物中ΣPAHs含量均是沉积柱中层最高,自水库底层往上呈现增加再减少的变化过程。沉积物中的多环芳烃以高分子量组分为主,其中4环PAHs含量最高,占比34. 3%～45. 6%。通过特征组分比例可确认其主要来自燃烧源,以油料的不完全燃烧形成的污染输入为主。利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对青山水库沉积物中PAHs的风险评价表明,青山水库沉积物尚不存在严重的多环芳烃生态风险,但按照质量标准法评价有PAHs单体含量超过临界效应浓度值,需加强监测查明污染源,并采取措施控制污染物输入。     

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.     

黄海近岸表层沉积物中PAHs的分布特征与潜在风险

利用第二次全国海洋污染基线调查数据,考察了我国黄海近岸海域表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布状况、组成比例,并开展了初步的来源分析和潜在生态风险评价.研究结果表明,PAHs的含量范围从未检出至8294 ng·g-1,高值站点主要位于辽东半岛的大连湾附近海区,以及山东半岛北部的威海沿岸.在辽东半岛、山东半岛的近岸海区,表层沉积物中的PAHs以中、高环(4～5环)组分占据明显优势;而在江苏近岸海区,低环组分(2～3环)的比例明显上升.低环与中高环组分的相对丰度以及成对同分异构体的比值结果显示,各海区表层沉积物中PAHs的主要来源是各类燃烧释放过程,如燃煤、生物质、天然气和交通尾气等,石油产品输入的影响居次要地位.依据效应低值区间ERL的警戒水平,计算ERL商的平均值,从而初步得到各海区潜在的PAHs生态风险水平.结果表明,大连湾PAHs污染较为严重,各PAHs组分的浓度均高于ERL警戒水平,而苯并(a)芘甚至超出效应中值区间的境界水平ERM,显示大连湾近岸海区具有较高的PAHs生态风险,而其它海区的潜在生态风险则较低.     

滴水湖及其水体交换区沉积物和土壤中PAHs的分布及生态风险评价

采用GC-MS联用技术分析了滴水湖及其水体交换区23个表层沉积物和土壤中16种多环芳烃(PAHs)的含量,探讨其分布特征及来源并对其生态风险进行评价.结果表明,滴水湖沉积物中16种PAHs含量范围是11.49~157.09 ng·g-1,平均含量为66.60 ng·g-1,湖区沉积物中PAHs含量比入湖区低,但比出湖区高.湖区外的沉积物和土壤中PAHs组成主要以中、高分子量PAHs(4环、5~6环)为主,而湖区内表层沉积物中PAHs组成则以低分子量PAHs(2~3环)和高分子量PAHs(5~6环)为主.通过特征化合物分子比值法、主成分分析及多元线性回归模型判源,表明湖区外沉积物和土壤中PAHs来源主要为燃烧源,而湖区内沉积物中PAHs来源为燃烧源和石油类产品泄漏的混合来源.生态风险评价显示,滴水湖及其水体交换区沉积物和土壤中PAHs生态风险较低.     

黄河沉积物中多环芳烃的分布特征及来源分析

根据黄河干流和支流沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量,分析了PAHs分布特征.结果表明,黄河支流沉积物中PAHs污染明显大于干流,其顺序为依洛河>汾河>蟒河.PAHs的种类与芳环数分布情况表明,黄河支流中的PAHs主要来源于石油烃类污染,依洛河也存在部分矿石燃料煤不完全燃烧的热解成因.沉积物有机污染物风险评价的结果表明,3条支流处于高生态风险区,对该地区的生物具有较大的不利影响.      

淮南—蚌埠段淮河流域沉积物中PAHs的分布及来源辨析

采用GC-MS对淮南至蚌埠段淮河流域水源地、支流及排污口采集沉积物中18种多环芳烃(PAHs)进行定量分析.结果表明,研究区水源地及其支流沉积物中PAHs含量范围为308.12～1090.37ng/g;排污口沉积物PAHs范围为1308.36～8793.16ng/g.沉积物PAHs组成以3～4环PAHs为主,5～6环PAHs相对较少.相对于TOC,BC与沉积物总PAHs的含量相关性更好.PAHs组成特征、主成分分析及多特征比值揭示淮南至蚌埠段淮河流域沉积物PAHs主要来源于化石燃料的不完全燃烧,还有少量石油类产品的输入.生态风险评价结果显示,研究区沉积物中多数PAHs化合物已超出ER-L值和ISQV-L值,而姚家湾排污口沉积物PAHs部分化合物已超出ER-H值和ISQV-H值,表明沉积物中的PAHs对研究区环境已造成了极大的生态风险.     

东平湖表层沉积物中PAHs来源分析及生态风险评价

采用气相色谱-质谱方法对东平湖表层沉积物中13种多环芳烃进行了分析测定,结果表明:东平湖PAHs含量为49.40~133.67ng/g,湖东南站位表层沉积物中PAHs总量含量最高。多环芳烃的含量沿湖水流向依次降低。分析发现东平湖表层沉积物中PAHs主要污染源为燃料燃烧、油类高温裂解、泄露。东平湖表层沉积物中的PAHs污染生态风险较低,单个点位芴的浓度稍高,存在潜在生态风险。     

多元统计在渤海表层沉积物中PAHs源解析上的应用

应用聚类分析、主成分分析、多元线性回归等多元统计方法对渤海表层沉积物中PAHs的来源进行分析.结果表明,来源相近的PAHs具有特征相似的成分谱.低环成分可指示石油源,而高环成分则代表燃煤、燃油等燃烧源.渤海表层沉积物中的PAHs呈现石油源和不完全燃烧源的混合特征,后者的贡献更为显著.就各海区表层沉积物而言,辽东锦州湾近岸的大部分站点以低环PAHs占优势,体现石油污染源的影响;其他海区的多数站点以高环PAHs为主,显示化石燃料的不完全燃烧是其主要来源,其中,辽河(双台子河、辽东湾和秦皇岛近岸的PAHs主要来自汽车尾气或燃油,辽东半岛、渤海湾、莱州湾和外海的PAHs主要源于燃煤.     

滇池流域宝象河水库沉积物中多环芳烃的垂直分布特征及来源解析

采用GC-MS检测了滇池宝象河水库沉积物中16种美国环保署(US EPA)优先控制的多环芳烃(PAHs)的含量,并对其垂直分布特征及来源进行分析,以此了解宝象河水库近年来PAHs的变化.结果表明,水库沉积物中16种PAHs均有检出,其含量范围为162.26~762.24ng·g~(-1),平均值为423.30 ng·g~(-1).自底层50 cm至表层,沉积物中PAHs含量呈上升趋势.从多环芳烃环数来看,沉积物中的PAHs以2~3环为主,其含量为128.34~518.81 ng·g~(-1),平均值为279.88 ng·g~(-1),占PAHs总量的42.2%~84.1%,平均值为67.6%.FLA/(FLA+PYR)、Ba A/(Ba A+CHR)和Icd P/(Icd P+Bghi P)3组比值及PAHs各组分的分析结果表明,燃烧过程是沉积物中PAHs的主要来源,主要为煤炭、生物质的燃烧.PAHs含量与总有机碳(TOC)之间有显著正相关关系,TOC影响宝象河水库沉积物中PAHs的分布.     

近百年来新疆博斯腾湖多环芳烃的组成及变化特征

本研究分析了新疆博斯腾湖沉积岩芯中16种多环芳烃(PAHs)的垂直分布情况,并对其来源和生态风险进行了初步评估.结果表明,沉积岩芯中总PAHs的变化范围为37.5~184.5 ng·g-1,其中主要成分为萘和菲.近百年来,在20世纪50年代前后,沉积物中PAHs以及各主要组份出现明显变化.20世纪50年代以前,总PAHs和各组分变化相对稳定,并以低分子量PAHs组成为主.20世纪50年代后,高分子量PAHs开始出现并呈现波动上升,尤其是20世纪90年代以来,总PAHs及各组分都出现明显增加,至表层达到峰值,表明湖泊流域除了受人类低温燃烧排放影响外,近年来受工业和机动车尾气等高温燃烧释放的PAHs影响也明显增加.但通过风险评估表明,博斯腾湖中PAHs不会造成生态风险.     

扎龙湿地表层沉积物多环芳烃的污染特征研究

利用索氏抽提、硅胶氧化铝净化和GC-MS定性和定量的方法研究了黑龙江省扎龙湿地12个表层沉积物中15种优控PAHs的环境行为,目的是阐明扎龙湿地表层沉积物中PAHs的污染水平、组成特征、污染来源和途径,评价PAHs对扎龙湿地水生生物的生态风险.结果表明,15种PAHs的总含量（干重）范围在31.9～290 ng/g之间...     

人类活动对查干湖PAHs沉积历史及来源的影响

对查干湖湖心沉积岩芯中16种美国环保署（US EPA）优控多环芳烃（PAHs）含量进行分析,辅以²¹⁰Pb和¹³⁷Cs年代测定,重建查干湖1877—2017年PAHs沉积历史,通过正定矩阵因子分解模型（PMF）定量判别污染源,通过随机影响模型（STIRPAT）和通径分析方法定量分析人类社会经济参数与PAHs沉积历史的影响机理.研究表明：PAHs含量为305.90~1214.42 ng·g^-1,3~4环为优势组分.140年来,PAHs含量变化总体表现为缓慢波动、剧烈波动、快速增加的趋势,20世纪60年代,沉积物中PAHs总量及各组分开始呈较频繁的波动性增大,于2011年达高峰值.查干湖沉积物中PAHs的来源为生物质及煤燃烧、化石燃料燃烧、交通源和石油泄漏,其中燃烧源为主要来源.松原市人口总量和第二产业占GDP比值每提高1%,沉积物中PAHs沉积通量将分别增加8.11%和2.98%,其中能源消费总量通过第二产业占GDP比值对PAHs沉积通量的影响最大.     

海河及渤海表层沉积物中多环芳烃的分布与来源

采集海河和渤海表层沉积物样品,测定16种EPA规定多环芳烃.海河∑PAH含量（干重）范围为445～2185 ng·g-1,平均值为964 ng·g-1;渤海∑PAH含量范围为171～290 ng·g-1,平均值为226 ng·g-1.海河塘沽区段和天津市区段沉积物中∑PAH含量比郊区段含量高.LMW/HMW(低分子质量/高分子质量)和异构体比值分析表明,生物质及煤的燃烧为海河表层沉积物中PAHs主要来源;对于渤海湾大部分区域来说,石油污染是其PAHs的主要来源,而热解来源的PAHs主要以生物质及煤的燃烧为主;滨海旅游度假村附近海域因受旅游活动影响而燃烧源的贡献较大.风险评价表明,海河及部分渤海海域存在潜在生态危害,滨海村附近海域存在潜在生态风险可能性较低.     

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.     

浙闽沿岸泥质区南部表层沉积物中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

为探明浙闽沿岸泥质区南部表层沉积物的多环芳烃（PAHs）污染状况,测定了浙闽沿岸泥质区南部的32个表层沉积物样品中多环芳烃的含量,探讨了浙闽沿岸泥质区多环芳烃的分布、来源及生态风险。结果表明,浙闽沿岸泥质区南部表层沉积物PAHs总浓度介于（12.95~156.05）×10-9,相对于其他区域属于较低水平。特征分子比值法和SPSS分析结果均表明本研究区域中PAHs主要来源于煤炭、石油的燃烧,并有部分石油源。生态风险评价结果表明浙闽沿岸泥质区南部表层沉积物PAHs存在一定程度的生态风险,应当多加留意并采取相关措施进行防护。     

Sedimentary record of polycyclic aromatic hydrocarbons in Lake Erhai, Southwest China

The temporal distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was investigated in a sediment core from Lake Erhal in Southwest China using gas-chromatography/mass spectrometry (GC/MS) method.The total organic carbon (TOC) normalized total PAHs concentrations (sum of US Environmental Protection Agency proposed 16 priority PAHs) ranged from 31.9 to 269 μg/g dry weight (dw),and were characterized by a slowly increasing stage in the deeper sediments and a sharp increasing stage in the upper sediments.The PAHs in the sediments were dominated by low molecular weight (LMW) PAHs,suggesting that the primary source of PAHs was low- and moderate temperature combustion processes.However,both the significant increase in high molecular weight (HMW) PAHs in the upper sediments and the vertical profile of diagnostic ratios pointed out a change in the sources of PAHs from low-temperature combustion to high-temperature combustion.The ecotoxicological assessment based on consensus-based sediment quality guidelines implied that potential adverse biological impacts were possible for benzo(ghi)perylenelene and most LMW PAHs.In addition,the total BaP equivalent quotient of seven carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (BaA,CHr,BbF,BkF,BaP,DBA and INP) was 106.1 ng/g,according to the toxic equivalency factors.Although there was no great biological impact associated with the HMW PAlls,great attention should be paid to these PAH components based on their rapid increase in the upper sediments.     

基于PMF的土壤多环芳烃致癌风险定量源解析方法研究:以太原市为例

为实现土壤PAHs (多环芳烃)来源致癌风险的定量化,选取太原市城乡土壤为研究对象,分析PAHs污染水平并建立含量成分谱,利用PMF (正定矩阵因子分解)模型识别污染源,采用蒙特卡罗模拟进行健康风险评估,并联合PMF模型和健康风险模型量化PAHs污染源的健康风险,比较不同污染源对土壤PAHs含量和对致癌风险贡献的差异. 结果表明:①太原市土壤PAHs污染严重,城市地区人群暴露于土壤PAHs的致癌风险超过了可接受风险水平(10?6),农村地区人群超过可接受阈值的概率在10%~50%之间. ②城市土壤中PAHs主要来自燃煤交通混合源(41.5%)、燃煤源(26.0%)、石油源(16.2%)、焦炉排放源(8.2%)和交通排放源(8.1%),农村土壤PAHs主要来自燃煤源(43.3%)、生物质燃烧源(22.3%)、交通排放源(22.7%)和焦炉排放源(11.7%). ③燃煤交通混合源是城市地区致癌风险的最大来源,贡献率为53.7%;交通排放源和燃煤源是农村地区致癌风险的主要来源,贡献率分别为46.3%和45.6%. ④不同污染源对PAHs含量的贡献与其对致癌风险的贡献存在差异,对于城市地区,燃煤交通混合源、交通排放源对PAHs含量的贡献率分别为41.5%、8.1%,而其对致癌风险的贡献率分别为53.7%、13.0%;对于农村地区,交通排放源对PAHs含量的贡献率为22.7%,但其对致癌风险的贡献率为46.3%. 研究显示,规避交通排放源是降低PAHs致癌风险的关键,建议将基于健康风险的定量源解析技术应用到土壤风险管控中,以期更为有效地降低健康风险,保护人体健康.