我国主要地区表层土壤中多环芳烃组成及含量特征分析

关于我国表层土壤多环芳烃的含量、组成及来源分析的报道很多,但大部分都是针对某一地点或地区的研究,关于我国主要地区总体分布情况的研究很少。为全面了解我国表层土壤中多环芳烃组成及含量特征,本文基于文献报道结果,较系统地分析了全国土壤多环芳烃的总体污染状况及规律。对140组数据进行分析的结果表明：我国表层土壤∑PAHs的含量中位值为580 µg/kg。从PAHs的组成来看,4~6环PAHs的相对比例较高,占68.53%。我国表层土壤中∑PAHs平均含量的分布趋势为东北>华北>华中>华南,东北地区表层土壤中∑PAHs的含量显著高于其他三个地区(P<0.05),其它三个地区间无显著差异。东北地区土壤中∑PAHs的含量约是华南地区的5倍。造成这种差异的原因可能和气候条件的地理性差异以及产业结构的区域性分布有关。不同的污染源类型对土壤中PAHs的含量影响很大,点源污染表层土壤多环芳烃的含量显著高于面源污染的土壤(P<0.01),面源与点源污染表层土壤中∑PAHs的平均含量分别为317.3 µg/kg和1812.95 µg/kg。上述研究结果可为全国和区域土壤环境质量评价以及土壤环境质量标准制修订提供参考。     

扬州市不同功能区表层土壤中多环芳烃的含量、来源及其生态风险

对扬州市6个不同功能区(公园、菜地、文教区、居民区、加油站和工业区)共59个表层土壤样品(0～10 cm)中15种美国环境保护署优控的多环芳烃(PAHs)的含量和来源进行了分析,并利用苯并[a]芘(BaP)毒性当量浓度(TEQ_BaP)评价了土壤中PAHs的生态风险.结果表明,扬州市土壤中∑15PAHs总量范围为21～36 118μg·kg^-1,中值为295μg·kg^-1,PAHs组成中以4～6环为主.不同功能区∑15PAHs总量平均值高低顺序为工业区>加油站>文教区>菜地>居民区>公园.相关性分析表明,整个扬州市土壤中∑15PAHs总量与土壤总有机碳(TOC)(P<0.05)和黑碳(BC)(P<0.01)含量都呈显著性正相关,但除了加油站土壤中∑15PAHs总量与BC含量呈显著性正相关(P<0.01)外,不同功能区土壤中∑15PAHs总量与TOC、BC含量都无显著相关性.特征比值法结果表明,不同功能区土壤中PAHs来源虽有些差异,但都主要来源于石油泄漏以及石油、煤和生物质等...     

近20年中国表层土壤中多环芳烃时空分布特征及源解析

随着中国经济社会的快速发展,表层土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染问题受到了全社会的高度关注.本研究通过搜集2000 ～2020年间有关我国表层土壤PAHs污染的相关研究,并对筛选得到的166篇文献采样数据综合运用统计学、空间插值分析和污染物特征比值源解析方法...     

上海北部郊区土壤多环芳烃含量及来源分析

为研究上海北部郊区农田土壤的多环芳烃(PAHs)含量特征,野外采集表层土壤样品,通过室内分析方法测定了土壤中16种PAHs的含量.结果表明,在研究区土壤中16种优控PAHs总含量(w(PAH₁₆₎)为203.8～6　753.9 ng/g, 平均值为1　172.7 ng/g. 相对于荷兰的土壤修复目标值而言,上海北部郊区部分地块农田表层土壤PAHs含量偏高.说明研究区农田土壤已经受到了一定程度的PAHs污染.根据不同环数PAHs的相对丰度法和PAHs组分的浓度比值法判断,上海北部郊区表层土壤中的PAHs主要来源于石油和煤等化石燃料的高温燃烧及汽车尾气排放等燃烧源.      

杭州湾潮滩表层沉积物中多环芳烃的分布及来源

对杭州湾潮滩表层沉积物样品中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,沉积物中PAHs总含量范围为45.78～849.93ng/g.PAHs的空间分布总体呈现钱塘江杭州河段>杭州湾南岸>杭州湾北岸.PAHs含量分布与有机碳(TOC)含量存在良好的线性关系,受人类活动和水动力条件的影响较大.样品中PAHs的燃烧来源所占的比重较大,呈现出油料燃烧与木材、煤燃烧的混合污染来源特征.该地区表层沉积物样品中的PAHs尚未对生物造成显著的负面影响.     

燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃的分布特征

以焦作电厂为倒,研究了燃煤电厂附近农田土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征.采集了焦作电厂附近农田的土壤,用索氏提取法进行样品处理后,采用气相色谱法对样品中16种PAHs进行了分析测试,初步探索了燃煤电厂附近农田土壤中PAHs污染的特征及分布规律.结果表明,在该研究区域内共检测出10种PAHs,总残留量范围为30.6～740.8 μg·kg-1属轻微污染水平;但具有致癌作用的组分Fla、Chr和Baa含量约占总量的42%,说明该区域农田土壤存在一定的生态风险.通过对PAHs组成成分分析认为,PAHs污染主要来源于燃烧源.PAHs总量及单污染因子随污染源距离的增加呈现抛物线分布趋势,在距电厂1000-1500 m达到最大值;土壤剖面中其峰值出现在0～5 cm,且随着深度的增加而呈递减趋势.PAHs组分中含量相对较高的Fla、Phe和Pyr 3种化合物与各组分及总量间显著相关,Pearson相关系数在0.625～0.999(α=0.05);可以认为,Fla、Phe和Pyr是研究区燃煤电厂附近农田土壤中PAHs的特征性化合物类型.     

有机碳含量对多环芳烃在土壤剖面残留及迁移的影响

为了揭示有机碳含量(TOC)对多环芳烃(PAHs)在土壤剖面中迁移的影响,本文分析了北京地区部分典型的环境功能区(包括自然保护区、耕地、果园、农田、城区及工业区等)土壤剖面中多环芳烃和TOC的纵向分布特征,结合多环芳烃化合物的土柱淋滤实验,讨论了多环芳烃在土壤剖面上的纵向迁移特征.结果表明,不同环境功能区土壤剖面的土壤中多环芳烃的含量存在差异,且与TOC之间存在较强的正相关关系;土柱淋滤实验结果进一步证实,尽管具有不同TOC的土壤剖面中多环芳烃均可能向深层迁移,但TOC对土壤剖面中多环芳烃的残留及纵向迁移能力具有重要的影响,TOC越高,多环芳烃富集量越大,向下迁移量相对减少,反之相反;在TOC相同的情况下,多环芳烃的组成或结构特征对其在土壤剖面中的残留与迁移特征有明显的影响,淋滤水量、淋滤时间和添加PAHs量等对其在土壤剖面中的迁移作用也有一定影响.     

基于BP神经网络预测北京市加油站周边土壤多环芳烃含量

随着我国城市化进程的迅速发展,城市中加油站数量越来越多,加油站油品的成分含量复杂多样,在石油逸散过程中会生成一系列污染物.加油站产生的多环芳烃(PAHs)会污染其附近土壤,同时对人体健康产生影响.收集了北京市117个加油站附近的土壤样品(0～20 cm),分析了7种PAHs的含量,基于BP神经网络模型,预测了2025年和2030年北京市加油站土壤PAHs含量.结果表明,7种ω(PAHs)范围在0.01～3.53 mg·kg^-1之间,与《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)中土壤污染风险筛选值比较,PAHs含量低于该指标,同时上述7种PAHs的毒性当量(TEQ)均低于世界卫生组织(WHO)的标准值(1 mg·kg^-1),表明它们对人体健康有较低风险.预测结果显示,快速发展的城市化与土壤PAHs含量的增加具有正相关的关系,至2030年,北京市加油站土壤PAHs的含量将持续增长.2025年和2030年北京市加油站土壤中ω(PAHs)的范围分别为0.085～4.077 mg·kg^-1和...     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

有机质对土壤中多环芳烃纵向迁移的影响

为探讨多环芳烃(PAHs)在不同有机质梯度土壤中的纵向迁移机理,以山东省广泛分布的潮土、褐土和棕壤为研究对象,配成低有机质含量(17 g/kg)、中有机质含量(30 g/kg)、高有机质含量(45 g/kg)三种梯度的较清洁土,以柴油原液配成污染土壤,采用室内土柱淋滤试验,模拟自然条件下土壤中PAHs的纵向迁移,分析淋滤后较清洁土和污染土中PAHs的含量及组成.结果表明：PAHs在潮土中更易向下迁移,褐土和棕壤无显著性差异(P>0.05). PAHs主要富集于较清洁土柱表层(69.10%～73.68%),随土柱深度增加,PAHs含量逐渐降低;在去离子水条件下淋滤,较清洁土中低环PAHs的迁移能力大于高环PAHs.与低有机质条件相比,中有机质条件下PAHs的淋滤率降低了20.43%～32.41%,高有机质条件下降低了48.16%～58.05%.研究显示,低环PAHs易向下迁移,高环PAHs则较难向下迁移,有机质会抑制土壤中PAHs的纵向迁移,有机质含量越高,对PAHs纵向迁移的抑制作用越强.     

环渤海西部地区表层土壤中的多环芳烃

利用加速溶剂提取和GC-MS分析技术,测定了采自环渤海西部地区302个表层土壤样品中16种多环芳烃的含量.结果表明,区域表土中16种多环芳烃的浓度范围为(546±854)ng·g-1.16种多环芳烃表现出典型的土壤谱分布形式,即三、四环化合物含量较高.高浓度样点多分布在京、津、唐地区,河北省西部包括邯郸西部、邢台西部、石家庄西部、张家口南部,以及山东省的济南和淄博;而浓度低值点-般位于河北省北部包括张家口和承德北部地区以及山东西北部的冲积平原地带.这些分布特征与区域排放源分布相关.低分子量多环芳烃在土壤中的浓度变异幅度小于高分子量组份.     

慈溪市农田表层、亚表层土壤中多环芳烃(PAHs)的分布特征

为了解多环芳烃在土壤中的迁移,研究了慈溪市农田表层土壤(耕层)和亚表层(犁底层)土壤中15种PAHs的含量及分布特征.表层土壤中PAHs的总量在70.4～325.1μg·kg-1之间;含量较高的几种化合物为萘(Nap)、菲(Phe)、荧葸(na)、芘(pyr)和苊(her)等,但主要以4环以上芳烃为主;Fla/(Fla Pyr)与IcP/(IeP BgP)比值分析表明,表层土壤中的PAHs主要来源于草、木、煤等的燃烧和汽车尾气排放.亚表层土壤中,PAHs总量为29.5～232.3μg·kg-1,以2环加3环化合物为主,单体PAH含量与表层土壤中含量的比值与其辛醇-水分配系数(10gKow)显著相关(r=0.923,P＜0.0001),说明亚表层土壤中PAH主要来源于表层土壤的淋溶,根据化合物的logKow值可预测其在土壤中的迁移情况.亚表层土壤中PAHs的含量与有机质的含量极显著相关(r=0.945,P＜0.0001),但表层中二者则无显著相关性(p=0.0887),表明耕作措施可能会对PAH在表层土壤中的分布产生影响.     

官厅水库周边蔬菜地表土中多环芳烃的污染

为掌握北京市备用水源地——官厅水库周边的蔬菜地表土中多环芳烃(PAHs)的污染状况及来源,于2008年11月在延庆县小丰营蔬菜产地采集了48个表土样品(0～20cm)测定PAHs含量,并综合特征化合物比值法和因子分析/多元线性回归两种方法推断了土壤中PAHs来源.结果表明,土壤中15种PAHs单体(PAH15)的含量均服从正态分布或对数正态分布,∑15PAH几何均值为(118.71±28.63)ng.g-1(干重含量,下同),算术均值为(139.57±85.65)ng.g-1.以荷兰土壤标准衡量,71%的样点归类PAHs弱污染,与文献报道的大多数国内外农业土壤相比,尚属于较清洁的水平.成分谱分析表明,研究区域土壤中的PAHs分布谱以3环～4环化合物为主,优势化合物为PHE、FLA、FLO、PYR.校正后的FLA/(FLA+PYR),ANT/(ANT+PHE)比值表明该研究区域PAHs主要来自燃烧源.通过因子分析提取了3个主成分,分别代表①燃煤和交通燃油;②生物质燃烧和炼焦;③燃油.多元线性回归分析的结果表明,这3种来源对官厅水库周边蔬菜地表土中PAHs的贡献分别是54.0%,39.9%和6.1%.结合两种源解析方法和排放源分析,除该区域存在明显生物质燃烧源以外,其它来源的PAHs经过了一定距离的大气迁移和沉降.     

焦化厂土壤中多环芳烃分布特征及淋洗粒级分割点确定

土壤粒径分布和污染物在不同粒级土壤中的分布特征是污染土壤淋洗可处理性的重要依据,淋洗粒级分割点则是淋洗工艺的重要参数.根据土壤异位淋洗的技术要求,在焦化厂污染场地进行了采样,测定了土样的粒径分布曲线及不同粒级土壤中美国EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的初始浓度,并采用Tween 80和Triton X-100溶液对不同粒级污染土样进行了振荡清洗实验.结果表明,16种PAHs在6个粒级中的总浓度在6.27～40.18 mg/kg范围,呈双峰分布模式,单个PAH污染物的最高浓度大多出现在250～500 μm的颗粒中, 50～75 μm的颗粒中污染物浓度最低;PAHs去除率与其初始浓度及土壤特性有关,初始浓度越低,去除率越高,粗颗粒中由于有机碳含量较高,PAHs去除效率反而低于细颗粒.根据清洗效果并从废物减量化角度出发,确定以50 μm作为土壤淋洗的粒级分割点,这样减容率可以达到82.95％.     

河北省地表水中多环芳烃的分布特征

测定采自河北省12条河流和19个湖泊、水库共37个样点的地表水及悬浮颗粒中16种多环芳烃(PAH16)和有机碳的含量.结果表明,河北省地表水PAH16均值为(84.5±4.5)ng·L-1,悬浮颗粒PAH16含量均值为(17.3±4.4)μg·g-1.地表水中PAH16以中、低环成份为主,悬浮颗粒中则以中环为主.地表水PAH16高浓度样点主要分布在沧州的献县闸、桑园桥,唐山的女织寨及张家口的左卫桥、响水堡等地;悬浮物PAHs高含量样点主要分布在唐山陡河水库、保定西大洋水库、邯郸东武仕水库等地.地表水中PAH16含量与水中溶解态有机碳含量呈对数正相关;而悬浮颗粒中PAH16浓度与颗粒态有机碳浓度无显著相关关系.3个样点的地表水苯并(a)芘含量超过国家地表水质量标准;而悬浮颗粒中,菲、芴和蒽产生负面生态效应的几率较高.     

城市交通干道降雨径流中PAHs的污染特征

以上海、温州市典型交通干道地表径流为研究对象,分析了样品中16种溶解态和颗粒态PAHs浓度,了解了城市交通干道降雨径流中PAHs污染特征及其动态变化过程.结果表明,径流中∑PAHs(包括溶解相、颗粒相)浓度范围为919.8～16711.6ng·L-1,溶解相中PAHs浓度要远低于颗粒相(分别为4.9～1558.0ng·L-1,635.4～16624.0ng·L-1).通过对3场降雨事件中PAHs浓度随降雨过程变化的研究,可以发现并不是所有道路径流都有初期冲刷效应,初期冲刷的产生受雨前干期、降雨强度以及径流量等因素共同作用,因此简单拦截初期径流并不能十分有效地降低PAHs污染负荷.径流中PAHs在颗粒相-水相间的分配系数Kp值为2.3×104～2.5×106L·kg-1,随着悬浮颗粒物含量增加而减少,这可能跟径流过程中颗粒物粒径组成有关.     

太湖地区几种水稻土团聚体颗粒组中PAHs的分布及其环境意义

以太湖地区代表性的青紫泥、黄泥土、白土等3种水稻土为研究对象,采用低能量分离-分散法提取得到不同粒径的团聚体颗粒组,用HPLC测定了本土和分离得到的团聚体颗粒组中16种PAHs的含量.结果表明,供试水稻土不同粒径的团聚体颗粒组中PAHs含量分布存在差异,PAHs总含量以＜2μm粒径的团聚体颗粒组最高,其次是200～2000μm粒径的团聚体颗粒组,PAHs在这2个团聚体颗粒组有明显富集现象(富集系数为1.25～3.92);而20～200μm和2～20 μm粒径的团聚体颗粒组中PAHs含量小于本土,呈现亏缺现象(富集系数为0.64～0.88).考虑到不同粒径团聚体颗粒组的相对组成,水稻土中PAHs主要分布于20～200μm和200～2000μm 2个团聚体颗粒组中,而在＜2μm粒径的团聚体颗粒组中最少.PAHs在不同粒径的团聚体颗粒组中的含量分布与其总有机碳、腐殖质碳、胡敏酸碳的含量有关,并在很大程度上受芳构化疏水性有机物含量的控制.因此,水稻土不同粒径团聚体颗粒中有机碳及其组分的性质影响着这些团聚体颗粒组分对PAHs的吸持与固定.     

唐山某焦化厂污染区地表水PAHs污染特征及风险评价

焦化行业产生的环境污染问题一直倍受关注,尤其是在中国唐山等焦化企业聚集地.为探讨唐山地区焦化厂周围地表水中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的污染特征并对其进行风险评价,选取该地区某典型焦化厂,通过对其周围水样的采集与检测,解析了该焦化厂周边地表水中PAHs的组成特征...     

Effect of organic wastes on the plant-microbe remediation for removal of aged PAHs in soils

The effectiveness of in-situ bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) may be inhibited by low nutrients and organic carbon. To evaluate the effect of organic wastes on the PAHs removal efficiency of a plant-microbe remediation system, contaminated agricultural soils were amended with different dosages of sewage sludge (SS) and cattle manure (CM) in the presence of alfalfa (Medicago sativa L.) and PAHs-degraders (Bacillus sp. and Flavobacterium sp.). The results indicated that the alfalfa mean biomasses varied from 0.56 to 2.23 g/pot in root dry weight and from 1.80 to 4.88 g/pot in shoot dry weight. Low dose amendments, with rates of SS at 0.1% and CM at 1%, had prominent effects on plant growth and soil PAHs degradation. After 60-day incubation, compared with about 5.6% in the control, 25.8% PAHs removal was observed for treatments in the presence of alfalfa and PAHs-degraders; furthermore, when amended with different dosages of SS and CM, the removed PAHs from soils increased by 35.5%-44.9% and 25.5%-42.3%, respectively. In particular, the degradation of high-molecular-weight PAHs was up to 42.4%. Dehydrogenase activities (DH) ranged between 0.41 and 1.83 μupg triphenylformazan/(g dry soil. hr) and the numbers of PAHs-degrading microbes (PDM) ranged from 1.14× 10⁶ to 16.6× 10⁶ most-probable-number/g dry soil. Further investigation of the underlying microbial mechanism revealed that both DH and PDM were stimulated by the addition of organic wastes and significantly correlated with the removal ratio of PAHs. In conclusion, the effect of organic waste application on soil PAHs removal to a great extent is dependent on the interactional effect of nutrients and dissolved organic matter in organic waste and soil microorganisms.