土壤中多环芳烃微生物降解能力模拟

为了揭示微生物菌种(组合)对土壤中PAHs(多环芳烃)降解率的影响以及不同类型PAHs抗微生物降解能力的差异,分析了北京市6个不同环境功能区土壤中微生物种类及其分布特征,从中筛选出部分微生物菌种对典型PAHs和原油进行降解模拟试验,对比分析微生物对不同PAHs降解能力的差异.结果表明:① 不同菌种组合对PAHs的降解能力存在明显差异,与假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌混合菌相比,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌混合菌对PAHs的降解率高0.6%~4.5%;② 在相同降解条件下,不同PAHs的降解率存在明显差异,在单体培养基中,LMW PAHs(低环数PAHs)的降解率在25.3%以上,而HMW PAHs(高环数PAHs)的降解率都小于20.1%;③ 在单体培养基与混合培养基中PAHs的降解能力也存在一定差别,单体培养基中PAHs的降解率较混合培养基中高4.2%~26.6%;④ 无论在单体培养基中,还是混合培养基中这些化合物的降解率均存在随着降解时间的增加而增大的现象;⑤ 在原油培养基中不同PAHs的降解率更为复杂,并且出现了中低分子量PAHs降解率随降解时间增加反而降低的假象,这可能是由于随着时间增加,微生物对PAHs的降解能力加强,原油中含烷基的PAHs基团降解或HMW PAHs被微生物降解产生LMW PAHs中间产物造成.研究显示,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌对HMW PAHs和LMW PAHs均有明显的降解效果,但不同PAHs的降解率存在明显的差异,即使是同一单体化合物,在单体培养基、混合培养基和原油培养基三种不同的降解条件下,其降解率也具有不同程度的差别.      

北京地区表层土壤中含氧、含硫杂环芳烃化合物的分布特征及污染源分析

采集北京地区具有代表性的不同环境功能区62个表层土壤样品,利用GC/MS分析检测样品中含氧、含硫杂环芳烃化合物,目的是揭示表层土壤中此类化合物的组成与分布特征,并探讨其成因.结果表明,在不同环境功能区表层土壤样品中所检测到的含氧、含硫杂环芳烃化合物主要包括二苯并呋喃（氧芴）、甲基及C2-二苯并呋喃系列,二苯并噻吩（硫芴）、甲基、C2-及C3-二苯并噻吩系列和苯并萘并噻吩系列.不同环境功能区表层土壤样品中含氧、含硫杂环芳烃化合物组成和分布特征存在差别,其中工矿企业附近和城区土壤受含氧、含硫杂环芳烃化合物污染最为严重,南部地区土壤污染程度高于北部地区.表层土中氧芴系列与芴系列含量、硫芴系列与氧芴系列含量都具有很好的线性相关性.表层土中含氧、含硫杂环芳烃污染物主要来源于煤及油类燃烧产物和矿物油直接输入等,不同环境功能区污染源存在一定的差别.     

有机碳含量对土壤剖面中多环芳烃纵向迁移的影响

为探索有机碳含量对土壤剖面中多环芳烃(PAHs)纵向迁移的影响,选取北京地区3条有机碳(TOC)含量明显不同的土壤剖面进行了土柱淋滤实验研究.结果表明,通过30 d(相当于北京地区3年的淋滤水量)的淋滤实验后,不同剖面中PAHs均存在不同程度的迁移现象,但剖面中残留的PAHs仍然主要富集在土柱表层0～30 cm土壤中,且中高环数PAHs的残留率明显高于低环数PAHs.TOC含量与PAHs的残留总量之间具有显著的正相关性,TOC含量越高,PAHs残留量越高.此外,TOC对不同环数PAHs迁移的影响程度存在差别,高环数PAHs受TOC变化的影响高于低环数PAHs.     

煤矿区表层土壤中芳香烃组成、分布特征及标志化合物研究

通过分析2005年3月至2006年1月间北京市东南郊3个采样点大气总悬浮颗粒物(TSP)样品中多环芳烃(PAHs)的浓度,对北京市东南郊大气TSP中的多环芳烃的来源进行了解析.4个季节中16种多环芳烃组分比例变化反映出各个季节PAHs来源的变化;各方向风频数与PAHs浓度的相关分析表明,研究区内PAHs浓度与西北方向的污染来源贡献密切相关;利用比值法进行源解析,发现研究区PAHs的主要来源为燃煤,此外机动车和焦炉源也可以识别出来;应用因子分析和多元线性回归计算出3个采样点各PAHs源的相对贡献率.     

典型微量有机污染物的区域环境过程

由于缺乏必要的研究,关于我国环境中的微量有机污染物的污染程度、发展趋势、影响途径和危害状况等知之甚少.这种现状给采取合理的管理措施(如制定法规和标准)和工程措施(如发展污染控制和修复技术)造成严重困难.为此,加强关于微量有机污染物的应用基础理论研究,特别是区域性研究具有重要意义和应用前景.     

石油烃在土柱中的纵向迁移行为模拟

通过室内土柱模拟试验研究了石油烃在土壤剖面中的纵向迁移特点及影响因素. 结果表明,淋滤后多环芳烃(PAHs)主要富集在土柱表层,w(PAHs)随深度增加而明显降低,但不同土柱w(PAHs)降幅不同. 饱和烃类化合物组成特征表明,土柱不同深度下饱和烃化合物的组成特征与原土样有明显不同,表明这些化合物在土壤剖面上发生了迁移,但不同化合物(正构烷烃、甾萜类和烷基环己烷)纵向迁移的深度不同,说明饱和烃中不同组分化合物的迁移能力不同. 石油烃组成及质量分数随深度变化特征表明,影响石油烃在土壤中纵向迁移的因素主要有土壤总有机碳(TOC)的质量分数和原油黏度.      

油藏分隔性的地球化学研究

油藏的分隔性和油层连通性研究为油气成评价的重要内容，当前，油藏描述技术已经成为研究油层连通性的重要手段，但常规的油藏描述只着眼于储层的非均质性，主要研究储层的空间分布规律及其对油层连通性的影响。油藏地球化学研究成果表明，砂层连通体不一定等同于流体选通体，因为油层内可能存在有机隔层，出现“低层连通，油层分隔”的现象，利用地球化学方法可以直接研究油藏内部流体的非均质性，有效地判断油藏的分隔性。本文介绍了应用地球化学方法研究油藏分隔性的理论依据和研究方法，并介绍了几个北海油田的研究实例。     

北京地区表层土中饱和烃组成特征及成因分析

根据北京地区不同环境功能区62个样品检测结果,分析了研究区表层土壤中饱和烃类化合物的化学组成及其分布特征,并对其来源进行了讨论。结果表明：（1）北京地区表层土壤中分布有多种类型的烃类污染物,已检测到的饱和烃化合物主要包括正构烷烃、无环类异戊间二烯烷烃、单甲基取代支链烷烃（异构与反异构烷烃）、烷基环己烷和甾、萜烷类等系列化合物中的数百种单体化合物;（2）不同环境功能区,同一地区土地使用情况不同或周围环境不同的土壤样品中饱和烃的质量分数和组成特征均存在较大的差别,其中正构烷烃的质量分数为0.25~4.72μg.g-1;（3）随着距离城中心的距离减小,表土中饱和烃质量分数增高,南部地区饱和烃的质量分数高于北部地区;（4）表层土壤中饱和烃的来源比较复杂,主要来自于化石燃料及木材的不完全燃烧产物,部分地区有少量矿物油及其衍生物的输入。     

多环芳烃在土壤剖面中迁移行为的土柱淋滤模拟研究

京津地区典型土壤剖面分析表明,土壤中PAHs含量和组成均随深度增大而呈现明显的变化.为了揭示PAHs在土壤剖面中的迁移特征与控制因素,开展了室内土柱模拟实验,考察了PAHs的迁移特点及影响因素,特别是土壤有机质含量的影响.采用3种土壤质地和TOC不同的土样装填土柱,以去离子水作为淋滤液对预先加入土柱表层的污染物(包括不同环数PAHs、d-Flu)进行淋滤,当达到淋滤量后分析土柱中PAHs含量及组成.结果表明,不同实验条件下,淋滤后土壤剖面不同层次土壤中PAHs含量均高于原土样中的,且PAHs主要富集在土柱表层,随深度增加其含量明显降低,但不同土柱中降幅不同;不同环数PAHs分布特征存在差异.与原土柱相比,除d-Flu和Flu等低环数芳烃的含量在剖面不同深度均有明显增大外,部分高环数PAHs相对含量在土柱的不同深度也明显增加,说明高环数PAHs也具有一定的迁移能力,但相对于3环PAHs,高环数PAHs在土壤中迁移能力较低.此外,土壤剖面PAHs的富集程度明显受土壤中TOC影响,PAHs总量或单体PAH含量在土柱中迁移的深度随着TOC含量降低而增加.     

北京地区表层土壤中多环芳烃的分布特征及污染源分析

根据北京地区不同环境功能区62个样品的分析结果,讨论了研究区表层土壤中多环芳烃的分布特征及污染源类型。结果表明：（1）研究区表层土壤中检测到的多环芳烃主要包括萘、苊、菲、惹烯、三芴、荧蒽、芘、、苯并蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[e]芘、苯并[a]芘、苝、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3–cd]芘、苯并[g,h,i]苝及其同系物;（2）不同环境功能区表层土壤中多环芳烃的组成及质量分数均存在一定的差别,16种优先控制的多环芳烃质量分数为175.1~10 344 ng.g-1,其中城市中心区表层土壤中多环芳烃的质量分数最高,交通干线附近、工矿企业附近表层土壤中PAHs的质量分数较高,林地、果园和农田表层土壤中PAHs的质量分数较低;（3）表层土壤中PAHs既有来源于石油源,也有来源于化石燃料燃烧产物的,但不同功能区二者贡献存在差别,其中农业用地（林地、果园、农田）中PAHs主要来源于石油源（或部分来源于土壤母岩中的有机质）,城区、交通干线附近及工矿企业附近表层土壤中PAHs污染源以化石燃料燃烧产物输入为主。