北京地区表层土壤中多环芳烃的分布特征及污染源分析

根据北京地区不同环境功能区62个样品的分析结果,讨论了研究区表层土壤中多环芳烃的分布特征及污染源类型。结果表明：（1）研究区表层土壤中检测到的多环芳烃主要包括萘、苊、菲、惹烯、三芴、荧蒽、芘、、苯并蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[e]芘、苯并[a]芘、苝、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3–cd]芘、苯并[g,h,i]苝及其同系物;（2）不同环境功能区表层土壤中多环芳烃的组成及质量分数均存在一定的差别,16种优先控制的多环芳烃质量分数为175.1~10 344 ng.g-1,其中城市中心区表层土壤中多环芳烃的质量分数最高,交通干线附近、工矿企业附近表层土壤中PAHs的质量分数较高,林地、果园和农田表层土壤中PAHs的质量分数较低;（3）表层土壤中PAHs既有来源于石油源,也有来源于化石燃料燃烧产物的,但不同功能区二者贡献存在差别,其中农业用地（林地、果园、农田）中PAHs主要来源于石油源（或部分来源于土壤母岩中的有机质）,城区、交通干线附近及工矿企业附近表层土壤中PAHs污染源以化石燃料燃烧产物输入为主。     

冶炼企业周边农田土壤的多环芳烃污染及其细菌群落效应

多环芳烃是一类持久性有机污染物,进入土壤后可能产生多方面生态效应。为研究多环芳烃对土壤微生物的影响,选取南京某冶炼企业周边农田样品,在分析污染物含量基础上,采用高通量测序、定量PCR等方法综合评价了土壤细菌多样性和组成以及多环芳烃降解细菌丰度等特征。17个土壤样品中,多环芳烃总量为0.25~31.08 mg·kg-1,并具有随污染源距离增加而降低的空间分布特征。与土壤理化性质如p H相比较,多环芳烃污染对土壤细菌的总体多样性和群落组成影响不显著。进一步分析发现多环芳烃与潜在降解微生物的相对丰度和降解功能基因(芳香环羟基化双加氧酶,PAH-RHDα)拷贝数显著正相关。污染较重样品的克隆、测序分析表明,土壤中PAH-RHDα基因主要属于革兰氏阳性细菌nid A3/fad A1类群,且与分支杆菌相关序列较为接近。这些结果综合评价了冶炼企业周边农田土壤多环芳烃污染对微生物群落的影响,提示土壤污染在多环芳烃潜在降解细菌中的富集作用,将为后续污染土壤生物修复提供重要科学依据。     

焦化场地典型多环芳烃类污染物精细化风险评估

为准确评估多环芳烃(PAHs)污染土壤对人体的健康风险,解决目前基于总量风险评估导致土壤PAHs修复目标值过严的问题,采用德国标准研究院颁布的生物可给性测试方式研究了石家庄某焦化厂土壤中苯并[b]荧蒽(BBF)、苯并[k]荧蒽(BKF)、苯并[a]芘(BAP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)和二苯并[a,h]蒽(...     

钢铁工业区周边农业土壤中多环芳烃(PAHs)残留及评价

对某大型矿业企业周边农业土壤中多环芳烃(PAHs)残留量进行了调查。结果表明,PAHs总残留量范围为312. 2~27 580. 9ng·g-1,且以4环以上多环芳烃组分为主。所有土样中均检出PAHs,单一污染物以芘、艹屈、荧蒽、苯并[a]芘、蒽、菲、苯并[a]蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3 cd]芘、苯并[g,h,i]苝为主。PAHs残留量与有机质含量相关性较好。不同样区土壤PAHs残留量受常年风向影响明显。以加拿大农业区域土壤PAHs的治理标准值为指标,用内梅罗综合指数法进行评价表明,研究区农业土壤达重污染水平的占37%,中度污染的占19%,轻污染的占25%,另有13%的采样点污染程度处于警戒限,仅有6%的采样点尚处于安全级。     

山西太谷农村薪柴和蜂窝煤颗粒物和多环芳烃排放特征研究

测定并计算了太谷农村蜂窝煤和薪柴两种燃料颗粒物、CO、CH4和多环芳烃排放因子,其中多环芳烃包括16种美国环保局优控化合物、12种非优控母体多环芳烃、12种硝基多环芳烃和4种含氧多环芳烃.蜂窝煤4类多环芳烃化合物的排放因子分别为3.56±5.42、0.73±0.099、0.22±0.48和0.36±0.62 mg·kg-1,薪柴为62.6±41.3、20.4±3.61、4.44±6.18和0.84±1.00mg ·kg-1.薪柴大多数污染物排放因子高于蜂窝煤,但蜂窝煤多环芳烃排放因子的变异则高于薪柴.蜂窝煤和薪柴多环芳烃排放因子的成分谱有显著差异,除菲、荧蒽和苯并(b)荧蒽为共同优势排放物外,萘、芴、屈和苯并(k)荧蒽为蜂窝煤的特征排放物,芘、环戊烯(c,d)芘和苯并[a]蒽为薪柴的特征排放物.3-硝基荧蒽与3-硝基菲和2-硝基萘分别是蜂窝煤与薪柴排放的主要硝基多环芳烃.母体多环芳烃排放因子的气固比主要受分子量(挥发性)影响,衍生多环芳烃则与取代基的性质有关.蜂窝煤燃烧前期母体多环芳烃的排放因子显著高于后期,两个阶段的总排放因子分别为9.52±12.3和2.54±2.42 mg· kg-1,衍生多环芳烃在两个阶段的差别小于母体多环芳烃.     

几种多环芳烃在不同类型稻田土壤中的降解行为

为揭示我国不同类型稻田土壤中多环芳烃(PAHs)的降解率,采集了8个地区的稻田土壤,分别加入菲、荧蒽和苯并[a]蒽进行室内培养试验,分析不同类型稻田土壤中PAHs降解速率的差异及其与土壤理化性质的关系。结果表明,不同类型稻田土壤中PAHs降解能力由大到小依次为四川石灰性紫色土、黑龙江黑土、重庆中性紫色土、山西褐土、北京潮土、安徽黄褐土、河南潮土和湖南黄壤。不同类型稻田土壤中PAHs降解率在培养7 d时均可达51.5%,28 d后降解率大于80%。土壤中PAHs易降解程度由高到低依次为菲、荧蒽和苯并[a]蒽。除四川石灰性紫色土和重庆中性紫色土外,PAHs能显著增加其他类型土壤中总细菌数量和菲降解过程中的双加氧酶功能基因phnAc数量。冗余分析结果表明,土壤中菲和荧蒽降解速率与土壤中NH_4~+-N和有机质含量呈显著正相关(P0.05),与pH值和含水量呈负相关。土壤中苯并[a]蒽降解速率与土壤理化性质均无显著相关性(P0.05)。不同类型稻田土壤中PAHs自然降解速率和留存时间有所差异,可通过在土壤中添加氮肥等营养物质促进PAHs的降解。     

青岛地区大气气溶胶中多环芳烃的GC/MS分析

本文采集了青岛5个区的大气气溶胶样品，参照美国EPA610方法，用GC/MS分析鉴定多环芳烃。结果表明，青岛市大气气溶胶中PAHs总量的总趋势是东部高于西部，中部高于南、北部。多环芳烃的环数分布表明，气溶胶中PAHs几乎全部由人类活动产生。16种优先控制多环芳烃化合物中的萘、苊、芴、荧蕙、茚并[1，2，3-cd]芘，苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽等有毒有害有机污染物普遍检出于市内五区。苯并[a]芘的大气含量甚微。     

苯并[a]芘和9,10-二甲基蒽对皱纹盘鲍(Haliotis dis-cus hannai)早期发育的毒性研究

为探究海洋中多环芳烃(PAHs)对海洋生物的毒性作用,以皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)为受试生物,采用半静水式实验方式,探讨了2种多环芳烃苯并[a]芘和9,10-二甲基蒽对皱纹盘鲍早期发育的毒性效应。在不同浓度的苯并[a]芘和9,10-二甲基蒽作用下,观察皱纹盘鲍的卵子受精率、胚胎发育时间和幼体死亡率。结果表明,高浓度的多环芳烃处理组与对照组相比,卵子的受精率显著降低,胚胎发育时间和幼体死亡率显著增加,与处理浓度之间存在显著的剂量-效应关系(P<0.05)。3～12 d中,苯并[a]芘对皱纹盘鲍幼体的LC_(10)分别为11.6、8.18、7.67和7.66 mg·L~(-1),9,10-二甲基蒽对皱纹盘鲍幼体的LC10分别为14.91、14.11、12.82和9.64 mg·L~(-1)。苯并[a]芘毒性大于9,10-二甲基蒽。     

呼和浩特市冬季PM_(10)中多环芳烃的污染特征及来源解析

2013年12月在呼和浩特市主城区9个环境空气监测点位同步采集PM_(10)样品,对PM_(10)浓度和16种多环芳烃的浓度、污染特征进行了分析,使用特征比值和主成分分析对多环芳烃来源进行了解析.9个监测点位的PM_(10)浓度介于23.5—322μg·m-3之间,16种多环芳烃总量介于5.34—850 ng·m-3之间.荧蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[g,h,i]苝和茚并[1,2,3-cd]芘等多环芳烃单体浓度较高,这8种多环芳烃占多环芳烃总浓度的80.4%.主成分分析所获得污染源结果和特征比值法定性判断出的污染源结果一致,燃烧源、机动车尾气源和石油源为主要污染源,分别贡献61.3%、16.0%和10.4%.     

淮河流域安徽段水系沉积物中多环芳烃的污染性状研究

应用气相色谱质谱联用仪测定淮河流域安徽段水系沉积物样品中萘、二氢苊、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽等12种多环芳烃的质量分数,并在此基础上分析沉积物中多环芳烃的区域分布、污染特征和来源。结果表明：研究区水系沉积物中多环芳烃有一定程度的富集,但与国内其他河流相比,样品中多环芳烃的质量分数不高;淮河南北岸支流沉积物中多环芳烃的含量差异比较明显,尤其是东淝河,含量明显低于淮北平原上的其它河流;淮河主干道和北岸支流沉积物中4环以上的多环芳烃含量较高,而南岸支流的淠河和东淝河沉积物中2～3环的多环芳烃平均含量明显高于其他环数;通过污染来源分析,沉积物中多环芳烃除与天然成岩过程有关外,大都是由有机物质的燃烧与热解引起的。     

多环芳烃对不同类型稻田土壤硝化潜势及氨氧化微生物的影响

为揭示多环芳烃(PAHs)污染对我国不同区域稻田土壤氨氧化过程的影响,以8个省市的稻田土壤为研究对象,通过室内培养方式添加菲、荧蒽、苯并[a]蒽等3种PAHs进行28 d的培养实验,探究PAHs对不同土壤类型硝化潜势、氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度和群落结构的影响.结果显示,8种土壤的理化性质、PAHs降解行为以及AOA和AOB菌群结构和丰度都有所差异,PAHs对硝化潜势的影响也表现为因土而异.PAHs显著抑制了黑龙江(黑土)、山西(褐土)、安徽(黄褐土)和湖南(黄壤)等4种土壤样品的硝化潜势(P 0.05),显著促进了四川(石灰性紫色土)的硝化潜势,而对北京(潮土)、河南(潮土)和重庆(中性紫色土)土壤则没有显著影响.荧光定量PCR分析amoA基因的丰度结果表明,在添加PAHs后,AOB的丰度显著增加,而AOA的丰度显著减少.相关性分析表明土壤AOA的丰度与硝化潜势的变化规律有显著相关性(P 0.05).除重庆和四川土壤外,PAHs的添加降低了AOA和AOB群落Shannon多样性指数.群落结构分析发现PAHs的添加促进了隶属于Nitrosospira cluster 3的AOB相对丰度增加,而隶属于Nitosomonas cluster 7的AOB相对丰度则降低;然而PAHs对AOA群落结构则没有显著影响.综上所述,PAHs污染可能通过改变土壤的氨氧化微生物的丰度和群落结构,进而在宏观上影响稻田土壤的硝化能力.(图7表3参46)     

应用物种敏感性分布评估多环芳烃对淡水生物的生态风险（Assessing Ecological Risks of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（PAHs）to Freshwater Organisms by Species Sensitivity Distributions）

阐述了利用物种敏感性分布进行生态风险评价的原理与方法,构建了淡水生物对8种常见多环芳烃(蒽、芘、苯并[a]芘、荧蒽、菲、芴、苊、萘)的物种敏感性分布;在此基础上,计算了这8种多环芳烃对不同类别生物的HC5(Hazardous Concentration for5%of the species)阈值,预测了不同浓度多环芳烃对生物的潜在影响比例PAF(Potentialaffected fraction),比较了不同类别生物对多环芳烃的敏感性,以及多环芳烃对淡水生物的生态风险,并对以红枫湖、黄河、白洋淀为代表的中国典型水体中的多环芳烃进行了联合生态风险评价.结果表明:1)当污染物浓度达到10μg·L-1时,半数多环芳烃的风险超过了5%的阈值;当浓度上升到100μg·L-1时,只有萘和苊没有显著生态风险.2)对于芴和荧蒽,无脊椎动物更为敏感;而对于萘,则脊椎动物更敏感.3)通过HC5值比较和SSD曲线图比较,可得出污染物对所有物种的生态风险大小依次为:蒽>芘>苯并[a]芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘;对脊椎动物风险大小为:荧蒽>苊>萘;对无脊椎动物:蒽>芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘.4)多环芳烃在红枫湖、黄河、小白洋淀的生态风险均较低,急性联合msPAF(multisubstance PAF)值小于1%.     

基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法——以多环芳烃污染土壤再利用工程为例

提出了基于人体健康风险的土壤修复目标的制定方法和程序,并以上海市某重大工程多环芳烃污染土壤处理后再利用工程为例,模拟了多环芳烃在处置场地上的多介质迁移途径及人体暴露场景。模拟结果显示,填埋场污染土壤苯并(a)芘(该污染物毒性因子高,毒性强,致癌风险相对较大)经口摄入和皮肤接触途径最大致癌暴露量分别为1.89×10-6和0.93×10-6mg.kg-1.d-1,人体最大致癌风险水平分别为1.38×10-5和6.79×10-6,超出了中国规定的单致癌污染物的可接受风险水平(≤10-6)。苯并(a)芘呼吸吸入途径最大致癌暴露量为7.79×10-10mg.m-3,人体最大致癌风险水平为6.86×10-10。基于场地的特征条件和参数,以保护人体健康为目的,确定了再利用作为填埋场中层覆土的土壤中5种多环芳烃污染物的修复目标限值(w,mg.kg-1)分别为:苯并(a)芘,0.994;二苯并(a,h)蒽,0.995;苯并(a)蒽,9.95;苯并(b)荧蒽,9.95;苯并(k)荧蒽,99.5。     

太湖梅梁湾沉积物中多环芳烃的生态和健康风险

持久性有机物引起的水质安全性问题日益受到广泛的关注.利用生态和健康风险评价的原理和方法,对太湖梅梁湾水源地沉积物中的多环芳烃可能导致的负面效应进行了分析.首先采用商值法筛选出该地区沉积物中具有潜在风险的多环芳烃,再进一步用建立在暴露浓度分布和物种敏感度分布上的概率法定量表征风险.结果表明,太湖梅梁湾水源地沉积物的多环芳烃中,菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽7种具有潜在风险;在保护95%的物种水平下,菲的风险最小,而荧蒽和芘风险较高,达20%.健康风险分析表明,美国EPA提出的7种具有遗传毒性的多环芳烃其致癌风险在梅梁湾沉积物中均在10-5水平以下.     

环青海湖4种生境土壤中原核微生物群落结构及分子网络特征

为了探明高寒土壤原核微生物在不同生境中群落结构差异,该研究选择了环青海湖地区牧场、农田、山地和草场4种不同土地利用类型,利用16S rRNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络的方法,比较4种不同土壤生境中原核微生物群落结构和组成差异,以及原核生物物种间的相互作用关系。结果表明,不同生境下土壤理化性质存在显著差异,人为干扰会引起土壤矿化,有机养分含量降低,同时影响土壤中速效养分的含量。土壤中原核微生物的丰富度和多样性随着土壤生境的不同而变化,在细菌门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)在4种不同生境土壤细菌群落中均占主导地位,拟杆菌门(Bacteroidetes)是农田土壤中的独有优势种,而山地和草场中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)为特有优势菌种。在古菌门水平上,广古菌门(Euryarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota)是牧场、山地古菌群落中的优势菌种,农田和草场土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)是唯一优势菌种。整体而言,在4种不同生境土壤中细菌群落的丰富度和多样性均高于古菌群落,环境因子中pH、SOC、TN、AN、AK、C/N和Olsen-P显著影响了土壤原核微生物群落结构。分子网络结构分析表明细菌网络的节点数和连接数更多,联系复杂系统更加稳定,古菌网络的平均路径长较小,平均连通度和聚类系数较高,但对环境响应迅速,说明古菌群落的生态位较细菌更加狭窄。     

苯并[a]芘污染土壤的植物根际修复研究初探

研究了黑麦草(Lolium multiflorumL.)对多环芳烃苯并[a]芘污染土壤的修复作用。研究结果表明,土壤中苯并[a]芘的可提取态wB[a]P随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态苯并[a]芘的减少,提高了苯并[a]P在土壤中的降解率,在1、10、50mg·kg-1苯并[a]芘处理下,黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率分别达90.3%、87.5%、78.6%;而没有黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率则为79.3%、66.4%、55.6%。黑麦草根际增加土壤中微生物碳的含量,从而提高植物对苯并[a]芘的降解率。植物的地上部也可积累少量苯并[a]芘,但植物对苯并[a]芘的吸收不是黑麦草对其修复的主要机制。土壤自身具有修复苯并[a]芘的潜能,种植黑麦草具有强化土壤修复苯并[a]芘污染的作用。     

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

土壤微生物是森林生态系统中重要的分解者,参与生物圈的物质循环和能量流动,对温度变化响应较为敏感。以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,基于野外增温实验平台,采集0-10 cm和10-20 cm土层的土壤样品,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法并结合土壤理化性质的监测,探究气温上升对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)增温处理使0-10 cm和10-20 cm土层月均温分别显著上升1.24℃和1.17℃,土层湿度变化不显著;(2)增温显著增加了土壤硝氮含量,但对其他理化性质作用不明显;(3)增温组土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(C/N)以及微生物总磷脂脂肪酸含量与对照组差异不显著;(4)增温显著改变了土壤微生物群落结构,使细菌相对丰度、细菌真菌之比(B/F)以及革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌之比(G~+/G~-)显著增加,降低了真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度;(5)进一步分析表明,土壤硝态氮和有机碳是影响土壤微生物群落结构变异的主要因子,两者共同解释了微生物群落结构60.5%的变异度。以上研究结果表明,尽管增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物生物量作用不明显,但可通过对土壤硝氮和土壤有机碳含量的影响引起土壤微生物群落结构及其相对丰度的改变,微生物群落结构和相对丰度的变化又将通过影响微生物对土壤碳氮的同化作用,最终影响土壤的碳氮过程。     

杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的风险分析

采集杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的样品,用色谱-质谱技术对多环芳烃化合物进行定量分析。美国环保总署推荐优先控制的16种多环芳烃单体质量分数在1.49～87.43 ng.g-1之间,萘、芴、苊等低分子量芳烃质量分数相对较低;、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝等高分子量芳烃质量分数相对较高,其中苯并[ghi]苝质量分数最高。对照荷兰的土壤标准,杭州市郊区表层土壤中的荧蒽、、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝超标比较严重,超标率100%;多环芳烃的Bap等效毒性当量是荷兰规定目标值的2倍;因此,杭州市郊区表层土壤中存在一定的潜在风险。多环芳烃Ant/（Phe＋Ant）、BaA/（Chr＋BaA）、Flua/（Pyr＋Flua）等参数表明,多环芳烃主要来源于燃烧源,且以机动车尾气为主;BeP/（BeP＋BaP）比值偏高,可能与土壤中的多环芳烃主要来源于大气沉降有关。     

焦化厂污染土壤中多环芳烃降解菌的分离及降解特性

分别以芴(3环)、荧蒽(4环)和苯并[b]荧蒽(5环)为唯一碳源(1 mg/L),采用平板划线法对某焦化厂污染土壤中的多环芳烃降解菌进行分离.通过自制的呼吸器,研究所得多环芳烃降解菌对14C-菲(5μL/100 mL 40~60 mCi/mmol)的矿化情况;通过序批试验,以煤焦油为碳源(1μL/mL),研究这些菌对19种多环芳烃的降解情况.多次划分后,得到4种菌,经鉴定命名为博特氏菌L1、苍白杆菌L1、微杆菌L1和赤红球菌L1.经过3周的矿化实验,微杆菌L1可以将14C-菲全部矿化成14CO2,赤红球菌L1可将大约60%的14C-菲矿化成14CO2,而博德特氏菌L1和苍白杆菌L1对14C-菲无矿化作用.经过5周的降解实验,博德特氏菌L1对大多数多环芳烃表现了良好的降解作用,苍白杆菌L1和微杆菌L1对部分多环芳烃有降解作用,而赤红球菌L1培养系统中某些多环芳烃的浓度甚至有增大,这可能与其在代谢过程中产生表面活性物质有关.所得4种菌在焦化厂污染土壤的微生物修复中具有较大的应用潜力.图3表1参27     

我国36个重点城市饮用水中多环芳烃健康风险评价

分别用2种基于不确定性的风险评价方法(蒙特卡洛法和三角模糊数法)和1种基于确定性的风险评价方法(美国EPA终身致癌风险)对我国36个重点城市饮用水中多环芳烃的终生致癌风险进行评价。所研究的98个水厂出水中多环芳烃浓度范围为17.5~408.3 ng·L-1,致癌性多环芳烃(苯并[a]蒽,屈,苯并[b]荧蒽,苯并[k]荧蒽,苯并[a]芘,茚并[1,2,3-cd]芘)的总量浓度为nd~94.7 ng·L-1。所有水厂出水中苯并[a]芘浓度均小于10 ng·L-1。假设出厂水即为最终饮用水,对16种PAHs浓度用毒性当量因子法转化为相对于苯并[a]芘等效浓度(TEQ BaP)。使用概率风险评价方法计算,结果显示在95%的概率区间我国居民通过饮水途径暴露多环芳烃的终生致癌风险小于5.45×10-6(蒙特卡洛法)和7.56×10-6(三角模糊数法)。而采用确定性风险评价方法,计算得到的最大风险为7.12×10-6。两种计算方法得到的我国饮用水中多环芳烃的终生致癌风险都处于可接受水平。比较不同的评价方法后发现,不同方法获得的信息并不完全重合,相对于通常的基于确定性的非概率健康风险评价方法,基于不确定性的概率风险评价方法获得的结果更为保守。