环境中多环芳烃的分析

文章对环境中的多环芳烃,尤其是大气、土壤、水体中的多环芳烃研究进展进行综述,包括了室内室外多环芳烃的浓度,以及几十年来的变迁,简述了多环芳烃的检测标准及其适用性、多环芳烃的分离与富集、迁移和转化方式,并对环境样品中多环芳烃的富集做了描述。     

水中硫酸根及溶解氧质量浓度变化对管垢金属元素释放的影响

针对出厂水水质化学组分变化可能引起管垢成分释放进而导致管网"黄水"的问题,利用管段反应器,研究了硫酸根(SO24-)质量浓度变化对长期通地下水的铸铁管段总铁释放的影响,同时分析了硫酸根质量浓度变化可能造成的金属元素锰(Mn)、砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)的释放行为.研究表明,实验管段进水中SO24-质量浓度的升高能导致管垢总铁、Mn释放量显著增加,且当SO24->400 mg.L-1时,出水呈现明显的"黄水"现象.对实验管段进出水中微量金属元素的检测发现,尽管随着进水SO24-质量浓度的升高,出水中As、Cr、Cu、Zn和Ni质量浓度也随之增加,但其多数情况下低于进水质量浓度,说明管垢对这些微量元素具有吸附作用.增加水中溶解氧(DO)质量浓度对铁的释放具有明显控制作用,但当超过一定值时,其抑制作用反而降低.     

天津地区表层土壤和河流沉积物中正构烷烃化合物的成因分析

对天津地区表层土和河流沉积物中正构烷烃化合物进行了测试分析。不同环境功能区正构烷烃组成特征存在一定差别。表层土和河流沉积物中正构烷烃主峰碳、CPI和轻重比指数等地球化学参数分析表明,样品中中、低碳数正构烷烃主要来源于石油及其衍生物,个别样品中C17、C19 正构烷烃含量很高,并具明显的奇碳优势,可能与藻类生物活动有关;高碳数正构烷烃具有比较明显的奇碳优势,主要来源于高等植物蜡质的降解产物。不同环境功能区污染源的构成也存在比较明显的差别。     

天津地区主要河流沉积物中多环芳烃化合物的组成与分布特征

对天津地区海河、北运河、潮白新河、北京排污河、永定新河、蓟运河、北塘排污河（北排污河）、大沽排污河（南排污河）和南运河等9条具代表性河流的沉积物样品进行了分析检测．结果表明，不同河流沉积物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）、荧蒽、芘、菌、苯并芴、苯并蒽、苯并荧蒽、苯并芘、苝、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、苯并[g，h，i]苝等系列多种单体化合物，相对含量较高的主要有菲、甲基菲、荧蒽、芘、菌等；不同河流或同一河流不同河段沉积物中有机物和烃类污染物含量及组成均存在较大差别，其中北塘排污河、大沽排污河和南运河有机物和烃类污染物含量较高，海河及津北地区的潮白新河、蓟运河、北京排污河、永定新河有机物和烃类含量较低；津北地区河流沉积物中烷基取代物与多环芳烃母体化合物的相对比值较低，且从上游到下游有增大的趋势，海河、南北排污河、南运河沉积物中该比值相对较高，且从城区河段到下游有降低的趋势；不同河流沉积物中四环芳烃相对含量变化不明显，但四环以上芳烃化合物变化比较明显，其中海河、南北排污河及南运河沉积物中四环以上芳烃化合物的相对含量较低，津北地区北运河、潮白新河、北京排污河、永定新河的相对含量较高．由此推测，城区及津南地区的南北排污河、南运河多环芳烃中石油烃贡献相对较大，津北地区北京排污河、潮白新河、蓟运河和永定新河沉积物中石油烃污染源贡献相对较小，大气沉降物的贡献相对较大．     

北京典型土壤剖面中饱和烃的组成及垂向分布特征

分析了北京地区不同环境功能区具有代表性的10个土壤剖面样品中饱和烃污染物的含量和组成特征.结果表明,不同剖面饱和烃的浓度差别明显,其变化范围为1.5～54.1 μg·g-1,其中城区(B7)、污灌农田(B9)和工业区(B10)浓度较高.所有的剖面均检出了正构烷烃、类异戊间二烯烷烃、烷基环己烷和甾、萜类等饱和烃污染物,大部分剖面中各类化合物的相对含量为正构烷烃＞类异戊间二烯烷烃＞甾萜类＞烷基环己烷,而且在表层土中正构烷烃的含量明显占优势.不同剖面中饱和烃浓度随深度增加而降低,在表层30 cm内饱和烃含量随深度增加而明显降低,40 cm以下含量基本保持恒定,且与有机碳含量的变化趋势基本一致,地球化学参数(如CPI1、CPI2、甾萜类生物标志物参数等)分析表明,城区表土(B7)主要受化石燃料污染,而其它剖面表土正构烷烃主要来源于高等植物,但也受不同程度的化石燃料及其燃烧产物的污染;剖面深部土样中正构烷烃来源与表层土不同,其来源与土壤本身或成土母岩中所含的有机质的地球化学演化有关,而甾萜类化合物和烷基环己烷与表层土中的来源可能基本相同.     

北京典型土壤剖面含氧非烃化合物分布及成因

根据对北京地区6个典型采样点土壤样品的试验分析结果,探讨了含氧非烃化合物的含量、组成及其在采样点剖面上的分布特征,并对其污染源进行了讨论. 结果表明,检测到的含氧非烃化合物主要包括C₆~C₂₈正构烷酸类、C₁₂~C₂₈正构烷醇类、正构烷酸甲酯类、酞酸酯类、甾醇类和脱氢松香酸等. 含氧非烃化合物总质量分数及各类化合物的质量分数均有随深度增大而降低的趋势,其中0~40cm含氧非烃化合物总质量分数(4.539~60.689μg/g)较高且变化明显,深度大于40cm的土壤中降至<9.000 μg/g且均趋于稳定. 各采样点含氧非烃化合物的总质量分数纵向变化特征与w(TOC)的变化趋势基本一致,表明w(TOC)是控制土壤中含氧非烃化合物分布的重要因素. 不同采样点正构烷酸类化合物都以C₁₆为主峰碳,次主峰碳为C₁₈,除个别采样点表层土壤中高碳数正构烷酸存在较明显奇偶优势外,中低碳数正构烷酸偶碳优势不明显,推测其主要来源于化石燃料或原土中的有机质,部分高分子量正构烷酸来源于生物质;正构烷醇类以C₂₂为主峰碳,并具有明显的偶碳优势,主要来源于植物或者微生物源等天然源;酞酸酯中DBP(邻苯二甲酸二丁基酯)、DEHP〔邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯〕和DIBP(邻苯二甲酸二异丁基酯)质量分数较高,其来源与这些化合物的人为使用有关;甾醇类以β-谷甾醇占优势,并且大部分集中在表层,主要为生物源.      

荧光光谱法快速检测土壤中荧光烃类污染物

探讨了正己烷、石油醚及二氯甲烷∶正己烷(1∶2,体积比)混和液三种溶剂浸泡或超声波萃取与荧光光谱相结合测定土壤中荧光烃类污染物的方法,并为了验证方法有效性,对典型煤矿区93个土壤样品中的荧光烃类进行了快速检测。结果表明,采用二氯甲烷∶正己烷(1∶2,体积比)混和液超声波萃取土壤中荧光烃类,耗时短,萃取能力较强。对于具有大量土壤样品的研究区域,超声波萃取与荧光光谱法相结合可大大缩短土壤样品中总荧光烃类污染物的检测时间,进而可快速获知某一研究区内土壤环境中荧光烃类污染物的空间分异规律及相对污染程度,具有一定的应用价值。     

天津地区表层土壤和河流沉积物中甾烷与五环三萜烷的分布特征及污染源分析

分析了天津地区表层土壤和具有代表性的河流沉积物中甾烷和五环三萜烷系列化合物的组成与分布特征，讨论了这类化合物的来源及环境意义。分析表明，在天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中均检测到了甾烷和五环三萜烷系列化合物，但样品之间其含量存在明显的差别；表层土壤与河流沉积物中甾烷、五环三萜烷化合物的组成与石油中的基本一致，样品间这类化合物在饱和烃中的相对含量与正烷烃CPI之间有较好的负相关关系，表明它们主要来源于石油及副产品，可以根据样品中甾、萜化合物与正构烷烃的比值来反映饱和烃中石油烃污染源的贡献。论文根据样品中甾烷、五环三萜烷化合物与正构烷烃的比值，并结合正烷烃CPI参数初步分析了天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中饱和烃污染物的污染源。     

天津地区土壤多环芳烃在剖面中的纵向分布特征

在天津市北部山区、中部农田和东南部油田采油作业区分别采集了土壤样品 ,研究了土壤中多环芳烃 (PAHs)的纵向分布特征 ,并对土壤中多环芳烃的来源进行了分析 .结果表明 ,PAHs含量峰值一般位于土壤表层或次表层 ,并随着土壤剖面的加深而减少 .农田菜地土壤PAHs在 4 0cm深处含量仍然较高 ,而油田仅表层 3cm富集PAHs ,这与耕作土壤表层常受到人为扰动有关 .与高环物质相比 ,低环物质更容易向下迁移 .土壤中有机碳的含量、土壤的性质以及土壤的粒度均是影响PAHs迁移的重要因素 .山区和菜地土壤中PAHs主要来自燃烧源 ,而油田则显示为石油源和燃烧源的混合源 .     

有机碳含量对多环芳烃在土壤剖面残留及迁移的影响

为了揭示有机碳含量(TOC)对多环芳烃(PAHs)在土壤剖面中迁移的影响,本文分析了北京地区部分典型的环境功能区(包括自然保护区、耕地、果园、农田、城区及工业区等)土壤剖面中多环芳烃和TOC的纵向分布特征,结合多环芳烃化合物的土柱淋滤实验,讨论了多环芳烃在土壤剖面上的纵向迁移特征.结果表明,不同环境功能区土壤剖面的土壤中多环芳烃的含量存在差异,且与TOC之间存在较强的正相关关系;土柱淋滤实验结果进一步证实,尽管具有不同TOC的土壤剖面中多环芳烃均可能向深层迁移,但TOC对土壤剖面中多环芳烃的残留及纵向迁移能力具有重要的影响,TOC越高,多环芳烃富集量越大,向下迁移量相对减少,反之相反;在TOC相同的情况下,多环芳烃的组成或结构特征对其在土壤剖面中的残留与迁移特征有明显的影响,淋滤水量、淋滤时间和添加PAHs量等对其在土壤剖面中的迁移作用也有一定影响.