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.     

老化对六六六在土壤中可提取态含量及其生物有效性的影响

用室内模拟试验的方法研究了老化作用对六六六在土壤中可提取态含量变化及其在蚯蚓(Eisenia foetida)体内的生物富集规律.结果表明,六六六在土壤中的可提取态含量随着时间延长逐渐降低,下降速率呈现初始较快、而后减慢的趋势.在开始60 d老化时间内,α-六六六、β-六六六、γ-六六六和δ-六六六在土壤中的老化减少量是其初始添加量的57.2%、50%、52.2%和43.2%,分别是其在180 d内老化减少量的90.5%、87.4%、72.4%和84.4%.六六六在蚯蚓体内的生物富集量和生物富集系数也表现出和老化相似的规律.不同老化时间内,六六六在蚯蚓体内的生物富集量表现为α-六六六>β-六六六>δ-六六六>γ-六六六.生物富集系数在开始的15 d为γ-六六六>α-六六六>β-六六六>δ-六六六;而后呈α-六六六>β-六六六>acillus cereus efficiently debγ-rominated and degrade-六六六>δ-六六六的规律.老化使六六六在土壤中的可提取态含量和生物有效性降低,但仍可以在蚯蚓体内有一定的生物富集,对土壤生态安全的威胁依然存在.     

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.     

土壤中砷的形态及生物有效性研究

土壤中砷的可移动性主要取决于其存在形态,并决定了其生物有效性,生物对不同形态砷的吸收利用程度亦不同,本文阐述了土壤中砷的形态及生物吸收的研究进展,总结了砷的生物有效性研究概况,对影响砷生物有效性的主要因素展开分析.其不仅与重金属本身的化学形态和结合相态有关,还受主壤化学性质及土壤环境中的物理、化学及生物作用影响,砷的生...     

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.     

不同碳源刺激对老化污染土壤中PAHs降解研究

采用室内模拟试验,研究追加葡萄糖、DL-苹果酸、柠檬酸三钠、脲和乙酸铵碳源刺激下对老化污染土壤中PAHs的降解规律.结果表明,培养第1周内,添加碳源处理土壤CO2的释放量显著大于对照,其中外加DL-苹果酸处理土壤所释放的CO2量最大.各处理CO2的平均释放量顺序为脲>葡萄糖≈柠檬酸三钠≈DL-苹果酸≈乙酸铵>对照.添加碳源处理土壤所挥发的PAHs要显著小于对照,且3种PAHs的挥发量大小顺序为菲>荧蒽>苯并(b)荧蒽.添加碳源处理土壤中菲、荧蒽及苯并(b)荧蒽的平均降解速度均大于对照,其中添加DL-苹果酸和脲处理土壤中菲、荧蒽及苯并(b)荧蒽的降解较快.3种PAHs化合物之间相比较,苯并(b)荧蒽的残留比例最大,在72%～81%之间;其次为荧蒽,在53%～70%之间;菲最少,在27%～44%之间.     

麓湖中具生物有效性多环芳烃的特征和季节变化

利用半渗透膜(SPMD)采样技术对广州市内小型湖泊——麓湖中具生物有效性的多环芳烃进行了为期一年的采样和分析，总多环芳烃的浓度值是从2月份的最低值33．3ng／L到4月份的最高值89．4ng／L，但各化合物的浓度值差别较大，其中相对含量最高的是萘，达到了总量的43．0％，其次依续为菲、芘、荧蒽、芴，其它化合物含量较低，而高环数的化合物含量更少，只有极少的5环化合物，6环的化合物无检出。对各化合物分析比较后发现，PAHs在水中的浓度与其本身的溶解度有关，各个化合物的浓度的变化也受温度的影响，但与大气中该化合物的浓度无关。     

用沉积物、稀有鲫和生物模拟采样器评价水体中PAHs和OCPs的生物富集和有效性

以官厅湿地为研究对象,通过分析多环芳烃（PAHs）和有机氯农药（OCPs）在沉积物中的浓度及在30 d暴露笼养稀有鲫和三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜（TECAM）中的富集水平,来评价PAHs和OCPs在水体中不同介质中的富集规律,并探讨了用TECAM膜对水生生物进行生物有效性评价的可行性.结果表明,目标污染物的沉积物生物富集系数（BSAF）和沉积物TECAM膜富集系数（TSAF）在湿地各点之间均存在着较大差异,变异系数分别在10%～70%和20%～50%之间,且BSAF和TSAF与K_ow均没有一致的变化规律.对于所研究的目标污染物尤其是PAHs,稀有鲫的BSAF值比平衡分配模型的预测值（在1～4之间）小1个数量级左右,而TSAF值则比较接近水生生物的模型预测值.同时也发现湿地中OCPs的BSAF和TSAF相互之间存在较好的相关关系,5个实验点相关系数分别为0.80、 0.87、 0.83、 0.85和0.84（p<0.01）,而PAHs的BSAF和TSAF相关关系不显著(p>0.1).由此可见,联合应用沉积物、稀有鲫和TECAM膜能更可靠更准确地评价PAHs和OCPs这类有机污染物在水体中的污染状况,TECAM膜作为一种生物模拟采样器能很好地预测鱼对OCPs这类较难降解有机污染物的生物富集,是对水体中疏水性有机污染物进行生态风险评价的一个有力工具.     

施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响

采用温室模拟试验,施用农业生产中广泛使用的无机氮肥和有机肥,以花红苋菜为典型叶菜类蔬菜,研究了不同施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响.结果表明,有机肥处理与无机氮肥处理相比较,土壤中菲、荧蒽和苯并(b)荧蒽的可提取态浓度显著降低(p<0.05);在相同的采样时间及处理下,3种PAHs的可提取浓度与其在老化污染土壤中初始浓度的比值顺序为:苯并(b)荧蒽<荧蒽<菲(p<0.05),说明不同PAHs与土壤组分之间的吸附因其不同的理化特性而存在差异;裸土处理中3种PAHs的可提取浓度均显著高于根际土壤中的对应浓度(p<0.05).     

用沉积物、稀有鮈鲫和生物模拟采样器评价水体中PAHs和OCPs的生物富集和有效性

以官厅湿地为研究对象,通过分析多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)在沉积物中的浓度及在30 d暴露笼养稀有鮈鲫和三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜(TECAM)中的富集水平,来评价PAHs和OCPs在水体中不同介质中的富集规律,并探讨了用TECAM膜对水生生物进行生物有效性评价的可行性.结果表明,目标污染物的沉积物生物富集系数(BSAF)和沉积物TECAM膜富集系数(TSAF)在湿地各点之间均存在着较大差异,变异系数分别在10%～70%和20%～50%之间,且BSAF和TSAF与Kow均没有一致的变化规律.对于所研究的目标污染物尤其是PAHs,稀有鮈鲫的BSAF值比平衡分配模型的预测值(在1～4之间)小1个数量级左右,而TSAF值则比较接近水生生物的模型预测值.同时也发现湿地中OCPs的BSAF和TSAF相互之间存在较好的相关关系,5个实验点相关系数分别为0.80、 0.87、 0.83、 0.85和0.84(p<0.01),而PAHs的BSAF和TSAF相关关系不显著(p>0.1).由此可见,联合应用沉积物、稀有鮈鲫和TECAM膜能更可靠更准确地评价PAHs和OCPs这类有机污染物在水体中的污染状况,TECAM膜作为一种生物模拟采样器能很好地预测鱼对OCPs这类较难降解有机污染物的生物富集,是对水体中疏水性有机污染物进行生态风险评价的一个有力工具.     

鱼体内PAHs生物标志物研究综述

多环芳烃进入水环境后,由于其较高的辛醇-水分配系数,在水中溶解的很少．主要在水底沉积物积累,而后又缓慢持续地向水体中释放,造成对水生生态环境低浓度、长时间的污染。鱼是水环境健康的重要指示生物,且鱼能快速降解多环芳烃,常作为评价水环境多环芳烃污染的重要指示生物。简单介绍了多环芳烃在鱼体内的代谢过程;从防御型生物标志物、损伤型生物标志物等方面,综述了几种鱼体内常用的多环芳烃生物标志物及其应用前景。     

苦丁茶树土壤铅的形态分布及生物有效性研究

采用Tessier连续提取-石墨炉原子吸收光谱法对6种冬青科(Ilex)苦丁茶树土壤中铅的形态分布进行了研究。结果表明:6种冬青科苦丁茶树土壤中铅的形态分布均表现为:.残渣态>有机态>碳酸盐态>铁锰氧化态>可交换态,铅在此类土壤中主要以残渣态和有机态存在,两者总量占土壤中总铅量的90%以上,显示出生物利用性较大的Pb形态含量相应减少。从非根际土壤到根际土壤,6种茶树土壤铅的各种形态的相对含量发生了改变,其改变情况虽各有差异,但总体上呈现出生物有效性较大的碳酸盐态铅和生物有效性居中的铁锰氧化态铅、有机态铅有下降趋势,而难于被植物吸收的残渣态铅含量有上升趋势,表明冬青科苦丁茶树的根际环境具有一定的降低重金属铅污染的阻截作用。     

根际重金属形态与生物有效性研究进展

根际是受植物根系及其生长活动显著影响的土壤微域环境，由于其特殊的物理、化学和生物性质，根际环境影响着重金属的形态和生物有效性。文章综述了近年来国内外的根际环境重金属地球化学行为及其生物有效性方面的一些主要研究进展，并指出其存在问题以及今后的研究方向。     

土壤-小麦体系中稀土元素的形态和生物有效性研究

利用逐级提取法结合盆栽实验将外源稀土（La、Gd、Y、Ce和Sm）在土壤中的存在形态分为：水可溶解态、酸可提取态和有机质及硫化物结合态,并研究了这三种形态的稀土对小麦的生物有效性。研究结果表明：外源稀土进入土壤后主要以酸可提取态存在,不同形态的稀土浓度大小依次为：酸可提取态＞有机质及硫化物结合态＞水可溶解态。盆栽实验的结果表明,稀土元素主要富集在小麦的根部,土壤中酸可提取态、有机质及硫化物结合态的浓度和小麦中稀土的富集量有明显的相关关系。     

土壤生态系统微量元素的生物有效性研究现状

土壤中植物必需的微量营养元素的供给以及有害元素的毒性大小并不仅仅与元素的总量有关,而取决于元素的有效性。文章论述了元素生物有效性的含义,介绍了元素有效性的研究方法,即连续偏提取法和单提取法,并对一些相关问题进行了深入的分析讨论。     

毗邻铁矿的景区土壤重金属形态及生物有效性

采用三酸联合消煮法和Tessier连续提取法研究了毗邻铁矿的千山景区土壤重金属的总量和形态分布,同时通过对植物中重金属含量的检测,研究了土壤重金属的生物有效性。结果表明土壤中镉、铜含量均超过了国家自然风景区所需达到的土壤环境质量一级标准的上限,两者分别是一级标准的2.45～4.65倍和1.1～1.95倍,个别区域铅、锌也有超标;土壤中镉以残渣态和碳酸盐结合态为主,分别占总量的58.16%～83.17%和3.39%～22.91%,铜以残渣态和有机结合态为主,分别占总量的76.67%～88.82%和3.75%～20.38%,铅、锌以残渣态和铁锰氧化物结合态为主;植物吸收的重金属不仅包括可交换态和碳酸盐结合态,还包括了在一定条件下释放出来的铁锰氧化物态和有机结合态。     

表面活性剂增效微生物修复PAHs污染土壤的研究进展

生物降解是去除土壤环境中多环芳烃（PAHs）的重要途径,通过使用表面活性剂增效修复可显著提高PAHs降解速度和程度。本文系统评述了表面活性剂增效修复PAHs污染土壤的研究现状和存在的问题。     

新河污灌区土壤中重金属的形态分布和生物有效性研究

通过野外采样调查和实验分析,对北京市新河污灌区土壤中Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的含量、形态分布和生物有效性进行了研究.首次尝试运用体外消化法研究了土壤中重金属的生物有效性问题,并与经典的Tessier五步连续提取法的结果进行了对比.结果发现,新河污灌区土壤中,Cd的浓度超过国家二级标准,Cu、Pb、Zn的浓度未超标.土壤中Cu、Pb、Zn主要以残渣态存在,Cd主要以有机结合态存在,且Cd的可交换态比例最高,生物有效性也最高.体外消化法分析得到的重金属生物有效性成分的含量要比利用化学形态分析法分析得到的高,但Cu、Pb、Zn、Cd 4种重金属的生物有效性排序是相同的,即Cd＞Zn＞Pb＞Cu.两种方法提取的重金属含量之间有相关关系.     

厦门某国道旁土壤重金属赋存形态及生物有效性

采用改进的BCR提取法结合ICP-MS测定厦门某国道旁土壤中重金属Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、V、Sr的赋存形态,分析其形态与土壤性质之间的相关性,运用风险评价编码(RAC)法和次生相与原生相分布比值(RSP)法评估重金属生物有效性。结果表明:表层土壤重金属含量随路基距离的增加先降低后增高,在距路基0～1 m处含量最高,说明国道旁重金属受交通运输影响较大;垂直剖面土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Sr含量随土壤深度的增加而降低,其含量峰值主要出现在表层0～10 cm处。表层土壤中Pb、Cu、Zn、Mn、Sr的可提取态比例随距路基距离增加先降低后升高; Ni、Zn、Cu、Sr、Mn和V可提取态比例随垂直剖面深度增加而降低。元素各形态含量随元素总量的增加而增加,各形态间存在一定的相关性,重金属化学形态受土壤性质的影响。表层土壤中大部分重金属RAC值呈两端高中间低的趋势。其中Zn、Sr和Mn在距路基0～1m处风险较高,以交通活动来源为主;其余重金属在低风险范围内,但Cu受到交通活动、水泥厂的显著影响; Fe、V和Pb以自然来源为主。垂直剖面土壤重金属的RAC值呈整体下降趋势,Cu、Sr、Ni和Zn的高风险主要发生在表层,受到交通源的影响,其它重金属的风险低且以自然源为主。