大豆和小麦根系对菲的吸持作用及其生物有效性

不同作物根系对多环芳烃(PAHs)的吸持作用及其生物有效性研究有助于深入揭示PAHs在生态系统中的环境行为和科学评估PAHs的生态风险.然而,不同作物根系吸持PAHs的差异性及其生物有效性鲜有报道.为此,本研究以菲作为PAHs的代表,探究了不同条件下大豆和小麦根系对菲的吸持/解吸及其吸持菲的有效性.结果表明,根系菲吸持随时间的变化表现为:活体根处理先增加再降低而后趋于平衡,这与活体根系存在菲转运延迟有关;灭活根和烘干根处理则先增加而后趋于平衡.根系的比表面积越大,脂肪含量越高,菲的吸持速率越快.不同菲浓度条件下,各处理根系菲的吸持量均随平衡浓度的增加而增大,Henry吸附等温式拟合R2均大于0.973,灭活根和烘干根用Freundlich吸附等温式拟合效果更好,小麦根系的Langmuir吸附等温式拟合效果优于大豆根系,说明分配作用和表面吸附共同控制作物根系菲的吸持,而活体根系与菲存在特殊的键合作用,其拟合效果较差.脂肪含量越高、含水率越高、膜的通透性越大,根系的吸持容量也越大.吸持在根系上的菲的解吸率的大小顺序为活体根烘干根灭活根;大豆各处理根系小于相应的小麦根系.不同根系吸持菲的生物有效性与解吸结果一致,因此可以用解吸率评价其生物有效性.研究结果可为作物根系吸持PAHs的当季和后茬作物有效性评估提供依据.     

Treatability of volatile chlorinated hydrocarbon-contaminated soils of different textures along a vertical profile by mechanical soil aeration: A laboratory test

Mechanical soil aeration is a simple, effective, and low-cost soil remediation technology that is suitable for sites contaminated with volatile chlorinated hydrocarbons(VCHs). Conventionally, this technique is used to treat the mixed soil of a site without considering the diversity and treatability of different soils within the site. A laboratory test was conducted to evaluate the effectiveness of mechanical soil aeration for remediating soils of different textures(silty,clayey, and sandy soils) along a vertical profile at an abandoned chloro-alkali chemical site in China. The collected soils were artificially contaminated with chloroform(TCM) and trichloroethylene(TCE). Mechanical soil aeration was effective for remediating VCHs(removal efficiency 98%). The volatilization process was described by an exponential kinetic function.In the early stage of treatment(0–7 hr), rapid contaminant volatilization followed a pseudofirst order kinetic model. VCH concentrations decreased to low levels and showed a tailing phenomenon with very slow contaminant release after 8 hr. Compared with silty and sandy soils, clayey soil has high organic-matter content, a large specific surface area, a high clay fraction, and a complex pore structure. These characteristics substantially influenced the removal process, making it less efficient, more time consuming, and consequently more expensive. Our findings provide a potential basis for optimizing soil remediation strategy in a cost-effective manner.     

韶关市大气颗粒物多环芳烃的污染特征研究

采集韶关市PM10和PM2.5样品,采用气相色谱-质谱法测定了16种PAHs的质量浓度,分析了16种PAHs在PM2.5中的时空分布特征,研究16种PAHs在PM10和PM2.5中分布的差异.结果显示:PAHs在PM2.5中的季节性分布具有冬、夏季高,春、秋季低的特点,且苯并[a]蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[c]芘、苯并[a]芘、荧蒽等在一年四季含量均较高;在空间上的分布显示交通区>工业区>商业区>居民区>休闲区.PAHs在PM2.5中的分布明显高于在PM10中的分布,在人为活动较为频繁的季节和区域,PAHs的含量明显增加.     

非甲烷总烃监测分析研究

2015年《中国环境状况公报》显示,大部分城市臭氧作为首要污染物的天数有增加趋势.而大气中的VOCs是产生臭氧最重要的前体物,同时也能对PM2.5产生影响,成为监测和控制的重点,被纳入总量控制体系.上海、广州、西安等地方已采用非甲烷总烃作为VOCs的评价指标.结合环境监测分析工作的实际情况,探讨了非甲烷总烃的样品采集、进样方式、样品色谱柱,结果表明:与注射器采样相比,气袋气密性和化学惰性好,保存样品时间长;采用一次进样,双色谱柱GDX502/104、玻璃微球同时分离样品,双FID同时检测,节约时间,避免误差,更加快速、准确.     

溢油污染潮间带大型底栖动物体内总石油烃含量及风险动态

以溢油污染潮间带大型底栖动物无齿螳臂相手蟹为对象,研究其体内TPH含量分布及动态变化,并开展健康风险评估,判断污染区域生态系统修复与恢复措施的有效性,从而为类似溢油事故的处理处置提供参考.分别在采取应急处置后、应急处置1 a后和二次修复1 a后采集了沉积物和相关生物体样品,采用紫外分光光度法和荧光分光光度法测得TPH含量.结果表明,二次修复1 a后生物体内脏和肌肉组织中TPH含量较应急处置1 a后呈显著下降趋势(p0.05),分别下降了64.28%~83.81%和27.44%~48.02%,生物体内脏组织中TPH含量明显高于肌肉组织,且二者呈现显著正相关关系(p0.01).二次修复1 a后生物体内脏和肌肉组织中TPH含量与应急处置后沉积物中TPH含量呈明显的线性关系(y=0.001x+4.3831,R2=0.9089;y=0.0004x+1.7744,R2=0.8705),表明溢油事故造成的沉积物污染是影响生物体内TPH累积的一个重要因素.同时,人体健康风险评估结果显示,应急处置1 a后和二次修复1 a后生物体体内的TPH暴露风险指数均处于可接受水平,采取二次修复后,暴露风险指数有明显下降趋势,较应急处置后下降了62.81%~82.31%.研究结果表明应急和修复措施均取得了一定效果,可为今后类似事故处理处置提供参考.     

青岛市城郊蔬菜中多环芳烃污染特征和健康风险评估

2016年5月在青岛市城郊的蔬菜基地采集表层土壤和蔬菜的可食部位,采用高效液相色谱紫外/荧光检测器串联方法对美国环保署优先控制的16种多环芳烃(PAHs)进行检测,分析了土壤和蔬菜中PAHs的含量、组成及两者含量间的关系,并评价了蔬菜中PAHs的健康风险.结果表明,土壤中16种PAHs的总含量(∑16PAH)范围为277.0~1548.1μg·kg~(-1),主要呈现PAHs轻、中度污染.蔬菜中∑16PAH的平均含量为222.6μg·kg~(-1),叶菜类、瓜果类和根茎类蔬菜中∑16PAH含量没有显著性差异.3类蔬菜中PAHs的组成均是以3环PAHs为主,比例达到51.4%~56.2%,但根茎类蔬菜中致癌PAHs所占比例高于叶菜类和瓜果类.叶菜类蔬菜中PAHs含量与土壤中PAHs含量具有显著的正相关关系(r=0.434,p0.05).蔬菜中PAHs的毒性主要来自于7种致癌PAHs,成年人通过摄食蔬菜产生的日平均PAHs暴露量高于其他人群,青岛市城郊部分品种蔬菜中的PAHs对人群存在潜在的致癌风险.     

白洋淀多环芳烃与有机氯农药季节性污染特征及来源分析

为研究白洋淀表层水体中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的季节性污染特征及来源,分析了白洋淀12个监测断面春、夏两季表层水体中17种PAHs和15种OCPs的浓度.结果表明,白洋淀春季表层水体中PAHs总浓度范围是35.38~88.06 ng·L~(-1),平均值为46.57 ng·L~(-1),夏季表层水体中PAHs总浓度范围是25.64~301.41 ng·L~(-1),平均值为76.23 ng·L~(-1);白洋淀春季表层水体中OCPs总浓度范围是0.69~4.50 ng·L~(-1),平均值为1.77 ng·L~(-1);夏季表层水体中OCPs总浓度范围是0.11~3.20 ng·L~(-1),平均值为0.90 ng·L~(-1).白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs季节性污染特征表现为前塘、关城和安新桥等3个断面夏季PAHs总浓度要远高于春季,而其他9个断面则均表现为春季略高于夏季;OCPs季节性污染特征表现为关城断面夏季OCPs总浓度高于春季,而其他11个监测断面均表现为春季高于夏季.从白洋淀春、夏两季表层水体PAHs和OCPs组成特征来看,春季各监测断面PAHs主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为45.92%~61.36%(平均为52.60%);夏季安新桥、前塘和关城等3个监测断面主要以二环芳烃萘(Naphthalene,Nap)为主,其浓度分别占PAHs总浓度的比例高达84.91%、91.04%和78.10%,其他9个监测断面主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为37.14%~53.90%(平均为48.94%);白洋淀表层水体中只有HCHs和DDTs有不同程度检出,且呈现出以HCHs为主的污染特征,其中,春季各监测断面表层水体中HCHs均以β-HCH为主,占HCHs总浓度的29.94%~100%,平均比例为59.87%,而夏季大张庄、郭里口等5个监测断面表层水体中HCHs以β-HCH为主,占HCHs总浓度的57.55%~80.23%,平均比例为61.98%,其他断面以α-HCHs和δ-HCH为主.分析白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs和OCPs的来源,PAHs同分异构体比值显示其PAHs主要来源于燃烧源,部分监测断面还存在石油源;而OCPs同分异构体比值显示其OCPs主要来源于环境残留和大气的长距离传输.白洋淀表层水体中PAHs和OCPs浓度不超过不同国家和组织制定的相关水质标准,但安新桥和圈头两个监测断面表层水体中α-HCH、p,p'-DDD浓度超过了美国环保署制定的人体健康水质基准,表明α-HCH和p,p'-DDD可能会对白洋淀淀区居民产生潜在有害影响.     

输水期间于桥水库流域水体中溶解态多环芳烃的分布特征与风险

为调查输水期于桥水库流域水中多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的健康风险和生态风险进行了评估.结果表明,在18个点位采集的水样中均有PAHs检出,且上游水域和库区PAHs组分和浓度均存在着显著差异.上游水域水体(除洒河大桥点位外)中的PAHs以2~3环为主,其百分比介于86%~95%,ΣPAHs浓度介于13.7~104.1 ng·L~(-1)间,其中大黑汀水库渔业养殖密集区水体中PAHs污染水平较高;库区水体中低环数和高环数PAHs含量相当,ΣPAHs浓度介于1.6~3 512.5 ng·L~(-1)间,其中库区北岸水中PAHs浓度最高.Flu/Pyr、Fla/(Fla+Pyr)比值分析表明,于桥水库流域PAHs主要来自村镇居民燃煤供暖、生物质燃烧.分别采用US EPA健康风险评价模型和Kalf等使用的商值法对PAHs的饮水致癌风险和生态风险进行了评估,结果显示,库区水体的饮水致癌风险水平超过了10-6,以及库区B[a]A、B[k]F、Bap的商值(实际浓度/最大允许参考浓度)也均大于1,说明库区水体PAHs引发的致癌风险和生态风险均应当引起重视.     

不同土地利用类型的土壤中多环芳烃的纵向迁移特征

为研究城镇化过程中不同土地利用类型土壤中多环芳烃(PAHs)的纵向迁移特征,在快速进行城镇化建设的沈阳东部地区选择了3种不同土地利用类型(城市用地、耕地及林地)的5个土壤剖面(0～1 m),分析了土壤剖面层中PAHs的残留特征,讨论了影响PAHs纵向分布和迁移的因素以及土壤PAHs的来源.结果表明,5个采样点土壤表层ΣPAHs的含量为:城市1号点513. 19～12 689. 04μg·kg~(-1)、旱田点36. 18～7 196. 10μg·kg~(-1)、水田点70. 92～747. 53μg·kg~(-1)、城市2号点19. 39～636. 47μg·kg~(-1)和林地点4. 79～349. 24μg·kg~(-1). PAHs在城市用地和林地中主要被截留在0～30 cm浅层土壤中,在耕地可以迁移至较深的土壤层;高环数PAHs在浅层土壤层中所占比例较大,深层土壤低环数占比较高;土壤有机质与PAHs分布呈显著正相关,PAHs的理化属性对其迁移能力有一定影响;源解析表明,研究区域的PAHs主要来源于工业活动和交通等燃烧,部分低环数PAHs来自于石油产品输入.     

液化石油气钢瓶承载能力的研究

充分考虑液化石油气钢瓶的结构特点,基于31组试验数据,推导得到确定短液化石油气钢瓶承载能力的新公式,以及区分长、短液化石油气钢瓶的临界长度计算公式;采用11组试验数据验证了用中径公式确定长液化石油气钢瓶承载能力的合理有效性.