不同地区农田土壤多环芳烃污染特征与来源解析

通过对农田土壤多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的分布特征、污染程度及成因解析,深入了解工业活动引发的土壤污染问题,实现工业园区周边农田土壤的污染预警和科学合理利用。在黄河三角洲石油开采区和西南铅锌冶炼区附近的农田分别采集89个和148个土壤样品,采用气相色谱-质谱仪（GC-MS）分析美国环境保护署（Environmental protection agency,EPA）优控的土壤中PAHs组成与含量,运用主成分分析（Principal component analysis,PCA）和正定矩阵因子法（Positive matrix factorization,PMF）模型比较两个区域农田土壤中PAHs的来源。结果表明,石油开采区农田土壤中16种PAHs总含量（以干质量计）平均值为149.8 μg·kg^-1（含量范围31.5~1 399 μg·kg^-1）,铅锌冶炼区农田土壤PAHs总含量平均值为267.6 μg·kg^-1（含量范围8.99~2 231 μg·kg^-1）,两个地区主要以4~6环PAHs为主。聚类分析、PCA和PMF 3种源解析方法对两个区域的PAHs来源进行比较,石油开采区农田土壤中PAHs主要来源及其贡献率分别为燃煤9.1%、生物质燃烧和石油源60.7%、化石燃烧24.1%以及柴油燃烧6.2%,铅锌冶炼区分别为生物质燃烧和石油源31.6%、汽油及重油的燃烧28.3%、煤燃烧40.1%。铅锌冶炼区周边农田土壤PAHs污染程度相对较高。     

黄岩区表层土壤中多环芳烃含量分布及源解析

分析黄岩区83个表层土壤中16种多环芳烃的含量,并对土壤中多环芳烃进行源解析。结果显示,黄岩区表层土壤中,16种多环芳烃除苊烯外,其余多环芳烃均被检出,检出率最高的是荧蒽,其次是萘和芘。黄岩区表层土壤中多环芳烃以中高环(4环及以上)为主。按照样品采集地点分析,多环芳烃总量最高的是江口,其次是城区,以及院桥、澄江和新前等近郊区。农村地区多环芳烃含量较低。冶炼厂或化工厂等工厂的煤炭燃烧、稻草等秸秆的露天焚烧,以及生活用煤燃烧可能是多环芳烃污染的主要来源,石油等液体化石燃料的燃烧也是黄岩土壤多环芳烃的来源之一。     

北京地区表土中多环芳烃的源解析

采用网格法均匀布点采集了北京地区161个表土样品,测定了其中15种多环芳烃(PAHs)的浓度.利用因子分析一多元线性回归法解析出北京地区表土中PAHs的3种来源,并定量计算了3种源的贡献量.结果表明,北京地区表土中PAHs的特征污染源为煤炭燃烧/交通排放、焦炉及石油,3种源基于多元线性回归法的贡献率分别为48%、28%和24%,对15种PAHs总量的贡献量均值分别为16.36、4.63和3.70μg·kg-1.燃煤/交通源表现为市中心源强高于郊区,焦炉源在大部分区县中存在单一高值点,石油源在市中心及五环外环带呈点状分布.据此推断,北京地区PAHs的源贡献与北京地区能源结构和功能区划有关,能源结构和功能区划的改善是控制北京地区表土中多环芳烃的有效途径.     

环太湖河流沉积物中PAHs的空间分布、毒性及源解析

对环太湖41条河流表层沉积物中16种美国环保署优先控制的PAHs含量进行了检测,并分析了其空间分布、毒性和来源。结果表明:沉积物中PAHs浓度范围为382.5~2 268.7 ng·g-1,平均值为1 056.6 ng·g-1,其中TEQBa P的浓度为36.3~224.0 ng·g-1,平均值为98.8 ng·g-1;PAHs浓度的高值区出现在太湖西北部河流,其中龙游河(TR8)最高,漕桥河(TR10)次之。利用分子比值法和正定矩阵模型(PMF)对PAHs的来源进行定性和定量分析可知,汽油、柴油燃烧对环太湖河道表层沉积物中PAHs贡献最大(44.6%),其次为煤炭燃烧(39.1%)和生物质燃烧(16.3%);使用PMF-TEQ(正定矩阵模型和毒性当量)定量计算3种源对PAHs毒性(TEQBa P)的贡献,结果表明化石燃料燃烧的贡献最大。     

非负约束因子分析和PMF模型解析黄浦江表层沉积物中多环芳烃的来源

采用GC/MS对黄浦江表层20个沉积物样品中的16种PAHs进行定量分析,得到沉积物中总PAHs含量为0.723~38.541μg·g-1,其中3环和4环所占比例较高,部分样品中总PAHs含量超过了风险评价低值(ER-L或ISQV-L),对该区水生生物具有潜在不利影响。运用非负约束因子分析法(FA-NNC)和PMF模型,分析黄浦江表层沉积物中多环芳烃的污染源类型及源的贡献率。PMF和FA-NNC分析得到三个主因子,并且各自得到的总PAHs浓度预测值和实测值拟合较好,相关系数分别为0.987 4和0.999 6。两种模型对于PAHs的来源有较为一致的判定结果,分别是交通源、燃煤和生物质燃烧源、炼焦源。由FA-NNC得到的3个源的贡献率依次为交通源71.3%,燃煤和生物质燃烧源12.0%,炼焦16.6%;与之对应,PMF得到的源贡献率依次为57.6%、32.1%、10.3%。     

中国农业土壤多环芳烃污染现状及来源研究

随着我国人口的增加以及城市化、工业化的快速发展,农业土壤中多环芳烃(PAHs)的污染也日趋严重。本研究对有关中国农业土壤多环芳烃污染的90篇研究成果进行整理,得到29个省(自治区、直辖市、特别行政区)的多环芳烃采样点数和平均浓度,在此基础上运用统计学方法分析了我国农业土壤中多环芳烃的污染特征,并对污染来源进行了解析。结果表明:(1)我国农业土壤已普遍受到多环芳烃污染,且污染处于中等水平。在空间分布上各区域含量存在较大差异,华北地区污染较重,西南地区污染最小。(2)我国农业土壤中PAHs以中高环组分为主,污染源主要来自燃烧源,包括燃煤和生物质燃烧。本研究可为中国农业土壤多环芳烃污染防治和环境风险评价提供参考依据。     

城市大气颗粒物中多环芳烃的源解析研究

[目的]研究吉林市大气颗粒物(TSP)样品中多环芳烃(PAHs)分布状况。[方法]对吉林市4个采样点2005年大气颗粒物中PAHs进行分析,分析检出的16种PAHs的浓度特征与污染状况,并采用因子分析与多元线性回归方法对大气颗粒物样品中PAHs进行源解析。[结果]区域内16种PAHs浓度最小值为0.006 6 ng/m3,最大值为137.480 2 ng/m3,样品∑PAHs浓度范围为14.239 4～445.436 5 ng/m3,平均浓度为118.775 6 ng/m3,非采暖期样品平均∑PAHs大于采暖期;主要污染物来源为汽油及天然气燃烧与燃煤源,贡献率分别为77.85%、18.42%,其他源贡献率为3.73%。[结论]该研究可为确定污染物来源、制定吉林市大气污染物防治规划提供理论依据。     

不同栽培环境下豇豆体内多环芳烃源解析及风险评估

为了探讨不同污染特征环境下栽培的蔬菜体内多环芳烃(PAHs)来源及风险,以豇豆[Vigna unguiculata(Linn.)Walp]为材料,检测大棚(试验基地PAHs污染残留区)和大田(距离机动车通道100 m内)栽培的豇豆体内PAHs含量,采用同分异构体比值法分析了其体内PAHs来源,并用生态效应低中值法和苯并(a)芘毒性等效当量法评估了豇豆体内PAHs污染的生态风险,以人群日均暴露量估算了其潜在人体健康风险。结果表明:在16种优控的PAHs中,大棚豇豆体内含有13种,大田豇豆体内含有6种;大棚豇豆体内的PAHs总含量为253.94μg·kg-1,以2～4环为主,其中3环占总含量的64.47%。大田豇豆体内PAHs总含量为80.60μg·kg-1,芴和菲占总含量的69.69%。大棚和大田豇豆体内的二苯并(a,h)蒽毒性当量分别为43.32μg·kg-1和10.85μg·kg-1,其对总的毒性当量贡献率分别为89.38%和88.57%;大棚和大田豇豆的人群健康风险系数分别为2.07×10-6和6.5×10-7。研究表明:大棚豇豆体内PAHs主要源于人为处理残留的PAHs;大田豇豆体内PAHs主要来源于汽油和生物质燃烧污染。大棚豇豆存在一定的生态风险和健康风险,大田豇豆尚不存在PAHs的生态风险和健康风险,但需重视苯并(k)荧蒽、二苯并(a,h)蒽和茚并(1,2,3-c,d)芘等物质的富集作用。     

上海金山罗氏沼虾养殖塘多环芳烃分布、源解析及风险评价

为研究上海市金山区罗氏沼虾养殖环境中多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的污染水平、来源和评估其食用健康风险,采用高效液相色谱（HPLC）检测环境中16种优控多环芳烃,结果表明：养殖区内,大气干、湿沉降中多环芳烃总含量及沉降通量分别为5.52~9.45 μg/g、47.99~100.42 ng/L和3.75~6.42 μg/（m²·d）、83.32~174.36 ng/（m²·d）,干沉降中以高环为主,湿沉降中以低环为主;水体中多环芳烃总含量为342.76~1 520.83 ng/L,以低环为主,对比国内其他养殖区,研究区水体多环芳烃污染处于中等水平;土壤与沉积物中多环芳烃含量分别为1 000.45~2 138.46 ng/g和1 763.70~3 656.97 ng/g,高环多环芳烃含量远高于低环,相比于其他养殖区处于较高水平;浮游动物与浮游植物中多环芳烃总含量分别为46.18~134.63 μg/g和26.13~145.39 μg/g,均以4环多环芳烃为主;罗氏沼虾在幼虾期、成长期、育成期体内多环芳烃平均总含量分别为63.09 ng/g、111.89 ng/g、148.77 ng/g,存在生物富集现象,虾肉中3、4环多环芳烃含量相对较高,相比于其他养殖区水产品,研究区罗氏沼虾体内多环芳烃处于较低水平。采用比值法和主成分分析法进行污染来源分析,结果表明：养殖区大气沉降为多污染源并存,其中湿沉降中污染源主要为石油源;干沉降中污染源主要为煤炭、木材的燃烧源;水体主要污染源为石油源;土壤中主要为煤炭燃烧源;沉积物中污染源与土壤中类似,以煤炭燃烧和化石燃料不完全燃烧为主。食用风险评价结果表明：罗氏沼虾终身致癌风险为1.89×10^-8~1.37×10^-6,在可接受范围内,正常食用不会对人类健康产生危害。     

太湖不同营养水平湖区沉积物中磷形态的分布特征

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了太湖富营养程度不同的5个湖区沉积物中的磷形态分布及其垂向变化特征。结果表明,太湖各湖区沉积物中总磷(TP)和磷形态空间差异性较大,活性组分(Fe/Al-P)分布的差异性要大于活性较差的组分(Ca-P和OP),这与太湖不同湖区水动力条件,污染状况及沉积环境的有关。TP的平均含量为606.6￣1691.8mg·kg-1,高营养程度的北部湖区高于其他湖区。无机磷(IP)是各湖区沉积物中磷的主要成分,占TP的54.7%￣81.0%。在富营养程度高的藻型湖区梅梁湾,Fe/Al-P是磷的主要存在形态(>58.3%),远高于Ca-P(<25%)和OP(<20%);而在水质较好的草型湖区东太湖,则以有机磷(OP)(43%)为主;在中营养的贡湖,各形态磷比例相当。在垂向分布上,各形态磷都有一定的变化规律,但在不同湖区,不同磷形态的变化趋势不同。     

太湖水体溶解性氨基酸的空间分布特征

为探索氨基酸(DAAs)组分特征对生物可利用性溶解有机质(DOM)的示踪及定量表征可能性, 对太湖3个湖区(北太湖: 藻型湖区,东太湖: 草型湖区, 南太湖: 农业污染湖区)水体DAAs浓度、组分特征及其空间变化进行了调查研究,并对控制其量、质空间分布的因素加以讨论。结果表明夏季太湖水体DAAs的浓度范围为0.27-3.95 μmol/L,平均值为(1.38±1.17)μmol/L,与湖泊、海洋中研究中报道结果相近。北太湖、南太湖、东太湖3个湖区的DAAs浓度平均值分别为(2.59±0.71)μmol/L,(0.48±0.14)μmol/L,(0.48±0.16)μmol/L,北太湖DAAs浓度及对有机碳氮的贡献都明显高于其他湖区,DAAs组分中以苯丙氨酸和赖氨酸为主,而在南太湖和东太湖,赖氨酸都是最主要的DAAs组分。表明水体的DAAs组分特征能对湖泊营养状态及生态类型的变化做出响应,可以作为指示湖泊营养状态的生物标记物。DAAs也可以作为DOM 生物降解性的评价参数,反映湖泊水体中与生物活性相关的DOM 动态变化。根据氨基酸对有机碳的贡献估算出北太湖的活性溶解性有机碳相对含量为(17.65±17.84)%,显著高于南太湖和东太湖。但由于太湖高度的空间异质性,还需要在今后的研究工作中进行相关的室内实验,建立适用于太湖的经验公式。     

农业非点源污染潜力指数系统(APPI)在太湖典型区域的应用

通过地理信息系统及计算机等辅助手段对容易发生非点源污染的地区进行识别,进而将有限的人财物投入到该地区,是有效控制非点源污染,改善水环境的重要手段。在现场调查和收集农业环境数据的基础上,应用已建立的农业非点源污染发生潜力的评价系统,研究了宜兴市大浦镇19个行政村的非点源污染的负荷情况。结果表明,方钱村、浦北村以及大浦村非点源污染指数(APPI)位居所有行政村的前3位,初步判定其为非点源污染优先控制区。同时参考现场调查结果并经计算,方钱村、浦北村和大浦村的平均污染负荷量也为所有行政村的前3位,和预测结果相一致。大浦镇非点源污染负荷及分配情况分别为:农田氮磷排放总量约为198.3t·a-1,家禽氮磷排放总量约为35.6t·a-1,居民氮磷排放总量约为102.8t·a-1,总排放量约为336.7t·a-1。在3种污染类型中,污染发生潜力较大的方钱村及大浦村,家禽的氮磷排放均占有较大比例,说明家禽的散养是造成其污染的重要原因之一,需引起足够的重视。     

天津大沽排水河沉积物典型持久性有机污染物的分布特征与来源解析

分别使用气相色谱质谱仪和气相色谱仪对2010年5月采集的天津市大沽排水河8个沉积物样的16种多环芳烃(PAHs)和7种有机氯农药(OCPs)进行了调查,结果表明,沉积物中PAHs的总含量范围为370～5607ng·g-1,平均浓度为2041ng·g-1,OCPs的总含量范围为42.2～680ng·g-1,平均浓度为222ng·g-1。对其组成特征及来源进行了分析,结果表明,沉积物中PAHs主要以3～4环为主,5～6环较少,沉积物中PAHs主要来自化石燃料的燃烧或交通源贡献,以及少量石油产品的输入。滴滴涕(DDT)及其代谢产物的含量明显低于林丹类物质(HCHs),HCHs有新的输入,DDT没有新的输入,其降解方式主要是厌氧降解。     

江苏省太湖流域农业面源污染现状分析及防治措施

通过对江苏省太湖流域种植业、养殖业及农村生活污染三大污染源现状及成因的分析,提出了有针对性的防治措施,以期为治理江苏省太湖流域农业面源污染提供参考。     

北太湖水、沉积物及典型水生生物样品汞的分布特征与生态风险评价

利用NICMA-800型测汞仪对北太湖水、沉积物及典型水生生物样品的汞含量进行测定,并用单项污染指数法和地积累指数法对其生态风险进行评价。结果表明:北太湖三湾的水体均未受到明显的汞污染,均低于《地表水环境质量标准》第Ⅱ类(≤50ng·L-1);沉积物样品,除了竺山湖(平均汞含量为150.5 ng·g-1)稍高于《土壤环境质量标准》第Ⅰ类(≤150 ng·g-1)外,贡湖和梅梁湖均未超标,具体污染情况为竺山湖(中度污染)贡湖(偏中度污染)梅梁湖(轻度污染),且整个北太湖沉积物处于中度污染水平;典型水生生物样品(螺蛳、蚬子和鱼)的汞含量均低于我国《农产品安全质量无公害水产品安全要求》(≤300 ng·g-1),其污染大小顺序为鱼(轻污染水平)蚬子(正常背景水平)螺蛳(正常背景水平),且鱼、蚬子和螺蛳的汞污染空间分布特征均为竺山湖贡湖梅梁湖。对比以往研究结果可知,汞含量浓度稍高且有上升的趋势,故应加大对汞污染的监测及治理。     

太湖水体富营养化与流域农业面源污染的控制

通过对太湖“零点行动”前后的水质状况进行分析和比较,发现虽然水质得到改善但尚不能控制富营养化趋势,提示了控制农业面源污染的紧迫性;进一步对环太湖流域重点农业面源污染源水肥流失和畜禽养殖业污染进行了研究与评价,分析了农业面源污染对太湖水体富营养化的影响,提出了农业面源污染的控制对策。     

太湖有色可溶性有机物荧光的空间分布及其与吸收的关系

利用紫外分光光度法和荧光法测定了2004年12月到2005年3月太湖不同湖区有色可溶性有机物(CDOM)的吸收和荧光,分析了CDOM荧光发光光谱、空间分布及其与吸收系数、溶解性有机碳(DOC)浓度之间的关系。结果表明,在355 nm光激发下,CDOM在450 nm处荧光峰值相当明显。CDOM荧光值存在明显空间差异,高值出现在竺山湾、梅梁湾、五里湖等湖区,低值出现在东太湖、贡湖湾等湖区,污染严重的北部湖区一般高于南部湖区。定标后的荧光值Fn(355)、CDOM吸收系数a(355)、DOC浓度4个月均值分别为(11.87±3.49)N.FL.U、(3.45±1.33)m-1、(9.50±2.79)mg.L-1。Fn(355)与CDOM吸收系数、DOC浓度存在非常显著的线性关系,并且随波长降低相关性逐渐增加。4次观测到的a(355)与Fn(355)线性关系式的斜率值相差很小,相对比较稳定,a(355)与Fn(355)的比值在30%左右。