张进[1]2008年在《上海典型地区环境介质中多环芳烃的来源和分布特征研究》文中指出多环芳烃对环境和人类健康危害极大,是世界各国重点控制的污染物。本文重点以多环芳烃为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC),在严格的实验室QA/QC控制下,研究了上海市典型功能区域的多介质环境中多环芳烃的分布特征和来源分析。其主要研究结果如下:对上海市不同功能区域表层土壤样品中的分析表明:土壤中的多环芳烃的含量为:工业区>商业交通区>校园生活区>旅游区。化工区叁厂含量最高,焦化厂、氯碱厂和电厂的含量分别为3257ng/g、1873 ng/g和993 ng/g,其次是南京路和徐家汇商业区,多环芳烃含量分别为196 ng/g和166 ng/g,淀山湖含量最低为10ng/g,七宝和闵行校园生活区含量居中,含量分别为89 ng/g和111 ng/g。组分以中3环和4环化合物为主,分布不均匀。距离污染源的距离、所处的功能区和土壤自身的理化性质都是影响多环芳烃在土壤中分布的因素。上海地区土壤中的多环芳烃主要来自于不完全燃烧。对上海市不同功能区域大气样品中多环芳烃的分析表明:气态多环芳烃的浓度范围为410～829 nd/day,工业区颗粒态多环芳烃的浓度范围为58～79 ng/m~3。与国内外其它地区相比,气态和颗粒态的多环芳烃总量处于中等污染水平。气态多环芳烃中主要以分子量低、易挥发的3环和4环为主;颗粒态多环芳烃以分子量大、不宜挥发的的4～6环为主。气态多环芳烃夏季高于冬季;颗粒态多环芳烃冬季高于夏季。樟树叶片可以作为大气中多环芳烃的生物指示物。大气中多环芳烃来源于石油污染源和不完全燃烧污染源共同作用。工业区大气中多环芳烃主要来源于煤的不完全燃烧。风速和温度对大气中PAHs含量的影响较为明显。大气中多环芳烃的含量与人均GDP之间有很好的相关性,大气污染与地区的人类活动密切相关。对化工区多环境介质中多环芳烃的重点研究表明:焦化厂污染最严重,氯碱厂和焦化厂多环芳烃含量有很好的相似性,多环芳烃在叁介质中存在一定的相似性。
汤莉莉[2]2004年在《北京城市土壤中多环芳烃的污染研究》文中认为目前对大城市地区及其周边进行系统的环境科学研究还没有。本研究是北京城市土壤环境系统研究的一部分。本文系统地分析了北京区土壤中有机污染物多环芳烃地种类、含量、相互关系、空间分布和来源。为研究北京城区土壤中污染物地时空演化规律、自净能力和累积效应打下基础。 土壤样品采自于大中小学、幼儿园、广场、绿地和路边，采用GC-MS分析了其中16种EPA优先监测的多环芳烃。PAHs的浓度分布存在着很大的变异性从不到366 ng g-1到高于27825 ng g-1。含量最高的是路边和工业区周围的土壤。土壤有机碳是影响土壤中PAHs浓度主要因素之一，研究表明，ΣPAHs于土壤有机碳呈显着相关性。为了探求PAHs的来源，可用菲与蒽以及荧蒽与芘的比值来判定它们各自来自于燃烧源还是石油源。大部分土壤中的PAHs是由燃烧源产生的。这些主要来自于机动车的排放、工业生产和煤的燃烧。 疏水性有机污染物(HOCs)与天然颗粒物(或称天然吸附剂)之间的作用和接下来的缓慢释放，强烈影响污染物质在环境中的迁移和最终归宿，同时挑战环境质量标准的确立和有机物污染治理的彻底性。但是，有机物的吸附与解吸机理并没有被彻底认识。本文以多环芳烃有机物(PAHs)菲为吸附质，四种土壤为吸附剂，利用各种先进的分析测试手段，对天然颗粒物吸附疏水性有机物展开系统研究，目的在于确定吸附剂和吸附质性质与吸附规律之间的关系，建立天然吸附剂吸附疏水性有机物的基本框架。结果表明它们之间呈线性吸附，为分配作用。 由于经由食物链进入人体的有机污染物的途径和危害已得到相当充分的认识，并开始得到有效的控制和削减，人体经口直接摄入的土壤有机物已成为人体PAHs总摄入量的重要来源。评估经口摄入PAHs的人体生物有效性的传统方法是动物实验。与动物实验相比，in vitro(体外)试验具有实验周期短、费用低和结果重现性好等优点，且二者的实验结果具有很好的相关性。采用近十年发展起来的基于生理学的In Vitro实验，测定经口部无意摄入的PAHs污染土壤在人体内的生物有效性。该法通过模拟人体的胃和小肠环境，研究土壤中PAHs的能被消化道吸收的最大量。结果表明，肠的生物有效性高于胃的生物有效性。该法不仅可通过评估土壤PAHs的人体生物有效性，为制定更为全面地保障人体健康的土壤质量标准或清洁标准提供科学依据，而且可以用来快速评价污染土壤修复措施的效果。该法因其独特的优点在发达国家得到越来越多的重视和应用，因此，可以预期，该法在我国土壤污染的风险评估和控制措施的评价中也将有较为广阔的应用前景。
王丽[3]2017年在《西安市地表灰尘和表层土壤中PAHs污染研究》文中进行了进一步梳理城市作为人类活动最为密集的区域,城市中的污染问题日益受到关注,尤其是多环芳烃等有机污染物。多环芳烃作为一类典型的半挥发性持久有毒物质,具有强烈的“叁致效应”。本文以西安市为研究区域,在实地调研的基础上采集地表灰尘样品58个、表层土壤样品62个,利用pH计、电导率仪、总有机碳分析仪、磁化率仪和激光粒度仪分析了地表灰尘和表层土壤的pH值、电导率(EC)、总有机碳(TOC)、低频磁化率、高频磁化率、频率磁化率、粘粒、粉粒、砂粒等理化指标。在理化分析的基础上,利用气相色谱带氢离子火焰检测器(GC-FID)对美国环境保护署(U.S.EPA)16种优控多环芳烃(PAHs)(包括:Nap、Acy、Ac、Flu、Phe、Ant、Fla、Pyr、BaA、Chy、BbF、BkF、BaP、InP、DBA 和 BghiP)进行含量分析,采用GIS空间分析技术和比值法、多元统计方法,分别研究其空间分布特征和环境来源,运用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法和风险商法评价了地表灰尘和表层土壤中PAHs的污染水平及生态风险,并根据美国能源部风险评估信息系统中的暴露评价方法对其健康风险进行评价,以期为城市环境的保护和管理提供理论依据和实践基础。通过本研究,主要得到以下结论和认识:(1)含量分析表明,西安市地表灰尘中美国环境保护署优控的16种多环芳烃全部检出。表层土壤中Nap、Chy、BbF、BkF、BaP、InP、DBA和BghiP的检出率分别为 85%、98%、97%、87%、82%、85%、97%和 94%,其余 8 种 PAHs(Acy、Ace、Flu、Phe、Ant、Fla、Pyr 和 BaA)的检出率为 100%。地表灰尘 16种芳烃的总量(∑16PAHs)范围为 5039.67～47738.50 μg-kg-1,平均值为 13845.82μg·kg-1。表层土壤16种芳烃的总量(∑16PAHs)范围为390.62～10652.76μg.kg-1,平均值为2052.63 μg·kg-1 ∑16PAHs在地表灰尘中的质量分数约是表层土壤中的7倍。与国内外其它城市比较可知,地表灰尘和表层土壤中∑16PAHs的含量均处于较高水平。(2)PAHs与理化性质相关分析结果为:西安市地表灰尘中∑16PAH与低频、高频磁化率呈显着的正相关关系,与pH、EC、频率磁化率、TOC、粒径之间均没有明显的相关性。表层土壤中∑16PAHs与高低频磁化率呈显着正相关,与频率磁化率呈显着负相关,与其它各理化指标(pH、EC、TOC、粒径)无显着相关性。表明地表灰尘和表层土壤中PAHs含量与磁化率之间可能存在一定的关系。(3)构成分析表明,西安市地表灰尘中各环PAHs占∑16PAHs的比例分别为:2 环 1.74%、3 环 19.81%、4 环 39.44%、5 环 23.95%、6 环 15.07%。表层土壤中各环PAHs占E16PAHs的比例分别为:2环0.82%、3环20.08%、4环41.28%、5环18.79%、6环19.03%。地表灰尘和表层土壤两种环境介质中,4环PAHs是其主要构成,且比重最高的单体PAHs均为Fla,比重最低的分别为Ace和Nap。(4)西安市不同功能区地表灰尘中∑16PAHs平均含量顺序为:工业区>文教区>交通区>商业交通混合区>住宅区>公园;表层土壤各功能区土壤中∑16PAHs的平均含量则在文教区较高,交通区、工业区和商业交通混合区次之,住宅区和公园含量较低。就PAHs在不同环线内分布而言,地表灰尘中PAHs含量随距城市中心距离的增加呈递增趋势;表层土壤中∑16PAHs的分布为:二环<主城区<叁环。GIS空间分析表明,地表灰尘中∑16PAHs在东郊、西郊和北二环含量明显较高,主城区和东南角相对较低;表层土壤中∑16PAHs则在北二环与北叁环含量较高,主城区与南郊为∑16PAHs含量较低的区域。(5)特征比值和多元统计分析显示,西安市地表灰尘中PAHs主要来源于化石燃料和煤的燃烧,其方差贡献率分别为:柴油燃烧36.07%、汽油燃烧32.31%,煤燃烧23.40%。与地表灰尘不同,西安市表层土壤中PAHs主要来源于草木、煤和油类燃烧,煤燃烧的方差贡献率达49.97%,汽油燃烧和柴油燃烧的方差贡献率分别为 31.17%和 12.54%。(6)污染评价结果表明,西安市地表灰尘中Chy、BbF、BaP、InP和DBA为中度污染,其它PAHs均为低污染;而表层土壤中16种PAH单体均处于低污染水平。地表灰尘和表层土壤中∑16PAHs的综合污染水平分别为中度污染和无污染水平。潜在生态风险研究显示,西安市及其各功能区地表灰尘中PAHs处于高生态风险水平;西安市表层土壤中∑16PAHs整体上处于中等生态风险水平,工业区和交通区为高风险水平,公园和文教区处于中等生态风险范围,商业交通区和住宅区为低生态风险水平。总体而言,地表灰尘中PAHs的污染水平和生态风险高于表层土壤。(7)健康风险评价表明,对于儿童和成人而言,经口摄入是人群暴露地表灰尘和表层土壤中PAHs的主要暴露途径。地表灰尘和表层土壤中的PAHs对人群没有明显的非致癌健康危害,7种致癌PAHs致癌风险总和分别为2.51 × 10-5和7.25 ×10-6,对人群致癌风险也均在可接受范围内,但地表灰尘中BaA、BbF、BaP、InP和DBA以及表层土壤中BaP和DBA的致癌风险水平高于标准下限值10-6,应引起注意。
彭驰[4]2009年在《北京市土壤多环芳烃分布特征与风险评价》文中研究表明随着城市化进程的加快,城市中多环芳烃(PAHs)的污染日趋严重,许多多环芳烃对人类有着致癌和致畸毒性,而城市又是人口高度集中的地区,因此城市中多环芳烃的污染问题越来越受到关注。而土壤是多环芳烃一个最主要的汇,其污染状况往往可以反应出其在当地的长期污染特征。因此本文调查了奥运期间北京市五环内土壤中多环芳烃的污染水平,对其分布规律和主要来源进行了研究,并计算了其对人体的健康风险大小。以期为城市污染管理,环境保护与环境修复提供理论依据与实践基础。研究的主要内容和结果如下：(1)研究了使用自动索氏-固相萃取-GC/MS联用技术来测定土壤中多环芳烃的方法,对比了分析纯溶剂与色谱纯溶剂对结果的影响,对固相萃取方法和GC/MS条件进行了优化。结果说明分析纯溶剂含有较高的多环芳烃而不适合作为萃取溶剂,选用硅胶小柱并使用正己烷/二氯甲烷(1：1)作为淋洗溶剂时效果最好,MS离子源温度在300℃以上时可以大幅度的提高对高环多环芳烃的检测限。实际样品的测定结果表明该方法可以满足大量土壤样品中的多环芳烃分析的要求。(2)考察了奥运期间北京市区233个样地的土壤PAHs污染水平和分布特征,其浓度在93.30～13141.46μg/kg之间,与以前研究结果对比其浓度偏低,说明经过这几年的不断努力到奥运会期间北京环境已经有了明显改善。不同功能区的含量趋势为：胡同(4955.79μg/kg)>工业区(3651.11μg/kg)>学校(1571.16μg/kg)>繁忙路边(1247.69μg/kg)>公园(1146.41μg/kg)>服务区(1097.86μg/kg)>居民区(952.22μg/kg)>路边(779.62μg/kg)>其它(670.02μg/kg)。不同环线之间PAHs浓度趋势是2环内>2环与3环之间>4环与5环之间>3环与4环之间。北京各功能区内PAHs都以四环和五环为主,平均占到了38%和29%。北京土壤中PAHs与有机质之间的相关性并不是很明显。运用普通克里格插值法对北京市表土中PAHs浓度进行了插值,找出了3个最高的污染区域：2环线内的老城区,中关村附近的商业区以及东南角工业区。通过双比值法可以把土壤采样点按其PAHs来源分成叁类：煤燃烧来源,交通污染来源以及混合来源,并且交通污染和煤燃烧两种来源所占比例相差不大。(3)应用终身致癌风险(ILCRs)评价方法分析了北京土壤中PAHs对不同人群的健康风险。叁种不同的暴露途径下,儿童和成年人中由吞食产生的ILCRs最大,青年中由皮肤接触产生的ILCRs最大,而由于呼吸作用产生的ILCRs很小,可以忽略不计；总ILCRs从高到低依次为：成年女性>青年女性>成年男性>青年男性>女孩>男孩。ILCRs最高的3个功能区为胡同,工业区和学校,风险值都超过了10~-6,但都在10~-5以下。运用Arc gis软件画出了ILCRs的风险等值图,最高的地区在东南角的工业区,其范围在2×10~-6到5×10~-6之间。
李大雁[5]2018年在《交通道路沿线农田土壤多环芳烃的分布特征和生态风险研究》文中研究说明多环芳烃(PAHs)是一类环境介质中广泛存在的持久性有机化合物(POPs),具有“叁致”效应,已经引起全球性的关注。PAHs主要来源于化石燃料的燃烧,随着城市机动车保有量的不断攀升,交通源产生的PAHs对周边环境,特别是道路沿线农田土壤的影响越来越大。因此,研究交通干线沿线农田土壤PAHs的含量分布特征以及生态风险,对于保护农田土壤环境,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。本研究选取上海市10个典型交通样区,检测分析了道路沿线绿化带和农田土壤中PAHs的含量及组成分布,同时对沪宜公路(HY)、沪芦公路(HL)和陈海公路(CH)叁条道路沿线农田土壤按距离道路0m/20m/50m/100m/200m/300m分梯度采样,分类讨论了不同类型道路农田土壤中的PAHs空间分布特征及影响范围,针对沪宜公路开展了农田土壤和大气颗粒物中PAHs的协同分析,运用多种评价方法对道路沿线土壤进行了生态风险评价,以期为上海市交通源PAHs的管控及农田安全利用提供科学依据。主要研究结果如下:(1)上海市交通沿线农田土壤中PAHs含量为44.47～1104.27μg/kg,均值为298.77μg/kg。农田土壤中PAHs的含量和车流量正相关。收费站附近农田土壤中PAHs含量为241.27～5209.27 μg/kg,均值为1271.87μg/kg。道路沿线农田土壤中PAHs各环占比为四环>五环>六环>叁环,四环为优势组分,其中单体荧蒽(Flu)、苯并蒽(BaA)、苯并[b]荧蒽(BbF)、芘(Pry)含量较高,低环PAHs中菲(Phe)的含量相对较高。(2)叁条典型道路农田土壤中PAHs的含量大小依次为:HY>HL>CH,通车年限、车流量与土壤中PAHs正相关。HY和CH两条主干道农田土壤中PAHs含量随着距离的增加先急剧降低后升高再缓慢降低,0米浓度最高,分别为1661.02 ± 771.83μg/kg和125.28 ± 31.39μg/kg。HL高速公路农田土壤中PAHs含量随着距离增加先升高后降低,峰值在50米出现,浓度为388.46 ±87.72μg/kg。交通污染源对沿线农田土壤的影响范围为0～150米。(3)HY道路沿线大气颗粒物中PAHs的浓度范围为4.2～14.7 ng/m3,均值为9.6 ng/m3,低于我国大气环境标准。大气颗粒物中主要的单体PAHs是BbF、BghiP和InP,叁种单体是机动车排放的标志物。随着与道路距离的增加,大气颗粒物中PAHs浓度总体呈现先急剧降低后升高再缓慢降低的趋势,和农田土壤中PAHs的空间分布趋势基本一致,机动车排放是大气和农田土壤中PAHs的主要来源。(4)依据欧洲农业土壤分级标准,交通道路沿线农田土壤有40%受到PAHs不同程度的污染。依据加拿大农业土壤质量标准,农田土壤仅有1个样点部分单体超标。生物毒性风险评价结果表明道路沿线农田土壤苯并[g,h,i]苝、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和茚并芘四种单体存在一定的生态风险。风险商值法评价结果表明交通沿线农田土壤20%的样点处于中等生态风险水平,80%处于低生态水平,总体处于中低风险。采用毒性当量浓度TEQBaP对农田土壤中PAHs潜在致癌风险分析发现,交通沿线土壤中7种致癌性PAHs是TEQBaP的主要贡献者,占TEQBaP的99%。
周燕[6]2018年在《西安市不同功能区土壤重金属与多环芳烃污染研究》文中提出本研究以西安市不同功能区土壤中9种重金属元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb、V)和16种优先控制多环芳烃(PAHs)为主要研究对象,并对55个土壤样品中的重金属与PAHs的污染水平、组分特征、来源、生态与健康风险等方面进行研究。利用X-Ray荧光光谱仪对土壤中重金属元素的含量进行测定;利用高效液相色谱仪测定土壤中PAHs的含量。主要研究结论如下:(1)西安市土壤中9种重金属元素含量均高于陕西省土壤背景值,土壤受到重金属污染。西安市土壤∑PAHs、∑COMB和∑7CPAHs含量分别为0.310～288.237 mg·kg-1、0.084～234.765 mg·kg-1 和 0.051～146.821 mg·kg-1,低环和高环 PAHs 含量分别为0.110～32.463 mg·kg-1和 0.092～255.775 mg·kg-1,BaP的含量为ND～25.984 mg·kg-1。不同功能区∑PAHs含量为:居民区(31.191 mg·kg-1)>工业区(5.523 mg·kg-1)>交通区(1.565 mg·kg-1)>文教区(1.432 mg·kg-1)>公园(0.638 mg·kg-1)。(2)西安市表层土壤中Mn、Cr、Ni、As和V这5种元素受人类活动影响较小,几乎呈现无污染,Co、Cu、Zn和Pb元素呈现出一定的污染。综合污染指数和污染负荷指数结果表明西安市土壤均受到了重金属污染。西安市各功能区土壤PAHs达到严重污染和中度污染的样品数分别为54.55%和23.64%,污染较重应引起重视。其中,工业区、文教区、交通区和居民区土壤PAHs污染以3～5环芳烃为主,而公园土壤PAHs污染以2～3环的低环芳烃为主。(3)PCA法提取了两个特征值大于1的因子,累积解释总方差为74.498%。Cr、Co、Ni、Cu、Zn和Pb在因子—上载荷较大,解释了总方差的44.705%,被看作交通活动、居民日常活动和工业“叁废”排放等人为排放来源。Mn、As、V在第二个因子上载荷较大,解释了总方差的28.794%,被看作自然来源的特征元素。比值法结果表明西安市不同功能区土壤PAHs主要来源于石油、煤等化石燃料燃烧的混合源,不是单一源为主导。个别样点来源复杂多样,为石油泄漏与燃烧以及不完全燃烧的混合源。(4)西安市土壤中,Cr、Mn、V和Zn元素均存在轻微的潜在生态危害;Co、Cu、As存在轻微程度和中等程度的潜在生态危害;Ni和Pb存在轻微、中度和较高等程度不同的潜在生态危害。9种重金属的综合潜在生态危害指数均值为53.35,说明西安市土壤整体存在中等程度的潜在生态危害。PAHs总量在公园、文教区和交通区的生态风险小于10%,在工业区和居民区均有超过ERL值,居民区个别样点超过了 ERM值。个别单体PAH超过ERL值未超过ERM值,对生态有偶尔的危害性。(5)西安市土壤中,重金属的致癌风险和非致癌风险“敏感用地”均大于“非敏感用地”。Cr、Co、Ni和As的致癌风险为:As>Cr>Co>Ni。9种重金属元素的总致癌风险和非致癌风险大小为:公园>文教区>居民区>工业区>交通区。其中手-口摄入为敏感用地Cr的最主要暴露途径,呼吸吸入为非敏感用地Cr的最主要暴露途径;元素Mn和Co的最主要暴露途径为呼吸吸入;元素Ni、Cu、Zn、As、Pb和V最主要的暴露途径为手-口摄入途径。土壤PAHs对儿童的致癌风险高于成人,不同功能区土壤PAHs的致癌风险呈现出居民区>工业区>文教区>交通区>公园的规律。3种暴露途径中皮肤接触为最主要暴露途径,其次是误食途径,而吸入暴露途径占比最小不足0.01%,可忽略不计。皮肤接触暴露途径对儿童的风险大于成人,而误食和呼吸吸入土壤PAHs这2种暴露途径对成人的风险性要大于儿童。(6)相关性分析结果表明TOC与pH不是影响西安市土壤PAHs残留的因素。但pH与土壤中代表自然源的重金属元素存在正相关关系;TOC与代表自然源的重金属元素呈现负相关关系,与代表人为源的重金属元素存在正相关关系。而土壤中PAHs的含量与代表人为源的重金属元素存在显着相关性,表明PAHs与这些重金属元素存在相似的来源及环境地球化学行为。
王慧琴[7]2016年在《塔里木盆地TSP中碳质气溶胶和多环芳烃污染特征与来源分析及数值模拟》文中进行了进一步梳理作为主要大气污染物的可吸入和细颗粒物(PM10,PM2.5)、二次气溶胶、近地面臭氧的生成与演变一直是各级地方政府和公众关注的重点。由于沙尘影响,新疆沙漠戈壁地区的大气颗粒物浓度位于我国前列,对当地居民生活与健康影响显着。本博士论文研究的主要目的是较系统地研究新疆塔里木盆地来自自然源的大气颗粒物中碳质气溶胶和多环芳烃理化特征及其源汇关系,为有效应对区域大气环境污染提供重要科学依据和数据支持。通过对2010年1月至2010年12月塔里木盆地喀什、塔中、民丰和铁干里克四个采样点的总悬浮颗粒物(TSP)中的水溶性离子、多环芳烃(PAHs)和碳质气溶胶的理化特征及其来源进行分析和数值模拟,得到以下主要结论:(1)观测期间四个站点TSP年平均浓度为民丰>塔中>铁干里克>喀什,其变化特征与采样点地理位置和气流活动关系密切。塔里木盆地TSP样本的pH总体上来说呈碱性,四个采样点阳离子分布比较相似,即Ca~(2+)为五种阳离子中浓度最高的,然后依次分别是Na+,K~+,NH~(4+)和Mg~(2+)。高浓度的Na+和Ca~(2+)可能源自塔克拉玛干沙漠的沙尘物质中所含Na2SO4、NaCl和CaSO4等无机盐,并且受沙尘天气影响。K~+和NH~(4+)的波动则是受到季节性农业生产活动影响。(2)塔里木盆地四个采样点TSP中OC(有机碳)和EC(元素碳)的年平均质量浓度分别为8.2μg/m~3和2.5μg/m~3。塔里木盆地OC质量浓度低于中国大中型城市,这说明塔里木盆地城镇碳气溶胶污染比较轻,而碳质组分浓度相对较低,仅占TSP质量浓度的3%。四个采样点的OC和EC浓度月变化存在一定的一致性,在采暖季节(10月至第二年4月)和沙尘季节(3-5月)相对其他季节较高,夏季OC和EC浓度变化幅度相对较小。观测期间OC/EC比值变化范围是1.58-6.57。四个采样点的年平均OC/EC比率均大于2,这表明塔里木盆地有机碳成分在碳质气溶胶成分中占据主导地位,存在一定程度的二次污染。同时,本研究还表明城镇地区比乡村含碳气溶胶污染物来源更为复杂,而TSP中水溶性钾离子与OC之间较高的相关性说明生物质燃烧也是塔里木盆地碳质大气污染物的一个重要来源。研究还发现塔里木盆地气象条件变化对TSP中OC和EC浓度变化影响较小。除了喀什,其他叁个采样点oc和ec都存在显着性相关,民丰、塔中、铁干里克oc和ec的来源相似,喀什碳质气溶胶来源比较复杂,反映出人为排放源对喀什碳气溶胶污染有着重要影响。喀什、民丰、塔中叁个采样点在秋、冬季的soc浓度要高于其他季节,铁干里克春、夏季soc浓度高于秋季和冬季。夏季四个采样点的温度都比较高,太阳辐射强,但由于可用于转换为soc挥发性有机污染物的排放相对较低,因此soc含量处于较低水平。(3)研究表明塔里木盆地最大城市喀什tsp中的16种多环芳烃年平均浓度(Σ16pahs)和铁干里克相当,然后依次是民丰和塔中,这四个采样点的浓度分别为390.5ng/m~3、388.65ng/m~3、84.54ng/m~3、74.07ng/m~3。塔里木盆地tsp中的多环芳烃以4-5环为主,其中苯并[a]芘(bap)是四个采样点所有样品中浓度最高的。而2-3环小分子量的多环芳烃所占比重非常小。喀什、铁干里克、民丰、塔中年平均苯并[a]芘的等效浓度bapeq分别为:38.40ng/m~3、34.07ng/m~3、10.42ng/m~3、7.22ng/m~3,70年生命周期内pah吸入罹患癌症风险(icr)值分别为:3.21×10-3(6.1×10-6-22.5×10-3)、2.85×10-3(2.60×10-5-13.9×10-3)、8.7×10-4(1.84×10-6-13.5×10-3)、6.3×10-4(1.47×10-6-3.9×10-3)。冬季和春季风险值较高,当地居民在这两个季节更容易发病。这四个采样点的人群对tsp的暴露已经超出最大可接受风险水平。基于比值法分析发现,塔里木盆地tsp颗粒物中多环芳烃污染物主要是由高温裂解过程产生。基于主成分分析进一步发现,塔里木盆地pahs主要来源为机动车尾气排放、燃煤炼焦和生物质燃烧排放。喀什多环芳烃主要来源为:机动车尾气和燃煤排放、秸秆和木柴等生物质燃料及煤化工业和炼焦排放有关;铁干里克多环芳烃主要来源为:燃煤和生物质燃烧排放、汽车尾气排放及炼焦排放;民丰多环芳烃主要来源认为是煤炭燃烧、机动车尾气排放和炼焦等综合作用的结果;塔中多环芳烃主要来源为:机动车燃烧和炼焦排放及焦油/煤燃烧排放。与东部地区pahs排放源不同,塔里木盆地的pahs排放源日变化幅度不大,只在取暖季节存在一定波动,主要与pahs排放源和排放物质相对稳定有关。多环芳烃大气浓度后向轨迹分析和数值模拟发现塔里木盆地大气中pahs浓度分布和扩散受来自中亚的大气气流影响,盆地西南地区(包括巴基斯坦和印度北部)的气流对塔里木盆地pahs扩散和迁移的影响也不容忽略。前向轨迹分析发现新疆东部、甘肃西北部受来自塔里木盆地气流影响最大,并有可能到达中国东部地区,可以推断出塔里木盆地东部和东南部是多环芳烃的一个主要汇区。(4)利用canmetop模型模拟的塔里木盆地phe和bap主要分布在西北部地区,与监测结果一致,该研究证明了canmetop模型对塔里木盆地pahs模拟的可行性,并具有很大的研究潜力。但是,监测的16种PAHs浓度都是冬季和春季大于夏季和秋季,而模型模拟的PHE和BaP浓度的季节变化为PHE在夏季的浓度最大,然后是春季和秋季,冬季浓度最低,与监测相反,BaP模拟结果是秋、冬季大于春、夏季,与监测结果也不太相同,这主要是模拟实验仅输入了PAH年排放。这也说明,以后的模型模拟中应发展使用PAH的季节排放清单,更全面的综合考虑各环境要素对大气中多环芳烃浓度的影响,同时还应该增加采样点,以便更好的对模拟结果进行验证。数值情景(scenario)实验结果显示,塔里木盆地东部地区对西部地区的PHE和Ba P浓度的影响很小,西部地区污染物主要由本地排放源排放造成。
刘颖[8]2008年在《上海市土壤和水体沉积物中多环芳烃的测定方法、分布特征和源解析》文中进行了进一步梳理多环芳烃(PAHs)具有致癌、致畸和致突变性,已列入联合国环境规划署(UNEP)制订的持久性有毒化学污染物(Persistent Toxic Substances)名单,其中16种组分已被美国环保局(US EPA)列入优先控制污染物名单(Priority PollutantList)。PAHs主要是有机物在高温下不完全燃烧而产生,广泛存在于自然环境中(如沉积物、土壤和水体)。多环芳烃所引起的污染问题已经引起国际环境保护组织、各国政府和民众的高度关注。了解人类所处环境受PAHs污染情况,掌握各种环境介质中多环芳烃的污染特征和分布规律,分析各种环境介质中多环芳烃的污染来源及迁移过程是当今环境科学研究领域的热点和难点。本研究通过建立高效液相色谱法测定上海市环境样品中痕量多环芳烃的分析方法,测定了上海市主要水体表层沉积物和表层土壤中多环芳烃的含量,分析了多环芳烃在上海市沉积物和土壤中的污染程度及空间分布特征,对多环芳烃污染源进行了定性定量的源解析研究,并对上海某特定地区内多环芳烃在环境介质中的迁移途径进行了探讨,以期为上海市多环芳烃的污染源判别及其污染治理提供科学方法和依据,为我国自然环境中持久性有毒污染物的研究积累基础数据。在环境样品中痕量PAHs诊断技术方面,本研究在常见的C_(18)-ODS柱上,建立和优化了US EPA公布的16种PAHs的高效液相分离方法。在保留时间定性的基础上,充分利用液相色谱中二极阵列检测器(HPLC-PDA)的紫外光谱扫描功能,可显着提高环境样品中目标物定性的准确性,特别是对PAHs中同分异构体的识别。通过选择适当的定量检测波长,增强目标组分响应,减弱干扰物质响应,把环境样品中干扰物的影响降到最低,可提高仪器灵敏度,为环境样品中痕量PAHs的定性定量分析提供可靠保证。使用国产普通分析硅胶层析柱可以达到有效净化样品的目的。黄浦江表层沉积物样品和上海市表层土壤样品测定结果表明,除二氢苊(AcNy)外,其它18种PAHs都被检出;该方法所测得的18种PAHs具有较好的重现性,相对标准偏差(RSD)小于20%。除Fl、BeP和Pery组分外,15种PAHs检出限均低于10ng/g-dw,实际样品各组分的加标回收率为87～113%。本研究所建立的样品预处理方法和色谱分析方法具有较高的灵敏度和较好的准确性,能满足环境样品中痕量PAHs的测定需要。在上海市环境样品监测方面,分别以水体表层沉积物和陆地表层土壤为研究对象,对PAHs的污染程度、分布特征和污染源解析叁方面开展了研究工作。上海市主要水体(长江口、黄浦江和苏州河口)表层沉积物中总PAHs浓度为107～7,177ng/g-dw。污染程度差异大。与世界其他水体沉积物PAHs污染程度相比,长江口地区表层沉积物PAHs浓度处于低污染水平,苏州河口和黄浦江部分河段PAHs浓度已达到中等污染水平。长江口PAHs污染程度较低,黄浦江受PAHs污染程度要远高于长江口,苏州河口PAHs污染接近黄浦江平均水平。长江口邻近城镇的取样点PAHs含量明显高于其它取样点,黄浦江上游PAHs污染较小,随着河流流经城区,PAHs浓度升高,在闸港附近达到最大值,沿江PAHs浓度逐渐下降,在外滩附近降至谷底,下游地区浓度再次升高。由于长江口距离燃烧源较远,与周边的城镇相距甚远,所以长江口表层沉积物中高环多环芳烃(HMW)含量相对较低,以石油源PAHs污染为主。黄浦江流经上海市区,以燃烧源PAHs污染为主,在不同河段具有不同类型的燃烧源,上游河段PAHs污染主要源于草本植物、木材和煤的不完全燃烧,中下游河段PAHs污染主要来源于油类的燃烧。黄浦江表层沉积物中多环芳烃污染存在季节性差异,春季的沉积物样品中总PAHs的浓度显着大于夏、秋、冬叁季的样品总PAHs浓度。黄浦江沉积物中多环芳烃污染有叁方面的来源,分别是生物源、石油源和燃烧源,贡献率分别为19%、24%和57%,燃烧源主要有交通源和煤燃烧源两方面,各占总污染的30%和27%。上海市表层土壤中总PAHs浓度为29～37,000ng/g-dw,平均浓度为1984ng/g-dw,中间浓度为417ng/g-dw。不同地区污染程度差异大,污染程度从无污染到高污染横跨了四个污染水平,主要集中在低污染水平(～65%),中等污染(～20%)和无污染次之(～10%),高污染较少(～5%)。上海市土壤中PAHs污染程度空间分布不均匀,有叁个浓度较高的区域,分别位于中心城区(黄浦区、闸北区、长宁区、静安区、卢湾区、虹口区、杨浦区、徐汇区、普陀区、部分浦东新区和宝山区)、松江闵行区和金山区。土壤中PAHs分布特征与人类活动(电厂和交通运输等)有密切关联。不同利用类型的土壤受到不同程度的PAHs污染,城市用地受PAHs污染程度要显着高于农业用地。不同种类的PAHs对不同利用类型土壤的污染情况也不相同,分子量较大的多环芳烃(PhA～Pery)与总PAHs污染情况相似,表现为城市用地的污染程度要明显高于其它类型土壤;但分子量较小的组分,如萘(Nap)和甲基萘(MNap),在不同利用类型土壤中污染程度相近。上海市表层土壤中多环芳烃污染源主要有燃烧源和石油源,以燃烧源污染为主,占92.1%,石油源污染仅占7.9%。最后,对上海特定地区内PAHs在环境介质中的迁移径途进行了分析讨论,结果表明上海市土壤和沉积物等环境介质中PAHs的迁移存在多种途径。
刘小雪[9]2016年在《松花江干流沉积物中重金属和多环芳烃污染特征》文中研究说明重金属和多环芳烃是水体中重要的持久性有毒污染物。沉积物是进入水体的各种污染物的积蓄库。松花江是东北地区重要的水资源,是流域污染物集聚地。调查和分析松花江沉积物中重金属和多环芳烃的污染特征,可以更好地反映水质的状况,对于保障松花江生态系统安全具有重要意义。本文从流域角度出发,选取松花江干流(包括吉林省下游江段和黑龙江省江段)大范围空间尺度作为研究区域,对不同江段表层和柱样沉积物中重金属和多环芳烃的含量及分布特征分析,利用Pb和Cs测年技术建立时间标尺,分别从空间和时间尺度上考察松花江沉积物中重金属和多环芳烃的沉积变化情况,了解流域人类活动对水质变化的影响。取得的主要结果如下:(1)松花江表层沉积物中多环芳烃含量的差别较大,变化范围在187~2079 ng/g,平均值为1029 ng/g,多环芳烃的组成均以萘、菲、芴、苊等低环(2~3)多环芳烃为主。沉积物中多环芳烃主要来自石油源和燃烧源的混合源。柱样沉积物中,多环芳烃总量的峰值呈现非表层的特征;2环和3环多环芳烃化合物在垂直剖面中的含量高于4环和4环以上多环芳烃化合物。借助效应区间低值和效应区间中值对松花江沉积物中多环芳烃的生态风险评价的结果表明,沉积物中多环芳烃不存在严重的生态风险;吉林市江段和哈尔滨市江段附近的沉积物中多环芳烃含量存在潜在的生态风险,不过潜在风险几率很低。部分江段沉积物中萘、芴和苊的潜在风险几率较高,应引起重视。(2)松花江表层沉积物中Ni、Cd、Mn、Zn、Cu、Pb和Hg等重金属含量范围分别为22.0~79.5 mg/kg、0.1~5.2 mg/kg、434~1480 mg/kg、87~352 mg/kg、1.9~41.0 mg/kg、17.1~50.2mg/kg和0.06~3.45 mg/kg。重金属含量从吉林省段至黑龙江省段沿江逐渐降低,重金属污染多集中于吉林省江段。松花江表层沉积物中Hg、Pb、Zn、Cd和Ni出现了不同程度的富集,其中Hg的富集指数最高,其次是Cd,Zn属于中度富集;Pb、Cu、Ni和Mn属于轻度富集或无富集。柱样沉积物中,Hg均出现了富集,富集现象多集中在上部沉积物中。与其他重金属相比,Hg的富集程度最高。除Hg外,松原段柱样沉积物还发现了Cd富集;哈尔滨段沉积物还出现了Pb富集。(3)运用地累积指数对松花江表层和柱样沉积物中Pb、Hg、Cd、Ni、Zn、Cu、Mn等重金属污染程度进行评价,结果表明沉积物普遍受到Hg的严重污染,Cd在部分江段沉积物中污染较严重,Zn、Ni和Pb的污染相对较轻,Mn和Cu无污染。吉林省江段受到的污染较严重,黑龙江省江段污染相对较轻。Lars Hakanson指数法对表层和柱样沉积物中重金属的潜在生态风险评价的结果显示,松花江沉积物中重金属污染处于很强的生态危害等级,Hg和Cd是产生生态危害的主要重金属元素,Ni、Zn、Mn、Pb和Cu等重金属生态危害轻微。(4)应用137Cs和210Pb放射性同位素定年方法建立松花江沉积物的年代序列。结果表明,沉积物的年龄跨度约为90~100年,137Cs和210Pb定年方法计算出的年代存在4年以内的偏差,但两者反映了相同趋势的沉积速率变化规律。借助定年结果,得出多环芳烃含量及重金属含量在过去百年间随年代的历史变化特征。各江段沉积物中Zn、Mn、Cu、Ni、Pb和Cd等重金属含量随着年代的变化存在不同的变化特征,但Hg含量随着年代的变化特征基本一致,20世纪60年代以来,Hg含量随着年代的变化开始增加,到80年代以后依然增加。松花江沉积物中多环芳烃含量及沉积通量的变化特征一致,在20世纪40年代以前无明显变化,之后开始小幅增加,在80年代后大幅增加,并在90年代前后出现峰值,其后开始下降。这个结果既能反映出人类活动对环境影响的历史过程。
蓝家程[10]2014年在《岩溶地下河系统中多环芳烃的迁移、分配及生态风险研究》文中指出岩溶地下水资源对我国西南岩溶区的重要性不言而喻,然而随着社会经济快速发展和城市化进程的加快,我国西南岩溶区水环境问题日益突出。这不仅与人类活动有关,同时也与岩溶环境本身的脆弱性密切相关。多环芳烃(PAHs)是一类持久性有机污染物(POPs),普遍存在于环境介质中,其主要来自能源的燃烧。由于其具有毒性、能致癌、致突变而受到广泛关注。一旦进入岩溶环境有可能成为其最终归宿,危害岩溶生态系统和人类健康。为此,弄清岩溶地下河系统多环芳烃的来源、组成特征、环境行为、迁移和分配过程及生态风险,有助于提高对多环芳烃在岩溶地下河系统的污染机理的认识,具有重要意义。本论文以重庆市南山老龙洞地下河系统为例,通过野外岩溶水文地质和污染源地面调查,野外定位观测、降雨期间采样监测,利用气相色谱—质谱联用仪为主要分析测试手段,以地下河及其地表污染来源为主线,研究多环芳烃在土壤、地表水、悬浮颗粒物、地下水、沉积物中的分布和污染特征及来源,分析多环芳烃在地下河中多相分配及影响因素,探讨多环芳烃在岩溶地下河系统中的迁移传输过程。结果分析表明：1、地下河流域环境介质中PAHs含量、组成及污染水平。老龙洞流域表层土壤PAHs总量变化范围为277～3301ng/g,平均值为752.6±635.5ng/g,其组成以2-3环为主。其中7种致癌性PAHs总量平均占到∑PAHs的36.17%。土壤有机质(SOM)可能是影响PAHs含量的主要因素。受污水、季节的影响及不同PAH化合物的性质差异,水中]PAHs含量和组成呈现不同的变化特征。与溶解态PAHs相比,地下河颗粒态PAHs含量较低,表现为雨季水中赋存于颗粒物上的PAHs含量高于旱季,主要与颗粒物的来源和性质有关。流域内水中PAHs以及悬浮颗粒物结合的PAHs组成均以低环为主,而高环PAHs几乎未检测到,这与低环溶解性相对较高有关。相对于溶解态PAHs,沉积物中,高环PAHs的比重相对富集,表明随着分子量的增大,PAHs化合物倾向于吸附在颗粒物上根据Mali szewska-Kordybach制定的土壤PAHs污染标准,研究区表层土壤PAHs污染水平分别达到轻、中等和重污染水平,其中大部分为中等污染水平；根据Baumard等的划分标准,老龙洞地下河沉积物PAHs污染处于中等到高污染水平。按照荷兰地下水水质标准和加拿大水质标准,老龙洞流域水中PAHs以低环污染为特征；而以PAHs总量来看,地下河流域水中PAHs污染只有少数月份超出中国饮用水标准。与其他地区河流相比地下河PAHs污染水平居中,但岩溶区特殊的形态和环境有利于富集PAHs等持久性有机污染物,应该引起足够的重视。根据地下河潜在来源水中PAHs分子量特征及PAHs同分异构体比值解析表明,流域内水中PAHs主要来自于石油源；综合运用PAHs分子量特征比值、同分异构体比值和主成分/多元线性回归分析表明,流域内土壤PAHs污染主要来自交通排放与煤炭、石油及生物质的燃烧源和石油产品泄漏的混合源,其中来自于燃烧源占56.4%,而石油源占到43.6%。2、岩溶地下河PAHs多相分配及影响因素。研究表明有机质是控制老龙洞地下河水相、沉积物、颗粒物中PAHs的行为和归宿的重要的因素。其中溶解性有机碳(DOC)、有机碳(TOC)与PAHs的关系相对明确,而与颗粒物有机碳(POC)的关系比较复杂。溶解性有机质(DOM)能够促进和积累低环的溶解态PAHs,是影响溶解态PAHs含量的主要因素,同时是高环PAHs重要的贮存库。悬浮颗粒物(SPM)是影响溶解态PAHs含量的因素之一。与溶解相PAHs有所不同,颗粒物有机质(POM)对PAHs的影响不显着,主要是因为存在DOM等胶体物质的影响。老龙洞地下河沉积物TOC与总PAHs含量成显着正相关,表明了沉积物有机质是影响沉积物PAHs含量的主要因素,但InP、DaA和BgP与TOC并不显着相关。说明除了有机质外,还有另外的因素在影响沉积物PAHs的含量,需要更为详细的分析。通过研究表明颗粒相—水相PAHs分配系数与POC无关系,而悬浮颗粒物对分配系数有显着影响,原因是悬浮颗粒物浓度能够带来更多的DOC,导致DOM与POM相互竞争吸附PAHs。通过研究PAHs在沉积物—水相间的分配,获得了表征有机碳归一化的分配系数Koc与辛醇-水分配系数Kow之间的线性自由能方程。发现地下河沉积物对PAHs化合物的亲脂性较差。3、岩溶地下河系统PAHs迁移传输过程。老龙洞地下河水与流域内其它水中PAHs相似的组成特征,示踪试验和不同水之间PAHs含量关系表明了岩溶形态对地下河系统PAHs的迁移有重要的作用。通过地下河上游与下游PAHs含量及组成比较发现2-3环PAHs表现为远距离迁移,而4-6环PAHs亲颗粒性高,溶解性低,容易被沉积物或者碳酸盐岩吸附,迁移能力不足。多环芳烃在地表土壤和地下河沉积物间的交换模式表明,地下河出口沉积物主要来源于上游水体传输及地表土壤的输入。降雨监测表明,降雨期间落水洞的水输入和地表水渗入是控制PAHs迁移过程的主要因素,不同结合态的PAHs受控于水动力条件。降雨能够促进地下河系统PAHs由地表向地下迁移,而且流量越大,迁移量越大,一旦有足够的雨强,不仅带来更多的悬浮颗粒物,而且使高环PAHs更容易迁移,同时迁移过程中受DOC、POC、悬浮颗粒物浓度及颗粒物本身的种类和性质的影响,使得PAHs在各相中的分配产生差异。4、岩溶地下河流域PAHs的生态风险评价。运用风险商值(RQ)法对水中PAHs生态风险进行评价,结果发现在检测到的PAH化合物的生态风险水平处于中等污染和重污染风险。以总PAHs来看,桂花湾泉和老龙洞地下河出口达到高风险等级,已严重污染；赵家院子泉和地表水处于中等风险2级别。老龙洞沉积物PAHs处于低风险水平,很少产生负面生态效应,而仙女洞PAHs污染存在较高的生态风险,这与ERL/ERM和TEL/PEL法,平均效应区间中值商法(M-ERM-Q)评价结果基本一致。土壤PAHs污染为中等风险。老龙洞流域水中3环PAHs对生态压力贡献较大,而土壤和沉积物中2环和3环贡献较大,因此需要采取有效措施减少2-3环PAHs的污染。表层岩溶系统由于土层薄,岩溶裂隙发育,利于PAHs进入表层泉,导致桂花湾泉和赵家院子泉PAHs污染仍存在较高的生态风险。黄桷垭污水切断前后,老龙洞水PAHs污染分别处于高风险和中等风险状态。地下河的补给来源的介质中PAHs污染的生态风险越高,地下河中PAHs污染的生态风险也越高。不同分子量PAHs迁移行为的差异,导致老龙洞地下河上游和下游生态风险水平在水中和沉积物中有所差异,高环PAHs富集在地下河管道,其在逐渐往下游迁移过程中,将对下游的生态构成威胁。
参考文献：
[1]. 上海典型地区环境介质中多环芳烃的来源和分布特征研究[D]. 张进. 上海交通大学. 2008
[2]. 北京城市土壤中多环芳烃的污染研究[D]. 汤莉莉. 南京气象学院. 2004
[3]. 西安市地表灰尘和表层土壤中PAHs污染研究[D]. 王丽. 陕西师范大学. 2017
[4]. 北京市土壤多环芳烃分布特征与风险评价[D]. 彭驰. 湖南农业大学. 2009
[5]. 交通道路沿线农田土壤多环芳烃的分布特征和生态风险研究[D]. 李大雁. 华东理工大学. 2018
[6]. 西安市不同功能区土壤重金属与多环芳烃污染研究[D]. 周燕. 陕西师范大学. 2018
[7]. 塔里木盆地TSP中碳质气溶胶和多环芳烃污染特征与来源分析及数值模拟[D]. 王慧琴. 兰州大学. 2016
[8]. 上海市土壤和水体沉积物中多环芳烃的测定方法、分布特征和源解析[D]. 刘颖. 同济大学. 2008
[9]. 松花江干流沉积物中重金属和多环芳烃污染特征[D]. 刘小雪. 吉林大学. 2016
[10]. 岩溶地下河系统中多环芳烃的迁移、分配及生态风险研究[D]. 蓝家程. 西南大学. 2014
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