福州市不同功能区土壤中多环芳烃的含量及其源解析

对福州市不同土地利用类型下5种功能区(加油站、工业区、文教区、公园和居民区)的50个土壤样品中多环芳烃(PAHs)含量进行了分析,并对土壤中PAHs的污染程度进行了评价,同时应用因子分析/多元线性回归方法对不同功能区土壤中PAHs的来源进行了解析.结果表明,福州市表层土壤中PAHs总含量的平均值为595.9μg/kg,在国内外处于中等含量水平,为轻度污染.土壤中PAHs来源以化石燃料的燃烧源为主,煤的燃烧占53%,石油燃烧占47%.不同功能区土壤都存在一定程度的PAHs污染,15种PAHs总量的大小顺序为加油站>工业区>居民区>文教区>公园,不同功能区土壤中PAHs的来源虽然有所差异,但都以化石燃料燃烧为主要来源.     

基于BP神经网络的北京城区公园土壤PAHs含量预测

城市公园是城市生态环境的重要组成部分,其环境质量与人类健康息息相关.选择北京市121个城区公园,采集公园土壤样品并分析其中7种多环芳烃（PAHs）含量,评价城区公园土壤中PAHs的含量水平,并基于BP神经网络预测了2020年和2023年土壤PAHs含量.结果表明:北京城区公园土壤中w（PAHs）（7种PAHs总含量）范围为0.033~4.182 mg/kg,低于GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》土壤污染风险筛选值,且7种PAHs的毒性当量浓度（TEQ）均低于世界卫生组织标准值（1 mg/kg）,对人体健康的毒性风险较小.将14个影响指标（8个社会经济因子与6个公园特征因子）作为输入层、土壤w（PAHs）作为输出层,建立BP神经网络的拟合优度达0.845.预测结果显示,2020年和2023年北京城区公园土壤中w（PAHs）范围分别为0.008~0.969 mg/kg和0.022~1.988 mg/kg,整体均低于GB 36600—2018土壤污染风险筛选值,但随时间推移呈上升趋势,尤其朝阳区和海淀区将有大幅增长.研究显示:城市化发展因素对土壤w（PAHs）的增加有明显影响,城市发展进程影响不容忽视;至2023年,北京城区公园土壤若不加管理,其w（PAHs）将持续增长.      

Do trace metal(loid)s in road soils pose health risks to tourists? A case of a highly-visited national park in China

Nowadays, more people tend to spend their recreational time in large national parks, and trace metal(loid)s in soils have attracted long-term attention due to their possible harm to human health. To investigate the pollution levels, potential sources and health risks of trace metal(loid)s in road soils, a total of eight trace metal(loid)s (including As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn and Hg) from 47 soil samples along roads were studied in the Huangshan National Park in Southeast China. The results showed that the concentrations of As, Cd, Pb, Zn and Hg appeared different degrees of pollution compared with their corresponding background values. According to the pollution indices, Hg and Cd were recognized as significant pollutants presenting moderate to high ecological risk. Combining principal component analysis and positive matrix factorization model, the results showed that traffic, industrial, agricultural and natural sources were the potential origins of trace metal(loid)s in this area, with contribution rates of 39.93%, 25.92%, 10.53% and 23.62%, respectively. Non-carcinogenic risks were all negligible, while the carcinogenic risk of As was higher than the limit (1 $\times$ 10⁻⁶). Moreover, children were more susceptible to trace metal(loid)s by ingestion which appeared to be a more important exposure pathway than dermal contact and inhalation. The contribution rates of different sources to non-carcinogenic risks and carcinogenic risks were similar among children and adults, while traffic and industrial sources have a significant impact on health risks. This study will give more insights to control the environmental risks of trace metal(loid)s in national parks.     

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(1 217.61 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(183.4...     

苏州吴中区农田土壤中持久性有毒污染物调查

研究了江苏省苏州吴中区农田土壤中持久性有毒污染物(PTS),包括六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)、多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs)的现状。土壤样品用微波萃取后分别用GC、GC/MS和HPLC方法进行分析。结果表明,HCHs、DDTs、PCBs和PAHs的浓度分别在<0.10μg/kg~916μg/kg、<0.10μg/kg~113μg/kg、5.53μg/kg~22.4μg/kg和3.40μg/kg~36.6μg/kg。HCHs和DDTs的含量与23年前比,已有显著降低;PCBs和PAHs的毒性效应评估处于低水平。β-HCH、PCB28以及4环、5环和6环的PAHs检出率较高,4环和5环的PAHs含量之间还具有较好的相关性。总体而言,吴中区农田土壤中的上述污染物含量较低,但具有较长农耕历史的地区污染情况仍值得关注。     

钢铁工业区下风向土壤中多环芳烃污染特征及源解析

为了解钢铁工业区对土壤环境的影响以及土壤的污染状况,采集上海典型钢铁工业区下风向的14个表层土壤样品,应用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）检测了样品中16种优控PAHs（多环芳烃）的含量水平,分析了钢铁工业区下风向土壤中PAHs的组成分布特征,并利用比值法和主成分分析法对土壤中的PAHs进行溯源.结果表明,钢铁工业区下风向土壤中∑₁₆ PAHs（16种优控PAHs的含量）范围为167.0~2 355.0 μg/kg,∑₇PAHs（7种具有致癌作用的PAHs的含量）在∑₁₆ PAHs中平均比例为50.4%,近距离样区（< 1 km）表层土壤中∑₁₆ PAHs平均值最高,为1 057.7 μg/kg,远距离样区（5~10 km）污染相对较轻,平均值为381.4 μg/kg;宝3、宝6和宝9采样点于钢铁工业区烧结工艺的下风向,导致宝3采样点∑₁₆ PAHs最高,为2 355.0 μg/kg,宝3、宝6和宝9采样点土壤中PAHs含量依次降低;表层（0~20 cm）土壤中PAHs单体含量最高的为荧蒽,致癌性最强的苯并[a]芘含量范围为10.0~194.0 μg/kg,环数组成以4环为主,平均比例为46.3%,其次是5~6环,二者平均比例为39.9%,随着距离工业区越远,4环的组成比例越高,5~6环比例降低;比值法和主成分分析法结果显示土壤中PAHs主要来源于石油、煤的燃烧和机动车尾气的排放.研究显示,钢铁工业对多环芳烃贡献较大,下风向土壤中总多环芳烃的含量和高环多环芳烃比例都呈现明显的随距离递减特征,石油、煤的燃烧和机动车尾气的排放是其多环芳烃的最主要来源.      

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.     

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.     

Multi-factors influencing the spatial distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils surrounding drinking water protection zone

We selected the Guanting Reservoir in Beijing, China as a case where an industrial area locates on the upwind corner to study the influence of human activities and natural processes on the distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soils. Soil PAH concentrations in the study area follow a log-normal probability distribution function, suggesting that distribution of PAH in soils was affected by human activities. Distribution of PAHs in soils was significantly affected by the point source that high PAH concentrations were observed in near industrial area with an obvious declining trend from the northwest to the southeast which was the prevailing wind direction in this area. Away from the influence of point source, distribution of PAHs in soils was found to significantly correlate with total organic carbon content, while the influences of agricultural land uses and type of soil texture on the total soil PAHs contents and ring compositions were quite limited. The results can provide some evidences and data on the pollutant accumulation in drink water protection area influenced by natural processes and human activities.     

丹江口水库迁建区土壤PAHs的分布特征与来源及其生态风险评价

为评价丹江口水库迁建区土壤中PAHs的污染水平及该区域被淹没后的生态风险,采用GC/MS(气相色谱-质谱联用仪)分析技术,检测了该区域表层(0～20 cm)土壤中的w(PAHs),并探讨不同土地利用方式下PAHs的分布特征及来源. 结果表明:①研究区域表层土壤中w(PAHs)为4.04~181 ng/g,平均值为41.3 ng/g,在不同土地利用方式下表现为居住地>玉米地>菜地>其他耕地>养殖地>林地>果园. ②特征化合物指数法分析结果显示,菜地、居住地和其他耕地表层土壤中PAHs主要来自柴油燃烧,少部分属既有燃料燃烧又有石油污染的混合源,养殖地和玉米地表层土壤中PAHs主要来自燃料燃烧,说明土地利用方式对表层土壤中PAHs的质量分数、组成及其来源等均产生一定影响. ③与国内其他地区湖泊和水库沉积物相比,研究区域表层土壤中w(PAHs)较低,属于清洁无污染等级. 迁建区表层土壤被淹没成为沉积物后,由于PAHs污染程度较小,因此潜在生态风险较低.      

百色市工业区表层土壤中多环芳烃污染特征及来源分析

为完善我国实地的不同的PAHs污染特征数据库,系统采集了百色市5个工业区表层土壤样品,利用HPLC分析了16种US EPA 优控PAHs的含量和组分特征,运用同分异构体比率法和主成分因子载荷法揭示其污染来源.结果表明,工业区土壤中PAHs总含量范围在18.7~6437μg/kg之间,电厂2土壤中PAHs平均含量最高,达1923.4μg/kg.与国内外相关研究比较,处于中高等污染水平.5个工业区表层土壤样品中PAHs的残留大小顺序为:电厂2>电厂1>炼油厂>润滑油厂>水泥厂;电厂2、电厂1、炼油厂和润滑油厂4个工业区土壤中PAHs污染以4环为主,毒性较高的4环和5环PAHs均高于其他环数PAHs;水泥厂附近土壤中PAHs污染以2、3环为主.研究区域内土壤中Baa、Bkf、Chr和Fla等单体超标严重.工业区土壤中PAHs污染主要来自于燃烧源、石油源及石油源和燃烧源的混合源,燃烧源贡献最大(占45.0%),石油源和燃烧源混合贡献率为36.8%,而石油源所占比例相对较小(占18.2%).     

天津地区土壤有机碳和粘粒对PAHs纵向分布的影响

研究了天津地区土壤中有机碳(TOC)和粘粒含量对多环芳烃(PAHs)纵向分布的影响,利用相对富集系数分析了PAHs在不同土壤深度的富集趋势.结果表明,土壤剖面中PAHs含量峰值一般在土壤的表层和次表层,并随着土壤剖面的加深而减少.土壤中有机碳含量、土壤粒度、PAHs性质和扰动、淋溶等均是影响PAHs纵向迁移的重要因素.PAHs相对富集在有机碳和粘粒含量较高的土壤中.高环PAHs主要是以与土壤有机质胶体结合的形式发生迁移,不易迁移到土壤剖面的深部,而低环PAHs则主要是以溶解态形式发生迁移,相对较易发生迁移.      

泉州市表层土中多环芳烃的含量、来源及其生态风险评价

采集了泉州市不同功能区的33个表层土壤（0～10 cm）样品,利用超高效液相色谱系统（UPLC）-荧光检测器法,研究了土壤中15种优控多环芳烃的含量和分布特征,并利用比值法、因子分析和多元线性回归法对其来源进行了分析,以及采用苯并（a）芘的毒性当量浓度（TEQBaP）评价了土壤中PAHs的生态风险.结果表明,土壤中15...     

焦化厂不同污染源作用下土壤PAHs污染特征

根据生产工序的不同将焦化场地划分为堆煤区、炼焦区、化产区,共采集40组土壤样品,分析各类污染源作用下场地PAHs污染程度、分布、影响途径及组成特征等.结果表明,场地处于严重污染水平且BaP是健康风险首要关注污染物.按ΣPAHs含量中位数排序,化产区（1733.87mg/kg）>炼焦区（32.86mg/kg）>堆煤区（21.21mg/kg）.对应污染途径依次为化工副产品的泄漏及填埋、烟粉尘大气沉降、煤粉（渣）降雨淋滤.异构体比值法判定的污染源不能明显区分各工序的土壤污染特点且存在偏差,利用ω（低环PAHs）/ω（高环PAHs）比值法进行排序,化产区深层（7.39）>化产区表层（1.33）>堆煤区（1.06）>炼焦区（0.39）,PAHs组成特征受污染源自身特性及外环境作用共同所致.4~5环PAHs是该焦化场地的特征污染物,化产区、堆煤区土壤中Nap、Phe占ΣPAHs比重较高,而炼焦区以BbF、Fla、Chry为主要组分.     

焦化厂不同污染源作用下土壤PAHs污染特征

根据生产工序的不同将焦化场地划分为堆煤区、炼焦区、化产区,共采集40组土壤样品,分析各类污染源作用下场地PAHs污染程度、分布、影响途径及组成特征等.结果表明,场地处于严重污染水平且BaP是健康风险首要关注污染物.按ΣPAHs含量中位数排序,化产区（1733.87mg/kg）>炼焦区（32.86mg/kg）>堆煤区（21.21mg/kg）.对应污染途径依次为化工副产品的泄漏及填埋、烟粉尘大气沉降、煤粉（渣）降雨淋滤.异构体比值法判定的污染源不能明显区分各工序的土壤污染特点且存在偏差,利用ω（低环PAHs）/ω（高环PAHs）比值法进行排序,化产区深层（7.39）>化产区表层（1.33）>堆煤区（1.06）>炼焦区（0.39）,PAHs组成特征受污染源自身特性及外环境作用共同所致.4~5环PAHs是该焦化场地的特征污染物,化产区、堆煤区土壤中Nap、Phe占ΣPAHs比重较高,而炼焦区以BbF、Fla、Chry为主要组分.     

西藏色季拉山公路沿线PAHs分布、来源及风险

分别于2017年3月和12月沿色季拉山318国道采集表层土和冷杉（Abies Mill.）样品,测定了多环芳烃（PAHs）的含量.表层土和冷杉叶中∑₁₆PAHs的含量范围分别为30.21~366.94ng/g dw和39.53~236.42ng/g dw,组成以低环（2、3环）为主.通过特征单体比值法和主成分分析法分析表明,色季拉山PAHs主要来源于化石燃料和生物质的燃烧,同时也受到车辆石油泄漏和大气远距离传输的影响;通过反向气团轨迹判断,色季拉山PAHs大气传输污染主要来自于印度次大陆.色季拉山公路沿线土壤中PAHs的终生致癌风险值均低于1×10^-6,说明对当地居民的致癌风险较小.     

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.     

废旧汽车拆解区土壤中多环芳烃垂向分布特性

研究分析了废旧汽车拆解区土壤剖面的美国EPA优控的16种多环芳烃的纵向分布.结果表明,表层土壤中16种多环芳烃总含量达到了17 323 ng·g-1,其中芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、芴(Flu)含量最高,分别达到11 820、1 234和1 083 ng·g-1.汽车拆解区表面和土壤深度为10 cm的土壤均达到了重度污染级别;深度在50~350 cm之间的土壤为轻度至中度污染,当土壤深度超过400 cm,土壤基本未受到污染.但是,7种致癌性PAHs(Chr、BaA、BbF、BkF、BaP、DahA、IcdP)总量在土壤深度达到850 cm时仍有34.15 ng·g-1.随着土壤深度的增大,多环芳烃含量急剧降低,当土壤深度超过300 cm,三环的菲(Phe)、荧蒽(Fl)和二氢苊(Ace)成为优势组分.土壤剖面菲(Phe)/蒽(Ant)比值和荧蒽(Fla)/芘(Pyr)、Fluo/Pyr、BaA/(BaA+Chr)等参数表明,土壤表面的多环芳烃主要来源于石油污染.     

基于PMF的土壤多环芳烃致癌风险定量源解析方法研究:以太原市为例

为实现土壤PAHs (多环芳烃)来源致癌风险的定量化,选取太原市城乡土壤为研究对象,分析PAHs污染水平并建立含量成分谱,利用PMF (正定矩阵因子分解)模型识别污染源,采用蒙特卡罗模拟进行健康风险评估,并联合PMF模型和健康风险模型量化PAHs污染源的健康风险,比较不同污染源对土壤PAHs含量和对致癌风险贡献的差异. 结果表明:①太原市土壤PAHs污染严重,城市地区人群暴露于土壤PAHs的致癌风险超过了可接受风险水平(10?6),农村地区人群超过可接受阈值的概率在10%~50%之间. ②城市土壤中PAHs主要来自燃煤交通混合源(41.5%)、燃煤源(26.0%)、石油源(16.2%)、焦炉排放源(8.2%)和交通排放源(8.1%),农村土壤PAHs主要来自燃煤源(43.3%)、生物质燃烧源(22.3%)、交通排放源(22.7%)和焦炉排放源(11.7%). ③燃煤交通混合源是城市地区致癌风险的最大来源,贡献率为53.7%;交通排放源和燃煤源是农村地区致癌风险的主要来源,贡献率分别为46.3%和45.6%. ④不同污染源对PAHs含量的贡献与其对致癌风险的贡献存在差异,对于城市地区,燃煤交通混合源、交通排放源对PAHs含量的贡献率分别为41.5%、8.1%,而其对致癌风险的贡献率分别为53.7%、13.0%;对于农村地区,交通排放源对PAHs含量的贡献率为22.7%,但其对致癌风险的贡献率为46.3%. 研究显示,规避交通排放源是降低PAHs致癌风险的关键,建议将基于健康风险的定量源解析技术应用到土壤风险管控中,以期更为有效地降低健康风险,保护人体健康.