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.     

复合催化剂CuO-MnO_2-CeO_2/13X对烟气多环芳烃催化氧化性能研究

采用浸渍法制备复合催化剂Cu O-Mn O_2-Ce O_2/13X,并用全自动气体吸附仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对其结构组成进行表征;同时在固定床中考察了Cu O-Mn O_2-Ce O_2/13X催化剂对燃煤烟气PAHs的催化降解性能。结果表明:Cu O-Mn O_2-Ce O_2/13X催化剂对烟气PAHs的总去除率为69%~75%,当Cu O、Mn O_2和Ce O_2的负载率分别为4%、7%和4%时对PAHs的去除效果最好。复合催化剂Cu O-Mn O_2-Ce O_2/13X对高环(5环、6环)PAHs的去除率比中低环的要高,对PAHs毒性当量有较好的去除效果,最高达到94%。催化剂中活性组分铜和锰的质量分数对PAHs的催化氧化性能影响较大,当铜锰比从1∶1变为4∶7时,PAHs去除率从69%提高到73%,加入助剂Ce O_2后PAHs去除率进一步增加到75%。     

焦油渣和煤沥青焚烧处置实验研究

通过开展残渣与有机污染土壤的混合焚烧实验,分析了炉渣、烟气中多环芳烃和重金属的含量及浓度,明确了残渣焚烧的适用工艺及条件。结果表明,在一段炉焚烧温度600~900℃、二段炉出口温度≥1 100℃、烟气停留时间≥2s、急冷器出口温度≤150℃的条件下,炉渣中重金属含量较高,少部分进入到尾气中,多环芳烃含量极少,大部分被焚烧破坏和尾气净化设施去除。实验结果表明,在残渣掺入量为30%条件下,尾气排放能够满足标准要求。     

不同种植密度的厚皮菜对土壤中3种多环芳烃修复效果的试验研究

通过60d的盆栽试验,对不同种植密度(每平方米分别栽种67株、33株和11株)的厚皮菜对3种不同环数的多环芳烃(萘、Nap、二环,芘、Pyr、四环,茚并[1,2,3-c,d]芘]、InP、六环)污染土壤的修复能力进行了研究。结果表明:未种植植物的土壤Nap的去除率与种植植物的土壤无显著差异(p0.05),而种植植物的土壤中Pyr和InP的去除率显著高于未种植植物的土壤(p0.05);在试验的初始阶段,种植密度最大的土壤中具有最高的Pyr和InP的去除率,在试验的最终阶段,各种种植密度土壤中不同多环芳烃的去除率无显著差异;各种种植密度土壤中植物吸取的多环芳烃含量远低于土壤中多环芳烃的去除量,说明植物提取并不是去除土壤中多环芳烃的主要因素;种植了不同密度植物的土壤的氧化还原电位显著高于未种植植物的土壤(p0.05),且土壤的氧化还原电位与多环芳烃去除率呈正相关关系,说明植物渗出的氧是促进多环芳烃分解的主要因素之一。     

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.     

汾河上中游流域水环境中多环芳烃分布及分配

通过测定汾河上中游流域13个点位丰水期和枯水期水体、表层沉积物中PAHs浓度,分析其分布特征及影响因素.结果表明:汾河上中游流域丰水期和枯水期水中PAHs的平均浓度分别为0.365μg·L~(-1)和0.835μg·L~(-1),枯水期PAHs总体高于丰水期;丰水期和枯水期沉积物中PAHs平均浓度分别为1444μg·kg~(-1)和2407μg·kg~(-1),枯水期PAHs总体高于丰水期;水和沉积物中PAHs的组成主要是2~4环,但沉积物中高环PAHs组成显著高于水中;丰水期和枯水期中游段(寨上到南关)水体和沉积物中PAHs浓度整体均高于上游段(雷鸣寺到汾河水库).丰水期和枯水期沉积相-水相分配系数K_p值分别为642~32345 L·kg~(-1)和671~44929 L·kg~(-1),且随PAHs环数变大K_p值增大;丰水期和枯水期沉积相-水相实测的有机碳归一化分配系数(lgK_(oc))总体高于预测值上限;丰水期和枯水期lgK_(oc)与lgK_(ow)均呈较好的相关性,可决系数(R~2)分别为0.764、0.725,枯水期斜率大于丰水期斜率,枯水期较丰水期沉积物吸附的PAHs更多.K_p值与有机碳/COD_(Cr)比值K_(od)呈正相关,可决系数(R~2)分别为0.625和0.728,丰水期和枯水期PAHs K_p值受沉积物中有机碳含量和水中COD_(Cr)含量的影响.     

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.     

大冶湖表层沉积物-水中多环芳烃的分布、来源及风险评价

于2015年8月采集大冶湖表层沉积物8个及上覆水样8个,使用GC-MS分析16种EPA优控PAHs.结果表明在表层沉积物及水体中ΣPAHs范围分别为:35.94~2 032.73 ng·g-1和27.94~242.95 ng·L~(-1),平均值分别为940.61 ng·g-1和107.77 ng·L~(-1);表层沉积物中PAHs分布呈现湖中高于岸边趋势,水体则呈大致相反趋势,表层沉积物中以4~5环高环化合物为主要组分,在水体中主要以2环以及4环和5环PAHs为主,与国内外其他湖泊相比处于中度污染水平;来源解析表明大冶湖表层沉积物及水体中多环芳烃主要来自于高温燃烧源,沉积物中PAHs高环分子都占据绝大部分,反映出了沉积物受矿冶冶炼长期累积污染的效应;所检测沉积物中各单体PAH及ΣPAHs含量均未超过ERM以及FEL,表明大冶湖表层沉积物中PAHs无潜在生态风险;终生致癌风险评价表明大冶湖水体中PAHs通过摄入和皮肤接触风险都处于USEPA推荐的可接受水平范围之内,但都高于瑞典环保局和英国皇家协会推荐的最大可接受风险水平,需要对7种致癌PAHs污染加以防治.     

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.     

多环芳烃（PAHs）在不同腐殖酸组分中的赋存特征和氧化降解效果研究

选取腐殖酸重要组分胡敏酸、富里酸、胡敏素为研究对象,研究了不同老化时间下多环芳烃(PAHs)在腐殖酸各组分中的赋存特征.同时,探究了过硫酸钠、高锰酸钾、芬顿试剂、过氧化氢4种氧化剂氧化PAHs过程中污染物在腐殖酸和上清液中的分布情况,确定胡敏酸、富里酸、胡敏素中PAHs的降解效率.实验结果表明,PAHs在胡敏素中存在吸附滞后现象,老化前期胡敏素对PAHs的吸附速率慢、吸附量少,但老化后期出现吸附量的反超,因此,胡敏素、胡敏酸和富里酸中PAHs的最终吸附量并没有明显差异.高环PAHs在3种腐殖酸组分中的吸附速率和最终吸附量远小于低、中环PAHs.过硫酸钠和高锰酸钾能够较好地去除胡敏酸、富里酸、胡敏素中的大部分PAHs,去除率均在95%左右,芬顿试剂对胡敏酸、富里酸和胡敏素中总PAHs的去除效果差别不大,去除率均在79.36%~88.05%之间;过氧化氢对胡敏酸和胡敏素中PAHs的去除率分别为82.82%和61.77%,而对富里酸中PAHs的去除效果最差,去除率仅为43.96%.过硫酸钠和高锰酸钾是氧化PAHs类有机污染土壤的最佳氧化剂,能够有效提高不同组分腐殖酸中PAHs的去除率.