沉积物中多环芳烃对反硝化功能基因垂直分布的影响

研究了沉积物中PAHs对特定反硝化功能基因垂直分布的影响,以建立反硝化条件下PAHs和各阶段反硝化反应之间的关系.2011年3月,对珠江广州河段珠江大桥、黄沙码头和二沙岛三处具有代表性的区域沉积物进行采集,对沉积物PAHs污染和特定反硝化功能基因(narG、nirS、nosZ和nrfA)的垂直分布特征进行了研究,并通过多变量技术建立了反硝化条件下PAHs和特定反硝化功能基因之间的关系.典范对应分析(CCA)表明,硝酸盐异化还原反应和高环PAHs之间联系密切.PAHs对nosZ编码基因影响最为明显,即对反硝化作用氧化亚氮还原阶段抑制作用最强.除氧化亚氮还原阶段外,其他各阶段反硝化细菌普遍体现出对高环PAHs的适应性,特别是含有异化亚硝酸盐还原酶编码基因(nrfA)的微生物可能具有潜在的高环PAHs厌氧降解能力.亚硝态氮还原酶编码基因(nirS)表现出特异性,需要进一步深入研究.     

基于被动采样技术的垃圾焚烧厂及周边大气中PAHs分布研究

垃圾焚烧是大气PAHs污染的重要来源,为监测垃圾焚烧过程产生的PAHs,利用被动采样技术对垃圾焚烧厂及周边大气中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,PAHs总量为146.29～396.30 ng·d-1,其中气相中PAHs为128.03～377.05 ng·d-1,颗粒相中PAHs为10.698～19.251 ng·d-1.气相中PAHs组成以菲、荧蒽、芴等低环化合物为主,菲的含量高达55.1%.选定松针作为被动植物样品,测得松针中PAHs的浓度为651.88～1 044.43 ng·g-1;考察土壤中PAHs的分布特征,测得土壤中PAHs浓度为35.04～998.89 ng·g-1.被动采样和松针、土壤中所含的PAHs分布特征相似,说明被动采样能反映PAHs在环境中的真实积累情况.此外,通过比较主动采样与被动采样结果,表明两者对大气中PAHs的富集能达到基本一致的效果.     

广西大石围天坑中多环芳烃的大气传输与分异

选择典型的岩溶地区广西乐业大石围天坑群为研究对象,利用聚氨酯泡沫被动采样器（PUF-PAS）采集大石围天坑口部至地下河剖面空气样品,并进行了气象参数的观测.利用气相色谱-质谱仪（GC-MS）测定16种多环芳烃（PAHs）优先控制污染物.结果表明,大石围天坑至地下河空气中ΣPAHs浓度范围为33.76～150.86 ng·d-1,平均值80.36 ng·d-1,其中绝壁、底部和地下河浓度分别为67.17、85.36和101.67 ng·d-1;空气中PAHs以2～3环的菲、蒽、萘、芴4种为主,占87.97%.PHAs的源来自于大气传输的化石燃料的燃烧.大石围天坑空气中PAHs的富集与传输过程为：地表-绝壁-底部-地下河,且浓度随深度/长度的增加有明显的增加趋势,在西峰脚、天坑底部和地下河处,低分子量的PAHs菲、蒽、芴和荧蒽发生了分异作用.温度是影响天坑中PAHs大气传输、富集的主要因子,其次为风向、风速和相对湿度;相对湿度和温度都是PAHs分异作用的主要因子,风速和风向为次要因子.总体上,天坑明显地展现了持久性有机污染物（POPs）的＂冷陷阱效应＂。     

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.     

机动车尾气烟尘中烷烃和有机酸的组成

本研究采用直接采样方法分别对11辆柴油公交车和20辆汽油小汽车的排气管壁积尘进行采集,再使用气相色谱与质谱联用仪(GC-MS)对样品中的烷烃和有机酸进行定性以及定量分析.结果表明,公交车(C_(14)~C_(30))和小汽车(C_(14)~C_(33))正构烷烃质量分数分别为1.31~149.08μg·g~(-1)和15.35~556.03μg·g~(-1),公交车尾气尘中正构烷烃以C_(20)为主峰碳,小汽车中正构烷烃以C_(29)为主峰碳,且小汽车生成更多高沸点长链烷烃.公交车中姥鲛烷和植烷总质量分数分别是15.24μg·g~(-1)和21.79μg·g~(-1),小汽车中姥鲛烷和植烷总质量分数分别是2.31μg·g~(-1)和2.69μg·g~(-1),公交车和小汽车姥鲛烷和植烷的比值分别为0.699 4和0.858 7,植烷和十八烷的比值分别是0.356 5和0.747 2.脂肪族有机酸的质量分数变化都比较大,公交车和小汽车中其变化范围分别为0.01~40.87μg·g~(-1)和3.8~113.7μg·g~(-1),公交车烟灰中质量分数最大的有机酸是3-羟基丁酸,丙二酸(C_3)和丁二酸(C_4)比的最大值为5.93,小汽车烟灰中质量分数最高的正构烷酸是正十六烷酸(C_(16)),芳香族有机酸的质量分数范围分别为5.05~31.70μg·g~(-1)和0.1~228.38μg·g~(-1).     

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.