基于逸度方法评价巢湖流域PAHs在水体-沉积物间扩散过程

沉积物是污染物的一个重要汇区,同时亦可作为二次污染源释放污染物,因此,研究污染物在沉积物-水体界面的扩散过程对认识污染物的环境归趋及其迁移扩散具有重要意义.先前的研究结果表明,巢湖流域沉积物中高浓度多环芳烃(PAHs)来源于历史上工业废水排放,并且整个流域呈显著的空间差异性,但上层水体中PAHs浓度较为均匀.因此,有理由假设这些污染物在巢湖流域水体-沉积物间扩散交换呈明显的空间差异:即受工业废水污染的沉积物可能成为水体中PAHs的二次污染源,而其它区域沉积物则可能是这些污染物的重要汇.然而对于这些问题的研究目前仍然处于空白.本研究利用49个采样点的数据,通过逸度扩散模型,分别计算水体和沉积物中17种PAHs的逸度(f),并进一步计算它们的逸度分数(ff)值,依此全面认识这些污染物在水体-沉积物间的扩散趋势.结果显示,PAHs的ff值随环数增大而减小,即环数越高的PAHs越倾向于从水体向沉积物扩散.其中,低环(2~3环)PAHs和五环苝(Per)的ff均值都大于0.9,表示其从沉积物向上层水体扩散.多数采样点中、高环(4~6环)PAHs的ff值介于0.1~0.9,表示处于交换平衡,但受工业影响区域则呈现从沉积物向水体扩散的趋势.以Per和苯并[g,h,j]苝(BghiP)为例深入讨论了两种不同来源PAHs在巢湖流域水体-沉积物间扩散的差异性.对于Per而言,ff值空间差异较小,其普遍从沉积物向水体释放,说明沉积物-水体间扩散过程是上层水体中自然来源Per的重要来源.对于BghiP而言,ff值存在明显的空间差异性,受工业污染严重的地区,PAHs更易于从沉积物向水体扩散,而其它区域,BghiP则普遍处于平衡态甚至从水体向沉积物汇集.碳黑能促使PAHs向沉积物扩散,对PAHs的扩散有重要影响,且对高环(5~6环)PAHs扩散的影响更明显.当沉积物中碳黑含量为有机碳含量10%时,巢湖流域一半以上区域的PAHs扩散方向发生了改变.     

基于逸度方法分析大连湾海域PFASs在海水-沉积物界面的扩散趋势

研究污染物在沉积物-水界面的扩散趋势对于开展其环境风险评估具有重要作用。本研究基于大连湾海域海水和沉积物样品中全氟烷基化合物（PFASs）的含量数据,应用变异系数（C_v）分析了浓度分布的空间变异程度,应用逸度分数（ff）分析了PFASs在沉积物-水界面扩散趋势,应用响应系数（RC）分析了有机碳含量对扩散趋势的影响。结果表明:大连湾海域海水和沉积物中9种PFASs的总浓度均为中等变异;在沉积物中的浓度空间差异略大,可能受历史排放污染物残留及污染事故的影响。在海水-沉积物界面扩散过程中,全氟烷基磺酸类和全氟烷基羧酸类化合物呈现相同的扩散特性,总体表现为ff值随PFASs链长的增加而逐渐降低的趋势。短链PFASs在大连湾海域倾向于存在于水体中,而长链PFASs倾向于扩散到沉积物中。有机碳是影响PFASs在沉积物-水界面扩散趋势的重要参数,且对长链PFASs的影响更明显。全氟辛烷磺酸作为一种持久性有机污染物在大连湾海域中主要处于平衡状态。     

芜湖市沉积物-水体PAHs扩散行为研究

为研究芜湖市不同功能区景观水体多环芳烃（PAHs）在沉积相-水相之间的扩散行为,于2017年2月选择芜湖市25处景观水体采集沉积物和水样品,对美国环保署（EPA）列为优先控制污染物的16种PAHs进行检测,运用逸度方法、响应系数进行分析.分别考虑有机碳（OC）、BC_CTO（化学热氧化法测定的黑碳）和BC_Cr（湿化学氧化法测定的黑碳）在不同浓度（实测值、最低值、平均值、最大值）情况下对PAHs在沉积相-水相间扩散的影响.结果表明,中低环（2~4环）PAHs表现出向水相扩散,沉积物作为PAHs的二次污染源,高环（5~6环）PAHs表现出向沉积相扩散,沉积物作为PAHs的汇;随着OC和黑碳（BC）含量的增加,PAHs倾向于向沉积相扩散,且倾向程度是BC_Cr > BC_CTO > OC,表明BC在PAHs的沉积物-水扩散过程中起重要的作用.响应系数结果表明中低环PAHs的逸度分数（ff）对OC、BC_CTO和BC_Cr浓度变化的敏感度较弱,高环PAHs的ff对OC、BC_CTO和BC_Cr浓度变化的敏感度较强,且敏感度强弱依次是BC_Cr > BC_CTO > OC.沉积相-水体的扩散过程研究揭示了PAHs在水环境中迁移扩散的重要机理,可为环境污染的科学治理提供依据.     

象山港海水和沉积物中多环芳烃分布特征和来源研究

本文研究了象山港多环芳烃（PAHs）在沉积物-海水中的分布特征,于2017年1月对港口9个采样点的沉积物和海水中16种优先控制PAHs进行分析,采用同分异构比值法和逸度方法进行来源分析和扩散行为研究。沉积物中PAHs范围为17.51×10–9～84.41×10–9,主要为高环PAHs,处于轻度污染等级。沉积物中多环芳烃主要来自高温燃烧源。表层水体、中层水体和底层水体中PAHs范围分别为41.78～105.72 ng/L、41.51～106.34 ng/L和9.18～145.17 ng/L,主要由低环PAHs组成。表层水体中PAHs主要来源于石油泄漏和石油燃烧。利用逸度系数判断PAHs扩散行为,萘（Nap）、苊（Ace）和芴（Flo）由沉积物向海水释放;苊烯（Acy）、菲（Phe）、蒽（Ant）和芘（Pyr）在沉积物和海水中处于动态平衡;荧蒽（Flu）、苯并[a]蒽（BaA）、?（Chr）和苯并[b]荧蒽（BbF）主要从海水向沉积物扩散并富集。     

辽东湾海水中PAHs分布与来源特征及风险评估

为研究辽东湾海水中PAHs（多环芳烃）的分布、来源与生态风险状况,分别于2014年和2015年对辽东湾及其海上石油开发活动密集区表层海水样品中16种PAHs进行了调查研究,通过统计学分析方法对调查结果进行分析,并采用风险商值法对辽东湾海水中PAHs的生态风险进行评估.结果表明:辽东湾海域及其海上石油开发活动密集区海水中ρ（∑PAHs）平均值5月和6月明显高于8月,其中ρ（Nap）（Nap为萘）最高,为20.6~288.5 ng/L;其次为ρ（Phe）（Phe为菲）,为19.2~59.5 ng/L.表层海水中PAHs均属于轻度-中度污染,高值区主要分布在辽东湾西南部海域、辽河口和大辽河口附近海域以及金州湾和普兰店湾附近海域,海水中低分子量芳烃占主导优势;异构体比值分析表明,辽东湾海水中PAHs存在石油来源;BbF（苯并[b]荧蒽）为高风险PAHs单体,高分子量芳烃对生态风险贡献最大,贡献百分比为50%~82%.研究显示,辽东湾海域及其海上石油开发活动密集区均属于中等生态风险.      

胶州湾表层沉积物中多环芳烃的分布及来源

利用气相色谱-质谱方法对胶州湾沉积物中23种多环芳烃(PAHs)进行了分析测定。结果表明，PAHs的总含量范围为82～4567ng／g。PAHs总量在表层沉积物中总趋势是东部高于西部，以东岸附近处最大，远离东岸浓度降低，在胶州湾人海口处最低。造成这种格局的原因有：(1)绝大部分污染源集中在胶州湾东岸；(2)胶州湾的环流系统使东部的污染物很难向西部扩散；(3)沉积物粒度及有机质含量对PAHs含量分布有一定的影响。P／A、PL／PY比值、PAHs环数以及烷基化PAHs表明胶州湾表层沉积物中PAHs几乎全部由人类活动产生，来源为煤炭、木材燃烧、石油类高温裂解及油类污染。与国内外同类研究结果相比，判定为中等污染水平。     

采用高效液相色谱仪测定海洋沉积物中多环芳烃

多环芳烃主要来源于工业、生活污水及化石燃料燃烧产物。其中某些组分具有致癌性,因此,研究它们在环境中分布和对人类健康的危害已日益引起人们的重视。 本文介绍高效液相色谱测定多环芳烃组分和含量。着重讨论了选择紫外不同波长以提高组分的分离效果,并对方法的准确度和精密度作了探讨。实验表明:多环芳烃组分的分离和测定可以采用紫外波长254nm和290nm相结合的办法,它不但用于沉积物样的测定,而且可用于海水,悬浮颗粒和气溶胶等样品的分离测定。     

沉积物中多环芳烃的植物修复研究进展

表层沉积物是多环芳烃(PAHs)的重要的汇。由于与上覆水体间的物质交换作用,赋存在沉积物中的PAHs会对一些底栖生物以及水中鱼、虾、蟹、贝等构成威胁,进而通过食物链危害人类的健康,开展沉积物中PAHs修复研究具有重要的理论和实际意义。归纳了陆生植物、红树林植物、水生植物对沉积物中PAHs的修复效果,从植物直接的富集作用和根际作用两大方面总结了植物对沉积物中PAHs的修复机理,并对存在的问题和今后的研究方向提出了建议。     

长江口宝山孔沉积物中多环芳烃的分布

长江口宝山一个典型孔沉积物中多环芳烃(PAHs)研究表明:PAHs总量分布在(0.08～11.74)×10-6.总的和单个PAHs化合物随深度发生明显的变化,主要特征为亚表层含量最大,然后向表层以及随深度的增加而趋于降低.依据荧蒽/(荧蒽+芘)值以及2～3环与3～4环PAH化合物分布特点,显示出热解成因(主要为大气沉降)可能是孔沉积物,尤其是亚表面中PAHs的主要来源.但从甲基萘与萘的比率所显示的PAHs分布样式来看,孔剖面附近的污水排放也将可能是重要的石油成因的PAHs来源.文中提出,两种输入的叠加混合,是产生上述分布特征的主要原因.另外,河口及近岸沉积物及其水系统的物化条件、沉积速率、物质交换及生物扰动等也将影响PAHs在孔剖面中的分布和赋存.     

汕头红树林沉积物中多环芳烃垂直污染特征

为了研究汕头海域红树林沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)污染状况,在义丰溪口、六合围和北港口3块红树林湿地采集柱状沉积物5个,分析了PAHs的含量水平、空间分布、来源和潜在的生态风险。结果表明,研究区红树林沉积物中PAHs含量范围是80.47～301.73 ng/g干重,义丰溪口六合围北港口。不同采样点柱状沉积物中PAHs含量从表层到下层的变化趋势不一致,六合围和义丰溪口趋势不明显,北港口呈下降趋势。PAHs空间分布主要受人类活动和周期性潮汐运动的影响。沉积物中PAHs来源于石油泄露、生物质和煤炭燃烧、发动机排放的混合源,生物质和煤炭燃烧是主要污染源。经沉积物质量标准,平均效应范围中值商和总毒性当量浓度3种方法评估,沉积物中PAHs的生态风险整体较低。     

辽东湾大气中多环芳烃的含量组成及气粒分配

2016年5月和8月对辽东湾大气环境中气相和颗粒相样品进行了走航和定点采集,并对24种PAHs在气相和颗粒相中的含量和组成进行探讨,对15种PAHs的气粒分配过程进行了分析.结果表明：5月和8月辽东湾大气气相和颗粒相中∑₂₄PAHs总平均含量分别为28.8 ng·m^-3和24.0 ng·m^-3,气相中∑₂₄PAHs含量5月小于8月,颗粒态∑₂₄PAHs含量5月大于8月,低分子量PAHs主要分布在气相中,高分子量PAHs组分主要分布在颗粒相,中等分子量PAHs的气粒分配更容易受到气温等环境条件影响;气粒分配系数K_p随着PAHs分子量增加而增加;lgK_p-lgP_L模型和lgK_p-lgK_OA模型的斜率m分别为-0.35和0.37,偏离平衡态m为-1或+1,辽东湾气粒分配未达到平衡;假设达到平衡态时的lgK_p-lgK_OA模型、lgK_p-lgP_L模型和碳黑-空气模型均表明,5环PAHs的模型预测结果与实际测定结果之间的吻合程度较好,15种PAHs的碳黑-空气模型能够更好地接近野外实际测定值,低分子量和中等分子量PAHs的气粒分配受到碳黑影响较大.     

流沙湾多环芳烃(PAHs)污染特征和来源分析

PAHs的生物富集性使其在养殖海域的研究对人体健康和生态环境具有重要意义。流沙湾海水PAHs污染的特征是2-3环的化合物为主要污染物,总体浓度水平较低,但变化大;内湾PAHs含量较外湾高,与各站点所在位置,水体交换以及污染源有关;由菲/蒽和荧蒽/芘7、种化合物的线性相关性,以及主因子成份分析得出流沙湾PAHs的污染源主要为石油源和燃料燃烧等混合源。     

厦门杏林湾水系表层沉积物中PAHs分析与风险评估

利用ASE-GC-MS(加速溶剂萃取与气相色谱质谱仪联用)方法分析了USEPA(美国环保署)16种优控PAHs在厦门城郊杏林湾水系的19个表层沉积物样点中的含量,并对其组成、来源和风险进行了探讨.结果表明,杏林湾水系表层沉积物中PAHs含量介于413.00~2 748.81 ng·g-1,均值为949.56 ng·g-1;在检测出的13种PAHs中,强致癌性的Bk F和Bghi P检出率高达73.68%,均值分别为69.15 ng·g-1和49.86 ng·g-1;PAHs以2~4环为主,其中2+3环比例均值为61.03%,4环比例均值为23.53%;5和6环均值为15.82%.在所采集的沉积物样品中,中度污染占调查样品数的68.42%,高度污染的占31.58%.利用Ant/(Ant+Phe)和Fla/(Fla+Pyr)比值法和主成分分析方法对杏林湾流域中PAHs其来源进行分析,以及平均沉积物质量基准商(m SQG-Q)法进行生态风险评估,结果表明其PAHs的主要来源为石油源以及石油燃烧源;SQG-Q小于0.50;综合含量、组成特征以及沉积物质量基准商等评价表明,研究区域内靠近杏林工业区一侧的2、3、5和9号采样区以及13号港头采样区表层沉积物中PAHs具有较高的生态安全风险;值得进一步关注.     

多环芳烃的污染及其生物修复

多环芳烃(PAHs)是环境介质中普遍存在的难降解有机污染物，文中综述了目前国内外对PAHs的研究状况，重点阐述了它的来源分布、迁移转化、生物毒性、监测控制及其生物修复的研究进展等，从而为防治环境污染提供科学依据。     

天津近岸海域表层沉积物中PAHs污染特征及风险

为掌握渤海湾天津段多条河流入海区和海滨旅游度假区的近岸海域表层(0~5 cm)沉积物中PAHs(多环芳烃)的污染状况,对该区域表层沉积物中16种US EPA(美国国家环境保护局)优先控制PAHs的分布特征及其来源进行了调查和分析,并评估了其潜在生态风险和概率致癌风险. 结果表明:渤海湾天津近岸海域表层沉积物中w(PAHs)(16种PAHs质量分数之和,以干质量计)为23.9~672.8 ng/g,平均值为228.1 ng/g. 表层沉积物中PAHs的污染程度与历史调查结果相比有所加剧,并且呈复合型污染,在天津港港区外海域主要为石油制品污染,在研究区域南部则主要源于燃煤和生物质的不完全燃烧. 风险评估结果表明,海河入海口附近和研究区域北部存在潜在生态风险;研究区域内概率致癌风险处于较低水平,∑₇TEQ_BaP(7种强致癌PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和)占∑₁₆TEQ_BaP〔16种PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和〕的96.8%,其中二苯并蒽的致癌风险最大,其次为苯并芘.      

渤海辽东湾表层沉积物中金属元素分布特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光度计(AFS)分别测定了辽东湾表层沉积物中的金属元素含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度.结果表明,沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Co、Hg、As和Ag等元素含量在空间分布上存在明显梯度,其空间分布模式(4种)受到沉积物细粒组分、有机质含量及与河口间距离等因素的制约.通过与沉积物质量标准及其他海区的比较,评价了研究区沉积物中几种重要金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Ag、Hg和As)的污染情况.富集系数显示, Fe、Ti、Mn、P、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Sc和V为无富集;As为轻度富集;Pb、Cd、Ag和Hg为中度富集. Fe、Ti、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Mn、P、V和Sc主要来源于陆地岩石和土壤风化产物;Pb和As既有岩石和土壤风化产物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Ag主要来自人为源;Ba和Sr主要与海洋生物活动有关.依据沉积物质量综合评价,将辽东湾沉积物划分为4类.     

辽东湾近岸冰区大型底栖动物调查

１９９６年１月２６～３１日，对辽东湾鲅鱼圈近岸冰区的两个站位冰下大型底栖动物进行了调查。结果表明，本次调查所获得的底栖动物共１４种，其中软体动物７种、甲壳动物３种、多毛类３种、棘皮动物１种。两个站位的群落结构指数分别为：１＃站：Ｈ′＝２．３０、ｄ＝１．２０、Ｊ＝０．８１、Ｄ２＝０．６４；２＃站：Ｈ′＝２．７０、ｄ＝１．８０、Ｊ＝０．９６、Ｄ２＝０．４０。     

哈尔滨市大气气相中多环芳烃的研究

在哈尔滨地区8个采样点同时安装了PUF大气被动采样器,研究了该地区2007年春季(1月末~4月末)大气气相中多环芳烃的含量和分布特征.结果表明,PUF大气被动采样器主要采集了大气气相中三环和四环的多环芳烃,占总量的91.22%~96.37%,PAHs的浓度具有明显的功能区差异,依次为:市区(356.49 ng/d),郊区(162.65 ng/d),农村(278.35 ng/d),偏远地区(183.99 ng/d),市区大气中多环芳烃的浓度是农村的2倍,偏远地区的3倍.污染源是影响大气中多环芳烃含量高低的主要因素,通过特征分子含量比值法对该地区大气中多环芳烃的来源进行了初步研究,结果表明,哈尔滨地区城市大气中多环芳烃主要来自于燃煤,农村大气中的多环芳烃主要来自于农作物秸秆的燃烧.利用毒性当量因子法对该地区大气气相中多环芳烃的健康风险进行了评价,具有与浓度分布类似的功能区差异,表明市区和农村地区大气中PAHs对于人们的健康存在较大潜在威胁.通过安装平行采样器,PUF被动采样器具有很好的重现性,研究表明,可以用于城市尺度多个采样点大气中多环芳烃的同时研究.     

多环芳烃对海洋硅藻中肋骨条藻的光毒性效应

许多生态毒理学研究尤其是对水生生物的毒性研究表明,阳光中的紫外辐射(UV)能够促进多环芳烃的生物毒性. 以长江口浮游植物群落中的常年主要优势种之一——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为实验材料,选择2个环的萘,3个环的菲和蒽,4个环的荧蒽和芘5种寡环多环芳烃,在实验室内比较了它们在没有UV辐射和有UV辐射下对中肋骨条藻的毒性效应. 结果表明:在没有UV照射下,萘、菲、蒽、荧蒽和芘对中肋骨条藻的72 h EC50值分别比有UV照射下时高约1.9,8.4,13.0,6.5和5.7倍,其中蒽相差的倍数最大.在没有UV照射情况下,5种多环芳烃对中肋骨条藻种群生长的抑制作用强度表现为荧蒽>芘>蒽>菲>萘;而当系统中加入UV照射后,毒性强度变为荧蒽≈蒽>芘>菲>萘,表明UV照射不仅能够促进多环芳烃对中肋骨条藻的毒性,也能够改变它们对中肋骨条藻的相对毒性.