典型城乡交错区土壤中多环芳烃污染及健康风险评价

以典型城镇化进程中武汉郊区-鄂州城市-鄂州郊区为研究对象,探讨城乡交错区多环芳烃(PAHs)污染水平和来源,并进行健康风险评价.研究区土壤中PAHs广泛存在,16种PAHs检出率达100%.土壤中∑16PAHs含量为16.60—1854.21 ng·g~(-1),均值为411.67 ng·g~(-1);7种致癌单体多环芳烃Σ7PAHs含量为4.17—1169.98 ng·g~(-1),均值为251.93 ng·g~(-1).不同点位PAHs污染水平差异较大,其中在居民密集区、城市建设及交通繁忙区域尤为显著,说明城乡交错区人为社会和经济活动在一定程度上对土壤中PAHs污染产生较大影响.采用组分特征比值和主成分分析污染来源,结果显示该地区土壤中PAHs主要源于煤燃烧和机动车尾气排放以及秸秆等生物质低温燃烧排放,同时存在石油源污染.在城市化建设发展中,城乡交错区工业、农业、交通及生活等各种区域相互交错重叠,人为活动异常活跃,产生大量PAHs输入源,逐渐成为影响生活和环境的重要影响因素之一.研究区对于成人和儿童通过呼吸暴露于土壤PAHs几乎不存在风险;而通过皮肤接触及经口摄入途径暴露于土壤PAHs存在一定潜在风险.此外,儿童通过3种途径暴露致癌风险低于成人;成人和儿童通过3种途径暴露的致癌风险大小顺序均为经口摄入皮肤接触呼吸.     

三亚河表层沉积物中多环芳烃分布、来源解析及生态风险评价

为了解三亚河表层沉积物中多环芳烃分布特征及生态风险,应用加压流体萃取、高效液相色谱检测表层沉积物中16种优先控制PAHs的含量和组成.结果表明,研究区域内表层沉积物中PAHs含量为3.23—493 ng·g~(-1)之间,平均浓度为211 ng·g~(-1),调查区域表层沉积物中PAHs含量与其它区域河流、湖库和海域沉积物中PAHs的含量比较,PAHs含量属于低值水平.调查区域表层沉积物中PAHs含量以3—5环为主,其对总浓度的贡献率为76.6%—100%,平均为84.4%,采用同分异构体比值分析结果显示PAHs主要来源于木柴、煤炭等燃烧源.质量基准法和质量标准法分析表明三亚河表层沉积物中的PAHs含量水平对该区域的生态环境影响较小,但对长期生活在该区域的底栖生物将构成轻微的潜在威胁,应采取相应管控措施,控制多环芳烃排入三亚河.     

张士灌区多环芳烃污染土壤的植物修复

以我国典型污灌区-沈阳张士污灌区某农田土壤为研究对象,进行了土壤中多环芳烃(PAHs)污染物种类与含量的调查研究,分析了PAHs的主要来源.同时,以13种牧草/草坪草为供试植物,开展PAHs污染土壤高效修复植物的筛选工作,修复周期约为80d.研究结果表明,张士灌区农田土壤受到严重污染,从土壤中分析检测到USEPA 16种PAHs中的13种,含量达2 294 μh·kg-1(干重),远高于荷兰农业土壤的PAHs标准.盆栽试验结果表明,不同植物对土壤中PAHs的去除效果不同,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、黑麦草(Lolium perenne L)、巴林(Poa pratenstis L.)、高羊茅(Festuca data.Kengex E.Alexeev)和白三叶草(Trrifolium repens L.)等植物对土壤中PAHs去除效果较好,适合用于张士灌区农田土壤的修复与治理.     

杭埠-丰乐河表层沉积物中多环芳烃的污染特征、来源分析及生态风险评价

对杭埠-丰乐河12个采样点的表层沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量进行了测定.结果表明:16种PAHs均被普遍检出,总含量(∑PAHs)范围为71.3±15—3372±402 ng·g~(-1)干重(dw),平均值为938 ng·g~(-1)(dw),与国内主要河流相比其浓度处于中等水平.底泥中多环芳烃组成以4环和5环为主,共占∑PAHs的81%,其中,二苯并[a.h]蒽(DBA)浓度最高,平均浓度为254 ng·g~(-1).底泥总有机碳(TOC)与∑PAHs之间有良好线性关系.利用特征比值法和主成分分析探讨了PAHs的可能来源,结果显示,杭埠-丰乐河底泥中PAHs主要来自于流域周边居民生物质、煤燃烧及汽车燃油污染.利用沉积物质量基准法和苯并[a]芘毒性当量(TEQBa P)法分别评价了杭埠-丰乐河沉积物PAHs的生态风险和致癌风险,发现部分采样点某些多环芳烃含量超过了效应区间低值(ERL),具有潜在的生态风险;沉积物中TEQBa P均值高达343 ng·g~(-1),具有相当高的致癌风险.     

太原市公园土壤中多环芳烃污染特征

本研究于2016年采集太原市公园14个表层土壤样品,应用气相色谱质谱联用仪(GCMS)分析了样品中16种优先控制多环芳烃(PAHs)含量,并探讨了PAHs的来源和健康风险.结果表明,样品中∑16PAHs平均浓度为1301.99 ng·g~(-1)(范围为294.36—2540.64 ng·g-1),与国内其他城市相比属于较高污染水平.土壤中PAHs以4环为主,其次为5环、3环、6环、2环.PAHs空间分布受污染排放源和暴露时间的影响存在较大差异.源解析结果表明,土壤中PAHs主要来自煤和机动车排放、焦化、生物质燃烧,3种来源贡献率分别为64.58%、18.75%、16.67%.通过风险评价发现所有土壤中PAHs均超过相应的标准,存在相当高的潜在风险,对公众健康存在影响,应当引起高度重视.     

生活垃圾堆填区周边农田土壤中多环芳烃的污染特征

土壤多环芳烃(PAHs)的污染日益受到关注,PAHs是垃圾渗滤液中的主要有害成分之一.以苏北某市城郊结合部露天垃圾堆放场为对象,采用高效液相色谱法分析周边农田土壤中16种PAHs的含量特征及分布规律.结果表明,垃圾场周边农田土壤PAHs含量总体表现为随距垃圾堆体的距离增大而降低的趋势.土壤中PAHs总量(平均值为1 208.5μg·kg-1)明显高于未污染土壤(509.25μg·kg-1),其中显著提高了土壤中难降解、难挥发的4环芳烃的含量,按照欧洲农业土壤PAHs含量与分布标准,达到中等或中等以上PAHs污染水平,说明垃圾堆填场周边农田土壤存在PAHs的污染风险.     

污灌区重金属和多环芳烃复合污染及其对农田土壤微生物数量的影响

污水灌溉作为一种污水再利用的方式已得到广泛的应用,但该方式产生的污染不仅危害植物生长,而且可对土壤微生物生长和代谢产生明显不良影响。为了解污水灌溉对农田产生的复合污染及其对微生物数量的影响,以太原市小店污灌区农田土壤为研究对象,采用R语言程序系统研究了土壤中重金属和多环芳烃的污染水平及分布特征,并对不同复合污染程度下农田土壤中微生物数量的分布进行了分析。研究表明,小店污灌区污染因子对土壤质量的影响大于肥力因子,土壤污染程度的评价处于首要地位。用综合污染指数对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,污灌区中部分土壤重金属污染等级为轻度污染或警戒等级;以土壤环境质量(GB15618—2008)国家二级标准值作为评价标准,对多环芳烃污染进行对比分析,结果表明,约有34%的点位超准。不同复合污染程度下,污染土壤中细菌、真菌的数量与对照相比均呈显著下降趋势,且随着重金属和PAHs含量的增加,细菌、真菌数量逐渐减少,而放线菌数量随污染程度的增加在4月和7月与对照相比呈下降趋势,在10月份高于对照;此外,微生物总数随时间延长呈现先上升后下降的变化趋势,7月份达最大值。因此,在一定程度上,微生物数量变化可反映污灌区土壤重金属和多环芳烃复合污染胁迫下的土壤质量变化。     

固定化毛霉对工业和农田污染土壤中多环芳烃的降解和生物有效性评价

为了探讨微生物修复不同类型多环芳烃污染土壤的可行性,应用固定化毛霉对多环芳烃污染工业土壤及农田土壤进行微生物修复,用羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取模拟评价多环芳烃的微生物可利用性,并分析多环芳烃微生物降解和生物可利用性的相关关系.焦化厂污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为77.6%,沈抚灌区污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为54.2%,焦化厂土壤和污灌区农田土壤中多环芳烃降解差异明显.焦化厂土壤和污灌区土壤中多环芳烃的30 d降解量和多环芳烃的环糊精可提取量具有相关性,各环数多环芳烃的环糊精可提取量变化解释了焦化厂和污灌区土壤中多环芳烃降解的差异机制,说明可用环糊精提取量预测微生物降解土壤多环芳烃的情况.     

办公室地面灰尘中PAHs污染的时间变化规律及人体健康风险

为探究室内地面灰尘中15种多环芳烃(PAHs)污染的时间变化规律,于2012年3—7月对北京市一座办公楼内的某办公室进行了每周一次的连续高密度灰尘样品采集。利用高效液相色谱-荧光检测器检测15种PAHs含量。结果表明,该办公室内灰尘样品中∑PAHs浓度范围为1 180~24 300 ng·g~(-1),平均浓度为8 960 ng·g~(-1)。总体上,检出的PAHs以3环PAHs为主,其中菲占PAHs总量的59%以上,其次是4环和5环PAHs,4环PAHs中占的比重最高,约占4环PAHs总量的34%。该办公室内灰尘中∑PAHs的浓度存在显著的时间变化差异,总体表现为∑PAHs浓度随气温升高而降低的趋势。源解析结果显示,机动车排放源、石油源、木材与煤燃烧是北京市室内灰尘中PAHs的主要来源。健康风险评估结果显示,ILCR皮肤接触ILCR手口摄入,且CR均值大于10-6,说明该采样点的PAHs污染存在"潜在致癌风险"。     

快速城市化地区土壤多环芳烃的空间分布及来源:以深圳市为例

城市化的生态环境效应已成为当前全球环境变化研究的热点问题。以快速城市化地区深圳市为例,利用不同功能区的土壤调查数据,研究深圳市城市土壤多环芳烃(PAHs)含量、组分与来源的空间分布特征,并评估城市土壤PAHs的环境与健康风险。结果表明:深圳市主城区表层土壤中16种PAHs总含量为73. 47～2 309. 88ng·g~(-1),平均值为494. 34 ng·g~(-1); 7种致癌PAHs总含量为24. 45～1 274. 96 ng·g~(-1),平均值为257. 35 ng·g~(-1),占总量的52. 1%。在空间分布上以工业密集区表层土壤PAHs含量为最高,其次是人口和交通密集区,绿地比例大的区域最低。正定矩阵因子分解法(PMF)模型分析结果表明煤、石油等高温燃烧与交通废气排放是深圳市主城区表层土壤PAHs的最主要来源。深圳市主城区表层土壤PAHs平均含量对儿童和成人的致癌风险平均值均小于10~(-6),表明深圳市土壤环境质量总体优良,但局部样点对儿童和成人致癌风险的最大值达到10~(-6),存在潜在的致癌风险。快速城市化地区城市土壤污染防控应该引起重视,以保障城市经济与生态环境的协调发展。     

黔南州土壤中多环芳烃的污染现状及来源分析

采集贵州省黔南州12个县、市的表层(0～10 cm)土壤样品99个,采用高效液相色谱法(HPLC)对优先控制的16种多环芳烃(PAHs)进行定量分析,探讨了表层土壤中多环芳烃(PAHs)的污染状况及来源.结果表明,16种PAHs均有不同程度检出,12个县市土壤中∑PAHs平均含量在42.4～163.1 ng·g-1之间,含量最高的是都匀市,最低的是惠水县,全州平均值为68.7ng·g-1.通过与国内外土壤中PAHs含量的对比,研究区的土壤受到一定程度的PAHs污染,含量处于较低水平,各地污染程度有一定差距.在组成上,4环以上PAHs所占比例较高.根据2～3环和4～6环PAHs含量所占比例及菲(Phe)/蒽(Ant)、荧蒽(Flua)/芘(Pyr)比值,可以推断全州范围内PAHs主要来自工业燃煤、生活用煤的不完全燃烧和汽车尾气的污染等,污染水平与地区生产、生活方式密切相关.通过以上研究结果,可初步了解黔南州土壤中PAHs的污染现状,为以后土壤污染防治提供参考.     

北京市冬季道路沉积物中多环芳烃的污染特征和源解析

在北京城区四环以内采集了33个冬季道路沉积物样品,分析其中多环芳烃(PAHs)的含量、分布特征、来源和生态风险.结果表明,16种多环芳烃(PAHs)∑16PAHs的浓度范围为931.0—2668.7 ng·g~(-1)干重,平均浓度为1602.4 ng·g~(-1)干重,污染物的组成以4环和3环PAHs为主.通过LMW/HMW(低分子量与高分子量PAHs的比值)法、特征比值法和主成分分析法得出,道路沉积物中PAHs主要来自于煤、化石燃料的燃烧以及交通尾气的排放.由TEQBa P分析结果可知,33个采样点PAHs的∑16TEQBa P范围为58.2—324.4 ng·g-1干重,平均值为139.3 ng·g~(-1)干重;所有采样点的∑10TEQBa P范围为33.1—266.8 ng·g~(-1)干重,平均值为95.0 ng·g-1干重,均超过荷兰土壤的目标参考值,说明北京市冬季道路沉积物中PAHs存在潜在的生态风险;其中7种致癌性PAHs(Ba A、Chr、Bb F、Bk F、Ba P、IPY和DBA)的TEQBa P占∑16TEQBa P的96.1%—99.3%,平均值为98.5%,是∑16TEQBa P的主要贡献者,并且Ba P的贡献率最大.     

山西省典型燃煤污染区土壤中多环芳烃风险评价

在山西省临汾市南部燃煤污染代表性区域(1034 km~2)采集了128个表层土壤样品,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了土壤中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量,并对样品中PAHs的生态风险和人体健康风险进行了评价。结果显示,16种PAHs的质量分数为(723.2±1 230)μg·kg~(-1),组成成分以4~6环为主。根据Maliszewska-Kordybach分级评价标准,研究区域土壤中78.12%的样品受到PAHs不同程度的污染。基于内梅罗综合污染指数法评价结果,研究区域83.59%的样点存在PAHs污染,其中古城镇和新城镇60%以上的采样点达到了重度污染级别。基于毒性当量因子(Toxic Equivalency Factor,TEF)风险评价法的生态风险评价结果显示,荷兰土壤质量标准所涉及到的10种PAHs的苯并(a)芘(Bap)毒性当量浓度(Bap toxic equivalent quantity,TEQ_(Bap))为(67.50±137.7)μg·kg~(-1),其中42.19%的样点超过荷兰土壤TEQ_(Bap10)的标准限值,古城镇和新城镇土壤中PAHs平均超标3倍以上。对研究区域的暴露人群分别进行非致癌风险及致癌风险评价,结果显示研究区域土壤中的PAHs不会对成人和儿童产生明显的非致癌风险。而在古城镇、新城镇、陶寺乡、景毛乡和永固乡,土壤中PAHs引起的综合致癌风险已超过可接受致癌风险(10~(-6)),对人群健康构成了潜在威胁,需引起重视;其他研究区域的致癌风险仍在可接受范围(10~(-6))之内。     

太原市污灌区农田土壤中多环芳烃污染特征及生态风险评价

通过对污灌区农田土壤多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的分布特征、污染程度及来源进行解析,深入了解污水灌溉引发的土壤污染问题,实现污水灌溉农田土壤的污染预警和科学合理利用.在太原污灌农田共采集110个土壤样品,使用气相色谱-质谱仪(Gas Chromatography...     

天津市土壤多环芳烃污染特征、源解析和生态风险评价

采用气相色谱-质谱联机方法(GC-MS)分析了天津市不同功能区10个采样点表层土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的浓度,并对其污染特征、来源和生态风险进行了分析.结果表明:天津市土壤中16种多环芳烃的总浓度(∑PAHs)范围为142—1.49×103ng·g-1,平均浓度765 ng·g-1,Bap浓度范围7.06—118 ng·g-1,平均值37.6 ng·g-1.∑PAHs浓度均值呈工业区近郊区城区远郊区趋势.采用PAHs成分谱、污染物的特征比值和主成分分析的污染来源解析结果表明:工业区PAHs主要来源于焦化、煤和天然气的燃烧,以及机动车的污染排放;城区和郊区土壤中PAHs除来自于煤和焦炭的燃烧外,机动车污染是一个非常重要的污染源.根据荷兰土壤质量标准,所有采样点均有PAHs单体超标,其中西青、津南、北辰、汉沽、塘沽和大港采样点超过荷兰土壤标准规定的10种多环芳烃的苯并(a)芘(Bap)毒性当量浓度(TEQ Bap10)限值33 ng·g-1,说明天津近郊区和工业区土壤已受到PAHs的污染,存在潜在的生态风险.     

某钢铁企业表层土壤中多环芳烃含量特征与生态风险评价

采集我国某大型钢铁企业22个表层土壤(0—20 cm)样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)分析了其中16种多环芳烃(PAHs)的含量,并采用荷兰、加拿大土壤标准及苯并[a]芘的毒性当量浓度(TEQBa P)对PAHs生态风险进行评价.结果表明,土壤中∑16PAHs含量范围为21.0—20062.0μg·kg~(-1),平均值为2564.7μg·kg~(-1),单体以Flu、Pyr的含量最高,较之背景点土壤中PAHs含量,平均富集系数为22.9(Bk F)—304.0(Flu).与国内同类研究相比,该钢铁厂表层土壤中PAHs污染处于中等水平.各采样点中PAHs组成主要以4环为主,占31.9%—100%,5环组分仅次于4环.相关性分析表明,PAHs低环(2—3环)与中环(4环)组分之间相关性更强,且二者与TOC相关性较高环组分显著.50.0%的采样点超过荷兰土壤标准目标参考值,该钢铁厂表层土壤已处于中等风险水平,污染主要集中在球团厂、焦化厂、炼铁厂和厂前交通繁忙区.其土壤潜在风险已呈增加趋势,有必要进行能源结构改造并加强污染监控.     

辣椒中多环芳烃的累积特征及健康风险评估

采集多环芳烃(PAHs)污染来源和程度不同的3种土壤,并制备2种柴油污染土壤,采用盆栽试验方法种植辣椒,种植期间收集大气沉降颗粒物,检测了土壤、辣椒各部位和大气沉降颗粒物中美国环保署优先控制的16种PAHs含量和组成,分析了大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒地上部PAHs的贡献率,阐明辣椒中PAHs累积的主要途径,并对不同年龄的人群摄食辣椒果实的健康风险进行了评估.结果表明,辣椒根、茎、叶和果中PAHs的含量范围为205.3—1087.8、123.2—791.8、88.3—599.5、57.2—368.1 ng·g~(-1),根中的含量最高,果实中的含量最低.辣椒各部位中PAHs总含量均与土壤中的含量呈显著正相关关系(P0.05).辣椒中各环数PAHs质量分数大小顺序为3环4环5—6环2环;其中3环PAHs的质量分数由根部到果实呈递增的趋势,4—6环PAHs质量分数从根部到果实呈减小的趋势.总体上辣椒各部位中均呈现出低环PAHs的富集系数高于高环PAHs的规律.大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒植株中PAHs的贡献率不超过0.3%,影响极小,因此土壤吸收是辣椒中PAHs累积的主要途径.柴油污染的2种土壤种植辣椒中的PAHs总毒性当量含量高于其他土壤.成人摄食中、重度和柴油污染土壤种植的辣椒果实以及老年人摄食柴油污染土壤种植的辣椒果实存在潜在致癌风险,儿童、青少年摄食不存在潜在致癌风险.     

菠菜对柴油污染土壤中多环芳烃富集特征及健康风险评估

采用盆栽实验方法在不同程度多环芳烃(PAHs)污染土壤中种植菠菜(Spinacia oleracea),检测土壤和菠菜中16种PAHs含量及组成,分析了菠菜各部位中PAHs富集系数,并对不同年龄人群摄食菠菜的健康风险进行评估。结果表明,菠菜地上部和地下部中PAHs含量分别为72.8～516.9和153.4～1 101.6 ng·g-1,种植土壤与菠菜各部位中PAHs含量呈极显著正相关。菠菜各部位中3环和4环化合物质量分数较高,菠菜地上部中致癌PAHs占比在5.4%～30.6%范围内。菠菜地下部中PAHs富集系数高于地上部(P0.05)。儿童、成人和老年人食用柴油来源的PAHs污染土壤种植菠菜均存在终生致癌风险;成人和老年人食用PAHs重度污染土壤种植菠菜存在终生致癌风险;除成人外,其他人群食用PAHs轻度和中度污染土壤种植的菠菜不存在终生致癌风险。不同年龄人群食用柴油来源的PAHs污染土壤种植的菠菜,产生的终生致癌风险值高于其他土壤。     

临汾市售蔬菜中多环芳烃污染特征及致癌风险分析

为了研究临汾市食物中多环芳烃(PAHs)的污染特征及对人群的健康影响,本研究于2015年1月采集当地居民普遍食用的9种蔬菜,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测蔬菜中8种多环芳烃(Nap、Ace、Acy、Fle、Phe、Ant、Flu、Pyr)。研究表明,PAHs在9种蔬菜中均有检出,PAHs的总浓度范围是24.86~82.85 ng·g~(-1),平均为44.13 ng·g~(-1)。其中PAHs含量最高的是圆白菜(82.85 ng·g-1),最低的是山药(24.86 ng·g~(-1))。通过来源分析发现来源地蔬菜中PAHs主要来源于液体化石燃料燃烧。临汾市不同人群食用蔬菜引起的终身增量致癌风险(ILCR)在1.27×10~(-6)~7.07×10~(-6)范围内,在目前蔬菜消费量下存在潜在致癌风险。     

盐城滨海湿地土壤多环芳烃分布特征及影响因素

多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌、致畸和致突变作用的环境污染物,研究盐城滨海湿地土壤中PAHs的分布特征、来源以及环境因子对其分布的影响,可揭示盐城滨海湿地的污染现状,并为PAHs污染区域修复提供理论依据,进而为我国滨海湿地的生态修复与保护提供科学参考。2019年8月,分别采集研究区域内4种优势植被(互花米草Spartina alterniflora、海三稜藨草Scirpus×mariqueter、白茅Imperata cylindrica和盐地碱蓬Suaeda salsa)覆盖下的表层土壤(0—20 cm)样本21个,并测定PAHs的质量分数。结果显示,(1)盐城滨海湿地土壤中16种多环芳烃(∑_(16)PAHs)的检出率为100%,质量分数范围为227—884 ng·g~(-1),均值为479 ng·g~(-1),其中7种致癌多环芳烃(∑_7PAHs)质量分数范围为79.8—553 ng·g~(-1),均值为286 ng·g~(-1)。研究区内21个点位中,有4个点位处于中度污染水平,其余点位均为轻度污染。不同植被覆盖下土壤中4种PAHs单体质量分数及总质量分数存在显著差异。(2)采用特征比值法和主成分分析法对研究区内土壤PAHs来源进行解析发现,PAHs主要来源于燃烧过程。(3)针对环境因素和PAHs的相关性分析得出,萘(Nap)、芴(Flu)和?(Chr)与土壤含水率(SWC)呈显著正相关关系(P0.05);Chr和二苯并[a,h]蒽(Dah A)与土壤有机质(SOM)呈极显著正相关关系(P0.01);苊烯(Acy)与土壤粘粒呈显著正相关关系(P0.05)。通过偏相关性分析发现,剔除土壤粒径这一因素后,SOM和SWC与PAHs的相关性显著减弱。剔除植被密度(VD)或土壤p H的影响后,减轻了SOM与PAHs关系的显著程度,而增加了SWC与PAHs的相关性。