低密度聚乙烯微塑料对土壤中含氧多环芳烃自然衰减的影响

农田土壤中微塑料的不断积累可能会影响含氧多环芳烃（OPAHs）的自然衰减行为.通过土壤微宇宙实验,研究了质量分数为1 %和0.01 %低密度聚乙烯微塑料（LDPE）对土壤中OPAHs自然衰减的影响,并探究了细菌群落响应与OPAHs自然衰减的关联.土壤中初始ω（OPAHs）为34.6 mg·kg^-1,培养14 d时LDPE抑制了土壤中OPAHs的自然衰减,LDPE处理组ω（OPAHs）较对照组高出0.9~1.6 mg·kg^-1,抑制程度随LDPE质量分数增大而增大;28 d时3个处理组间土壤中OPAHs含量无显著差异,LDPE抑制效应消失.LDPE处理未改变OPAHs污染土壤中群落优势物种组成,但影响了部分优势物种相对丰度;使门水平上变形菌门和放线菌门等相对丰度增加;使属水平上芽孢杆菌属相对丰度下降,而小单孢菌属、鞘氨醇单胞菌属和硝化螺旋菌属相对丰度增加（为LDPE及内源物的潜在降解菌）,这4个菌属均是属水平上主导组间群落差异的主要物种.LDPE使细菌群落的α和β多样性发生了变化,但差异不显著.LDPE影响了细菌群落的功能,降低了多环芳烃降解基因的总丰度及部分降解酶丰度,抑制了多环芳烃降解菌的生长,进而干预了OPAHs自然衰减.     

燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃的分布特征

以焦作电厂为倒,研究了燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征.采集了焦作电厂附近农田的土壤,用索氏提取法进行样品处理后,采用气相色谱法对样品中16种PAHs进行了分析测试,初步探索了燃煤电厂附近农田土壤中PAHs污染的特征及分布规律.结果表明,在该研究区域内共检测出10种PAHs,总残留量范围为30.6～740.8 μg·kg-1属轻微污染水平;但具有致癌作用的组分Fla、Chr和Baa含量约占总量的42%,说明该区域农田土壤存在一定的生态风险.通过对PAHs组成成分分析认为,PAHs污染主要来源于燃烧源.PAHs总量及单污染因子随污染源距离的增加呈现抛物线分布趋势,在距电厂1000-1500 m达到最大值;土壤剖面中其峰值出现在0～5 cm,且随着深度的增加而呈递减趋势.PAHs组分中含量相对较高的Fla、Phe和Pyr 3种化合物与各组分及总量间显著相关,Pearson相关系数在0.625～0.999(α=0.05);可以认为,Fla、Phe和Pyr是研究区燃煤电厂附近农田土壤中PAHs的特征性化合物类型.     

老化前后聚苯乙烯微塑料对天然有机物的吸附

随着地表水环境中微塑料的不断检出,微塑料污染受到广泛关注.微塑料是一类比表面积较大的疏水性物质,具有一定的吸附作用,其势必对地表水中的天然有机物产生影响.此外,暴露于自然环境下的微塑料也会受到紫外辐射或氧化等过程的影响,从而改变其物理化学性质,影响其对天然有机物的作用.本文开展了聚苯乙烯微塑料(mPS)经紫外和过氧化氢老化前后吸附腐殖酸(HA)和富里酸(FA)的对比研究.结果表明,老化过程使微塑料的孔隙和表面粗糙度明显增加,比表面积有大幅提高,但结晶度减小,官能团没有明显变化.疏水性的mPS微塑料对HA的吸附效果好于FA,且老化微塑料对两种有机物的吸附能力皆高于老化前,微塑料的吸附能力与比表面积大小呈正相关关系.吸附试验数据皆较好地拟合了准二级动力学模型(R²>0.93)和Freundlich模型(R²>0.91),微塑料对HA和FA的吸附以多层不均匀的物理吸附为主,两者在微塑料上的吸附分别为自发的放热和吸热反应过程.试验微塑料对HA和FA的吸附能力皆随着pH的增加呈先降低后增加的趋势.两种有机物在超纯水和地表水介质中的解吸率具有...     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

聚乙烯微塑料对土壤养分和酶活性的影响

微塑料污染对土壤生态系统的威胁引起了广泛关注.为了明确聚乙烯微塑料对土壤性质的影响,通过为期4个月的土壤培养试验,探究不同质量分数（1 %、2.5 %、5 %）和粒径（30目、100目）聚乙烯微塑料对土壤化学性质、养分含量和酶活性的影响.结果表明:①100目2.5 %和5 %微塑料处理显著降低了土壤pH,不同质量分数和粒径聚乙烯微塑料添加对土壤电导率影响不显著.②相比于CK,添加微塑料会不同程度降低土壤速效钾、有效磷和硝态氮含量.添加100目微塑料显著增加了土壤有机质和铵态氮含量.③当微塑料粒径为100目时,相比于CK,不同质量分数处理均显著提高了土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,5 %处理显著降低了土壤蔗糖酶活性.④土壤性质的变化受微塑料质量分数和粒径影响,质量分数越高、粒径越小,影响越显著.综上,聚乙烯微塑料对土壤性质的影响没有预期的明显,未来研究应重点关注不同影响所涉及的机制问题.     

我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少。为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律。对140组数据进行分析的结果表明：我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580 µg/kg。从PAHs的组成来看,4~6环PAHs的相对比例较高,占68.53%。我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华中>华南,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于其他三个地区(P<0.05),其它三个地区间无显著差异。东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华南地区的5倍。造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关。不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(P<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3 µg/kg和1812.95 µg/kg。上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考。     

我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少.为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律.对140组数据进行分析的结果表明:我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580μg·kg-1.从PAHs的组成来看,4～6环PAHs的相对比例较高,占68.53%.我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华东>华南>华中,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于除华北地区以外的其它3个地区(p<0.05).东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华中地区的6倍.造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关.不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(p<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3μg·kg-1和1812.95μg·kg-1.上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考.     

官厅水库周边蔬菜地表土中多环芳烃的污染

为掌握北京市备用水源地——官厅水库周边的蔬菜地表土中多环芳烃(PAHs)的污染状况及来源,于2008年11月在延庆县小丰营蔬菜产地采集了48个表土样品(0～20cm)测定PAHs含量,并综合特征化合物比值法和因子分析/多元线性回归两种方法推断了土壤中PAHs来源.结果表明,土壤中15种PAHs单体(PAH15)的含量均服从正态分布或对数正态分布,∑15PAH几何均值为(118.71±28.63)ng.g-1(干重含量,下同),算术均值为(139.57±85.65)ng.g-1.以荷兰土壤标准衡量,71%的样点归类PAHs弱污染,与文献报道的大多数国内外农业土壤相比,尚属于较清洁的水平.成分谱分析表明,研究区域土壤中的PAHs分布谱以3环～4环化合物为主,优势化合物为PHE、FLA、FLO、PYR.校正后的FLA/(FLA+PYR),ANT/(ANT+PHE)比值表明该研究区域PAHs主要来自燃烧源.通过因子分析提取了3个主成分,分别代表①燃煤和交通燃油;②生物质燃烧和炼焦;③燃油.多元线性回归分析的结果表明,这3种来源对官厅水库周边蔬菜地表土中PAHs的贡献分别是54.0%,39.9%和6.1%.结合两种源解析方法和排放源分析,除该区域存在明显生物质燃烧源以外,其它来源的PAHs经过了一定距离的大气迁移和沉降.     

城郊农田土壤多环芳烃污染特征及风险评价

为明确城郊农田土壤多环芳烃(PAHs)的污染特征,按照网格布点法在南京城郊采集29个样点,测定了15种PAHs的含量.结果表明,二氢苊(Ace)均未检出,农田土壤PAHs含量为24.49～750.04μg·kg^-1,均值为226.64μg·kg^-1;高环PAHs与总PAHs空间分布类似,农田土壤PAHs主要以高环PAHs为主.相关性分析结果表明,农田土壤PAHs与有机质(SOM)、p H、阳离子交换量(CEC)和全氮(TN)无显著相关性,容重(ρ_b)与低环PAHs极显著相关.源解析结果表明,农田土壤PAHs主要来源为燃烧源和石油源的混合源.CSI指数结果表明,农田土壤PAHs不存在生态风险.健康风险评价结果表明,农田土壤PAHs对儿童和成人不存在潜在致癌风险,主要暴露途径是:皮肤接触>摄食>呼吸吸入.     

多环芳烃在水/有机膨润土间的分配行为

用阳离子表面活性剂（DTMAB、BDTDAB、CTMAB、OTMAB）改性膨润土制得一系列有机膨润土．研究了萘、菲、蒽、苊４种多环芳烃（PAHs）在水／有机膨润土间的分配行为;描述了多环芳烃在水／有机膨润土间的分配系数（K_oc）与有机物本身性质（K_oc、S）之间的关系．结果表明,萘、菲、蒽、苊在水／有机膨润土间的分配系数（K_oc）基本为一常数,与有机膨润土吸附介质无关,相应的分配系数为 2.247×10⁴、2.621×10⁵、2.106×10⁵、5.085×10⁴,其值比多环芳烃在土壤（沉积物）的K_oc大约高10～20倍,这是有机膨润土可用于污染土壤和地下水修复的必要条件之一．     

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from different soil fractions by persulfate oxidation

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from different soil fractions of contaminated soil was investigated by using activated persulfate oxidation remediation in our research. The results showed that the light fraction, which accounted for only 10% of the soil, contained 30% of the PAHs at a concentration of 4352?mg/kg. The heavy fraction contained more high-molecular-weight PAHs, and the total PAH concentration was 625?mg/kg. After being oxidized, the removal rate of PAHs was 39% in the light fraction and nearly 90% in the heavy fraction. Among the different fractions of the heavy fraction, humic acid contained the highest concentration of PAHs, and consequently, the highest removal efficiency of PAHs was also in humic acid. Compared with the light fraction, the heavy fraction has more aromatic compounds and those compounds were broken down during the oxidation process, which may be the removal mechanism involved in the oxidation of high-ring PAHs. Similarly, the enhancement of C = C bonds after oxidation can also explain the poor removal of high-ring PAHs in the light fraction. These results imply that different fractions of soil vary in composition and structure, leading to differences in the distribution and oxidation efficiencies of PAHs.     

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.     

多环芳烃类有机物在腐殖酸上的吸附行为研究

利用CPMAS13CNMR与元素分析相结合的方法测定了3种固体腐殖酸颗粒的化学组成,利用1H-NMR测定了3种腐殖酸溶解部分的化学性质,研究了不同接触时间3种腐殖酸颗粒吸附3种典型多环芳烃类有机物(PAHs)——萘、菲、芘的环境行为.实验结果发现,在吸附的不同阶段,3种腐殖酸吸附PAHs的规律和模式有很大差别:开始阶段,分配作用可能是吸附的主要模式,吸附参数与腐殖酸溶解部分化学性质有一定的相关性;随着接触时间的延长,吸附参数发生突跃性变化,意味着吸附模式发生了转变,此时固体腐殖酸化学组成可能是影响吸附的主要因素.     

Removal of high concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons from contaminated soil by biodiesel

Solubilizing experiments were carried out to evaluate the ability of biodiesel to remove polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from highly contaminated manufactured gas plant (MGP) and PAHs spiked soils with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPCD) and tween 80 as comparisons. Biodiesel displayed the highest solubilities of phenanthrene (420.7 mg·L⁻¹), pyrene (541.0 mg·L⁻¹), and benzo(a)pyrene (436.3 mg·L⁻¹). These corresponded to several fold increases relative to 10% HPCD and tween 80. Biodiesel showed a good efficiency for PAH removal from the spiked and MGP soils for both low molecular weight and high molecular weight PAHs at high concentrations. Biodiesel was the best agent for PAH removal from the spiked soils as compared with HPCD and tween 80; as over 77.9% of individual PAH were removed by biodiesel. Tween 80 also showed comparable capability with biodiesel for PAH solubilization at a concentration of 10% for the spiked soils. Biodiesel solubilized a wider range of PAHs as compared to HPCD and tween 80 for the MPG soils. At PAH concentrations of 229.6 and 996.9 mg·kg⁻¹, biodiesel showed obvious advantage over the 10% HPCD and tween 80, because it removed higher than 80% of total PAH. In this study, a significant difference between PAH removals from the spiked and field MGP soils was observed; PAH removals from the MGP soil by HPCD and tween 80 were much lower than those from the spiked soil. These results demonstrate that the potential for utilizing biodiesel for remediation of highly PAH-contaminated soil has been established.     

富里酸在聚苯乙烯微塑料上的吸附行为

主要探究富里酸(FA)在聚苯乙烯(PS)和HBCD-PS复合物(HBCD-PS)微塑料上的吸附特性与作用机制.结果表明,PS对FA几乎没有吸附效果,然而HBCD的存在显著地促进了FA在HBCD-PS上的吸附行为.W-M颗粒内扩散和Boyd扩散模型证实了HBCD-PS对FA的吸附过程主要受颗粒内扩散控制.HBCD-PS对...     

微米级聚苯乙烯对铜的吸附特性

以铜为目标污染物,系统地研究了微米级聚苯乙烯（PS）微塑料对溶液中铜离子的吸附能力.测定了吸附时间、铜离子浓度、PS浓度、粒径以及共存离子对吸附量的影响.结果表明：0.5μm PS比6.0μm PS吸附能力强,饱和吸附量分别达到（0.1638±0.0204）和（0.1091±0.0133）mg/mg;吸附在720min后达到平衡,吸附动力学可用伪二级动力学模型和Elovich模型较好地拟合（R²分别为0.929、0.904和0.866、0.885）;吸附等温线可用Freundlich模型和Langmuir模型很好地拟合（R²分别为0.974、0.976和0.966、0.977）.此外,随铜离子浓度的增加,PS吸附量增加,但吸附速率减小;而随PS浓度的增加,吸附量减小,吸附速率增加;当溶液中存在其他离子时,PS对铜的吸附量增加.本文中微米级PS对铜的吸附行为研究结果,可为深入探究海洋中微塑料吸附铜的环境行为及其对污染物迁移的影响提供理论基础.     

天津地区土壤多环芳烃的克里格插值与污染评价

应用克里格法研究了天津地区表层土壤中多环芳烃的含量水平及其空间分布规律.在此基础上,参照国外环境标准,对区域表层土壤中10种多环芳烃的污染现状进行了评价.结果显示,区域土壤已经受到一定程度的多环芳烃污染.萘超标倍数最大,强致癌物苯并(a)芘的超标情况也较为严重,需引起进一步的关注.西青区和市区是土壤多环芳烃含量超标最严重的区域.     

Photolysis of polycyclic aromatic hydrocarbons on soil surfaces under UV irradiation

Photolysis of some polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on soil surfaces may play an important role in the fate of PAHs in the environment.Photolysis of PAHs on soil surfaces under UV irradiation was investigated.The effects of oxygen,irradiation intensity and soil moisture on the degradation of the three PAHs were observed.The results showed that oxygen,soil moisture and irradiation intensity enhanced the photolysis of the three PAHs on soil surfaces.The degradation of the three PAHs on soil surfaces is related to their absorption spectra and the oxidation-half-wave potential.The photolysis of PAHs on soil surfaces in the presence of oxygen followed pseudo first-order kinetics.The photolysis half-lives ranged from 37.87 days for benzo[a]pyrene to 58.73 days for phenanthrene.The results indicate that photolysis is a successful way to remediate PAHs-contaminated soils.     

大清河流域表层土壤中多环芳烃的污染特征及来源分析

采集大清河流域72个表层七壤(0～20cm)样品,利用GC/MS分析技术,研究了土壤中16种优控多环芳烃的含量和组分特征,根据多环芳烃分布特征和苯并[a]蒽/(苯并[a]蒽+麓)和荧葸/(荧蒽+芘)比值分析了其污染来源,并初步评价了其污染水平.结果表明,表层土壤中16种多环芳烃含量范围为54.2-3231.6μg·kg-1,均值和中位数分别为405.1和233.2μg·kg-1.多环芳烃组分特征表现出以萘、菲等2-3环多环芳烃为主,其含量占到总含量的49%,4环和5～6环含量分别为31%和20%.大清河流域土壤多环芳烃污染主要来自于燃烧源,并表现出以生物质和煤的燃烧为主要来源的特征.相对于国内外其它地区多环芳烃检测结果和土壤标准,大清河流域土壤多环芳烃处于中等偏低污染水平,Nap和Fla是主要的超标化合物.