太原市耕地土壤PAHs的含量、分布、源解析与风险评价

为研究太原市耕地土壤中多环芳烃(PAHs)的含量、空间分布特征、来源与健康风险,采集了太原市22个耕地土壤样本,通过GC-MS分析土壤中PAHs的含量,使用诊断比率法与正定矩阵因子分解(PMF)模型分析土壤PAHs的来源,使用增量终生致癌风险模型分析土壤的健康风险.结果表明,太原市耕地土壤(干重)中∑₂₁PAHs和∑₁₆PAHs含量平均值分别为934.6 ng·g^-1和787.7 ng·g^-1,土壤中PAHs含量低于GB 15168-2018规定的农用地土壤污染风险筛选值.工业区、丘陵区和污灌区分别有约60%、 13%和33%的样点的PAHs含量超过了1 000 ng·g^-1.空间分布显示耕地土壤PAHs含量高的区域集中在工业区;诊断比率显示煤炭和生物质燃烧与交通排放是太原市耕地土壤中PAHs污染的主要来源;PMF模型模拟结果表明,耕地土壤中PAHs的来源和贡献率为煤炭和生物质燃烧源(59%)、交通源(22%)和炼焦源(19%).风险评价结果表明太原市耕地土壤普遍具有高致癌风险...     

河北南部变电站场地土壤中PAHs含量、来源及健康风险

对河北省南部地区28座典型变电站场地土壤中16种优先控制的PAHs含量进行了检测和分析.结果表明,变电站场地土壤中PAHs总量为223.48~1681.17μg/kg,平均值为443.94mg/kg.变电站整体PAHs处于轻微污染水平.利用特征组分比值法和正定矩阵因子分解模型（PMF）分析了污染源类型及贡献率,结果表明,变电站土壤中PAHs主要是石油及其衍生产物污染源,其中生物质和煤炭燃烧等化石燃料燃烧占42.1%,石油及其衍生产物污染源（变压器油、柴油和汽油等混合源）占57.9%.健康风险评价结果表明变电站土壤中PAHs致癌风险较高,非致癌风险相对较低,被测变电站中有潜在致癌风险站点占比为11%,经口摄入和皮肤接触是致癌风险的主要暴露途径,变电站场地内PAHs的生态风险整体处于较低水平.     

河北南部变电站场地土壤中PAHs含量、来源及健康风险

对河北省南部地区28座典型变电站场地土壤中16种优先控制的PAHs含量进行了检测和分析.结果表明,变电站场地土壤中PAHs总量为223.48~1681.17μg/kg,平均值为443.94mg/kg.变电站整体PAHs处于轻微污染水平.利用特征组分比值法和正定矩阵因子分解模型（PMF）分析了污染源类型及贡献率,结果表明,变电站土壤中PAHs主要是石油及其衍生产物污染源,其中生物质和煤炭燃烧等化石燃料燃烧占42.1%,石油及其衍生产物污染源（变压器油、柴油和汽油等混合源）占57.9%.健康风险评价结果表明变电站土壤中PAHs致癌风险较高,非致癌风险相对较低,被测变电站中有潜在致癌风险站点占比为11%,经口摄入和皮肤接触是致癌风险的主要暴露途径,变电站场地内PAHs的生态风险整体处于较低水平.     

基于土壤重金属及PAHs来源的人体健康风险定量评价:以北京某工业污染场地为例

以北京某工业污染场地为研究对象,采集130个表层土壤样本,测定了As、 Be、 Cd、 Cu、 Cr、 Hg、 Ni、 Pb、 Sb、 Ti和Zn这11种重金属元素和16种多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)元素的含量.运用正矩阵分解模型(positive matrix factorization,PMF)解析重金属及PAHs污染源,并对各个污染源致癌风险及非致癌风险贡献率进行了分析.结果表明,研究场地土壤重金属含量均在不同程度超出北京土壤环境质量背景值,其中Cd、 Hg、 Pb、 Zn和Cu这5种重金属超标率均50%,污染最为严重. 130个采样点中低环(2～3环)PAHs和高环(4～6环)PAHs含量分别占∑16PAHs含量的39.6%和60.4%, 77%的采样点PAHs含量大于1 000μg·kg~(-1),属于PAHs严重污染.污染源分析Be、 Ti、 As和Ni这4种重金属为自然来源.其余7种重金属和16种PAHs具有3种污染来源,分别为煤炭燃烧源(Hg和∑16PAHs),冶炼源(Cu、 Cr、 Pb和Zn)和交通源(Sb和Cd). 3种污染源对130个采样点内7种污染重金属和16种PAHs平均含量的贡献率依次为8.46%、 90.61%和0.94%.人体健康评价结果显示130个采样点中各污染物的致癌风险值分布在4.17×10~(-6)～39.38×10~(-4)之间,非致癌风险分布在0～32.23之间,致癌风险和非致癌风险最大值均位于焦化厂附近,其中BaP是影响土壤致癌风险的主要污染物, Zn是影响土壤非致癌风险的主要污染物.煤炭燃烧源的平均致癌风险值为2.16×10~(-4),占总平均致癌风险的50.26%.冶炼源的平均非致癌风险值为0.834,占总平均非致癌风险的56.43%,这2种污染源是影响该工业污染场地土壤重金属和PAHs人体健康风险的主要因素.本研究结果能够为相似工业污染场地土壤修复及生产工艺优化提供参考.     

基于城镇化进程表层土壤多环芳烃来源解析及风险评价

为研究城镇化进程对土壤PAHs残留状况、来源以及健康风险的影响,采集辽宁地区95个表层土壤样品,利用气相色谱-质谱联用仪分析21种PAHs含量.结果表明研究区域中,背景点、沈抚新城、沈阳以及抚顺内Σ21PAHs总含量分别为1 496.76、3 000.50、8 705.11以及8 178.90μg·kg-1,即城镇化程度与PAHs含量呈正相关关系.利用分子比值法与PMF模型进行来源分析,结果表明研究区域表层土壤PAHs来源主要为煤燃烧源与交通源(石油燃烧),其中4个区域的主要来源依次为石化燃烧源41.0%、煤柴等生物质燃烧源64.4%、交通源67.5%以及交通源62.0%,即随着城镇化进程推进,人为源(主要是交通源)逐渐成为环境中PAHs的主要贡献者.健康风险评价表明,通过土壤误食与皮肤接触途径暴露致癌风险水平较高,城市土壤PAHs存在较高的健康风险,且儿童与青少年受到的健康风险较大,需要引起注意.     

河南某市驾校地表灰尘多环芳烃组成、来源与健康风险

采集河南省某市29所驾校的地表灰尘样品,应用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定样品中16种优控PAHs含量,用终生致癌风险增量模型(ILCR)评价灰尘PAHs不同暴露情景下(情景1、2、3分别为驾校工作5 a、10 a和20 a)的健康风险,用比值法、成分谱法和主成分因子载荷法揭示PAHs来源.结果表明,驾校灰尘ΣPAHs含量在198.21~3 400.89μg·kg-1之间,平均908.72μg·kg-1.单体PAHs含量较高的是萘、菲、蒽、荧蒽,含量最低的是二苯并[a,h]蒽,低环PAHs占ΣPAHs的55.79%,高环占44.21%.3种情景下的平均健康风险为情景3(3.71×10-7)情景2(1.85×10-7)情景1(9.27×10-8),只有一个驾校(J11)在情景3存在潜在健康风险,其他情景下均无风险.皮肤接触灰尘是最主要的PAHs暴露途径,其占总风险的64.21%;其次是误食途径,占总风险的33.04%;吸入途径可忽略不计.驾校灰尘PAHs主要来源为化石燃料不完全燃烧源和混合源,农田区驾校灰尘PAHs的柴油/天然气动力车排放源、燃煤源和汽油车排放源贡献率分别为56.44%、26.55%和17.01%,工业区驾校混合源、汽油车和炼焦/燃煤排放源贡献率分别为76.26%、22.85%和0.89%,混合区驾校燃煤源、天然气/柴油动力车排放源和汽油车排放源的贡献率分别为45.57%、45.41%和9.02%.灰尘PAHs含量及健康风险与其周边环境、前期土地利用状况密切相关.     

沈北新区土壤中多环芳烃污染特征及源解析

采用均匀网格布点法采集沈阳市沈北新区不同土地利用类型101个表层(0~20 cm)土壤样品,开展土壤中美国环保署优先控制的16种多环芳烃(PAHs)的含量空间分布特征、成分谱分析和污染物来源解析研究.结果表明,沈北新区土壤中16种PAHs(ΣPAHs)总含量为123.7~932.5μg·kg~(-1);PAHs组分以3~4环的中、低环组分为主,其中3环PAHs比例最高;ΣPAHs的空间分布特征明显,呈现出由南向北、自东向西逐渐递减的趋势.在研究区域所涉及的5种土地利用类型土壤中,土壤ΣPAHs含量的高值主要集中在城区绿地和人工绿化林地,其次为设施菜地,水稻田和玉米田中ΣPAHs含量相对较低且无明显空间分布差异.利用特征比值分析和因子分析/多元线性回归分析进行土壤中PAHs的污染源解析,初步确定沈北新区表土中PAHs的主要污染源为燃烧源和石油源的混合源,其中,工业燃煤和机动车尾气是PAHs的主要污染源,其贡献率达79.6%,石油泄漏和焦炉排放贡献率约为16.2%,生物质燃料的燃烧贡献率占4.2%.     

固定源排放污染物健康风险评价方法的建立

将AERMOD模型应用于健康风险评价中,建立固定源排放污染物的健康风险评价方法,直接预测污染源排放毒性污染物通过某种暴露途径引起的健康风险.以兰州市三大电厂在采暖期和非采暖期排放可吸入颗粒物(PM_(10))中多环芳烃(PAHs)和其中的苯并[a]芘(Ba P)对不同年龄、不同性别的人群在呼吸暴露下的健康风险(包括致癌风险值和非致癌危险指数)为例,结合兰州市采样点处PM_(10)中PAHs的实测数据,分析三大电厂排放PM_(10)中PAHs和Ba P对人群呼吸暴露下的健康风险在采样点处的贡献率.结果表明贡献率与性别和年龄无关,与时间段和风险类别有关,非采暖期的贡献比采暖期的大,非致癌危险指数的贡献比致癌风险值的大.通过与传统方法的对比验证该方法的可靠性.该方法适用于所有固定源排放毒性污染物的健康风险评价以及环境影响评价中环境风险的评价.     

上海市郊道路地表径流多环芳烃污染特征对比及源解析

随着城市化发展,我国城市地表径流污染问题日益突出,交通道路地表径流多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染受到广泛关注.以上海中心城区(漕宝路)和郊区(嘉金高速)交通道路为研究对象,采集2017～2018年7场降雨地表动态径流水样,分析道路地表径流多环芳烃的质量浓度特征及组成比例,并采用特征比值法和正定矩阵因子法(positive matrix factorization,PMF)进行PAHs源解析,从而明确交通道路地表径流PAHs的污染特征及来源差异.结果表明,郊区嘉金高速Σ16PAHs的几何均值(5 539. 2 ng·L~(-1))高于市区漕宝路(548. 1 ng·L~(-1)) 10倍以上,与嘉金高速货车比例大且清扫频率相对较低有关.两个点位的苯并[a]芘[benzo(a) pyrene,Ba P]均超过国家排放标准,尤其嘉金高速超标21倍.漕宝路和嘉金高速径流PAHs组分比例差异不大,均以4～6环为主,占比约80%.通过特征比值法定性源解析发现,漕宝路PAHs主要来自燃煤源和交通源;嘉金高速PAHs主要来自石油、煤等燃烧源和交通源. PMF定量源解析表明,漕宝路径流PAHs来源以燃气、燃煤源为主,占48. 6%,其次为交通排放源和石油源,分别占29. 8%和21. 7%;嘉金高速道路径流PAHs来源贡献比从大到小依次为交通排放源、燃煤源、石油源以及炼焦源,其贡献率分别为38. 5%、34. 6%、14. 6%和12. 6%.市、郊道路的PAHs来源及贡献率存在显著差异,燃气、燃煤源是市区漕宝路地表径流PAHs主要来源,与其所在徐汇区人口密度大、燃气使用量相对较多有关;交通排放源是郊区嘉金高速地表径流PAHs主要来源,与其客、货车流量相对较大、其排放PAHs远高于轿车有关;另外嘉金高速PAHs来源还存在炼焦源,与青浦区工业煤炭使用量较大有关.     

基于源导向的农用地土壤重金属健康风险评估及优先控制因子分析

以重庆市农产品主产区为研究对象,运用正定矩阵因子分解（PMF）受体模型对土壤重金属进行源解析,运用蒙特卡罗模拟的健康风险评估（HRA）模型,探析土壤重金属对人体的健康风险,并将PMF受体模型和HRA模型结合,探讨不同污染源影响下的土壤健康风险,确定优先管控要素.结果表明,研究区土壤Cd均值含量远高于背景值,Cr均值含量低于背景值,As、 Pb、 Cu、Ni和Zn均值含量与背景值基本持平.PMF受体模型源解析结果表明,研究区土壤受自然源、工业源和农业源影响,贡献率分别为35%、 24%和41%.HRA模型评估结果表明,研究区土壤重金属对儿童和成人存在可耐受致癌健康风险（1.00E-6 相似文献   

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.     

上海交通沿线农田土壤中PAHs分布特征及源解析

为探讨交通干线对周围农田土壤环境中16种优先多环芳烃（PAHs）累积的影响,采集了上海市交通干线旁与道路垂向分布的70个农田土壤表层样品及2个土壤柱样品,系统分析了土壤中16种优控PAHs的含量、组成及来源.结果表明上海交通干线旁农田表层土壤PAHs含量范围为23.16~21250.25ng/g,平均值为928.16ng/g,且随着与防护林距离的增加呈现出先下降后增加而后又下降的趋势,农田土壤柱中PAHs含量则表现出随着距土壤深度的增加而上升的趋势.基于正定矩阵因子分析（PMF）模型及特征因子比值法的来源辨析结果,表明表层土壤和土壤柱中的PAHs均主要来源于煤、生物质的燃烧及交通排放.     

基于APCS-MLR和PMF模型的燃煤电厂周边土壤潜在有毒元素(PTEs)污染特征与来源解析

为探究燃煤电厂周边土壤潜在有毒元素（PTEs）的污染特征及来源,以靖远电厂周边土壤为研究对象,分别采集了36个城市土壤样品和27个农田土壤样品,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量.采用地累积指数法、单因子污染指数法和改进的内梅罗污染指数法对土壤PTEs污染特征进行评估,并利用相关性分析、绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解（PMF）法定量解析PTEs污染来源.结果表明,除农田土壤As之外,靖远电厂周边土壤其余元素含量均值都高于甘肃省土壤背景值,其中Cd、Cr、Ni和Pb相对较为富集,Hg空间分异较大,受人类活动干扰显著.地累积指数法和单因子污染指数法结果显示,周边土壤污染以Cd、Cr、Ni和Pb为主,Hg的污染范围较广.改进的内梅罗污染指数显示,周边土壤为偏中度-偏重度污染,且城市土壤的综合污染程度高于农田土壤.源解析表明,城市土壤PTEs源自于交通燃煤混合源、交通工矿混合源和工业降尘源,APCS-MLR模型的贡献率分别为35.2%、25.1%和23.4%,PMF模型的贡献率分别为40.2%、12.4%和47.7%;农田土壤PTEs源自于工矿农业交通混合源和交通燃煤混合源,APCS-MLR模型的贡献率分别为40.3%和35.9%,PMF模型的贡献率分别为36.2%和18.0%.此外,PMF模型还识别了贡献率为48.5%的燃煤农业混合源.     

典型污染区农业土壤中PAHs的分布、来源及生态风险

采用同位素稀释气相色谱-质谱（GC/MS）分析了路桥农业表层土壤中16种优控PAHs的含量,并对其分布、来源及生态风险进行了分析.结果表明,土壤中16种PAHs的检出率达到100%,其总含量范围为52.3~991 μg·kg-1,与土壤有机碳显著相关（p < 0.01）.PAHs组成特征表明,路桥土壤中以高环PAHs为主.PAHs（除Nap、Acy和Fl）间呈显著相关（r > 0.7,p < 0.01）,表明采样区PAHs污染来源具有一定的相似性.同分异构体比值和因子分析表明,路桥农业土壤中PAHs主要来源于煤和生物质的燃烧.土样中16 PAHs的毒性当量浓度（TEQBaP）介于4.61~164 μg·kg-1之间,7种致癌性PAHs对总TEQBaP的贡献达99%.在35%的土样中,10种PAHs的总TEQBaP超过荷兰土壤目标参考值,表明路桥部分农业土壤存在潜在的生态风险.     

福建闽江沿岸土壤中多环芳烃含量、来源及健康风险评价

为研究福建省闽江沿岸土壤中多环芳烃(PAHs)的残留状况、潜在来源及健康风险,采集闽江沿岸16个土壤样品,利用气相色谱/质谱(GC/MS)分析其中16种PAHs含量,结果表明:研究区土壤中16种PAHs的总含量为70.70~1667.83μg/kg,平均值为480.28μg/kg,其沿闽江沿岸呈“W”型分布模式,具体表现为城市高于郊区的变化;PAHs以2~3环为主,其中萘(Nap)的含量最高.基于PAHs的特征比值和主成分回归结合分析,研究区土壤中PAHs主要是石化和燃烧混合污染源,其中化石燃料高温燃烧占41.45%,石油源及生物质燃烧占49.34%,煤燃烧占9.21%.PAHs总毒性当量浓度值(TEQ_BaP)为3.10~121.15μg/kg,平均值为36.71μg/kg,37.50%的采样点超过荷兰土壤标准目标参考值(33.00μg/kg),表明闽江沿岸土壤已经受到PAHs不同程度的污染.健康风险评价表明,研究区土壤中PAHs的致癌风险(ILCRs)在10^-8~10^-6间,说明其致癌风险较小.     

黄淮平原农田土壤中多环芳烃的分布、风险及来源

对227个黄淮平原农田表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)含量进行了调查,并对其致癌风险和来源等进行了分析.结果表明,有15种PAHs被普遍检出,各单体检出率在23.3%~100%之间(苊烯未检出).土壤中PAHs总量(∑PAHs15)为33.44~1246μg/kg,平均值为152.4±166.2μg/kg,且以4环及4环以上PAHs为主,其中16.7%的样品中PAHs含量达到了污染水平(>200μg/kg),与国内外其他地区相比,黄淮平原农田土壤中PAHs含量处于相对较低水平.黄淮平原农田土壤7种致癌性PAHs毒性当量浓度(TEQBap)占总毒性当量浓度的98.27%,其中苯并(a)芘(Bap)潜在致癌风险最大.同分异构体比值法和主成分分析结果表明黄淮平原农田土壤中PAHs的主要来源是汽油、柴油高温燃烧、以及煤和秸秆燃烧.相关性分析表明有机质含量与∑PAHs15及PAHs单体含量具有显著相关性,表明有机质是影响PAHs在土壤中含量、空间分布及归趋的一个重要因素.     

成都市冬季PM2.5中多环芳烃的源解析与毒性源解析

对成都市2010~2011年住宅区冬季PM2.5中16种多环芳烃(PAHs)进行了来源解析、毒性评估以及毒性源解析研究.结果表明,16种PAHs普遍检出,成都市冬季PM2.5中的ΣPAHs浓度范围为22.79~215.82ng/m3,平均浓度为71.38ng/m3.PAHs组分分析结果显示,低环(2~3环)PAHs含量较低,高环(4~6环)所占比例较大,其比例范围为75.95%~99.52%.利用EPA PMF5.0解析PAHs污染源类型,结果表明成都市冬季PM2.5中PAHs的主要来源是煤和木材燃烧源、柴油燃烧源和汽油燃烧源,其分担率分别是14.88%、31.34%和54.08%.等效因子(TEF)毒性评估表明,成都市冬季的TEQ均值为16.82ng/m3.此外,运用PMF-TEF耦合模型对PAHs进行了毒性源解析,结果表明煤和木材燃烧、柴油燃烧和汽油燃烧的毒性分担率分别是12.39%、24.78%、62.83%.     

海南岛半干旱区农用地土壤重金属富集因素、健康风险及来源识别

为了解海南岛半干旱区农业土壤中重金属富集因素和污染状况,在感城镇采集1818件表层土壤样品,测定其重金属含量和化学组成.采用相关分析、地累积指数（I_geo）、综合生态风险指数（RI）、危害指数（HI）、致癌风险指数（CR）和正定矩阵因子分析（PMF）开展重金属风险评价和来源识别.结果显示,重金属ω（As）、ω（Cd）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Ni）、ω（Pb）和ω（Zn）的平均值分别为22.7、0.128、33.4、14.5、0.032、9.32、32.5和43.3 mg ·kg^-1,除Zn外,均高于海南岛土壤背景值.相关分析表明,重金属富集与土壤中Fe、Mn、Al和有机质含量密切相关.I_geo结果表明,研究区农业土壤主要受到As的污染,其次为Cd和Cu;RI结果显示,高风险以上的样品占比为29.4%,其中As是潜在生态风险的主要贡献者;健康风险评估结果显示,As、Cr和Ni对儿童存在致癌风险,需要引起注意.基于PMF模型,确定了研究区重金属的4种主要来源,其中Hg主要来自工业排放;As主要来自农业活动;Ni、Cu、Cr和Zn主要来自与成土母质密切相关的自然来源;Pb和Cd主要来自农业活动和机动车尾气的混合源.研究表明PMF模型与相关分析相结合,能够有效识别土壤重金属来源.