环境中多环芳烃的污染现状以及来源简析
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海洋环境中PAHs浓度水平及来源分析海洋环境是重要的自然资源和生活空间。
但由于人们对海洋的不合理开发和频繁的经济活动以及陆地各种污染物的倾倒,使海洋环境遭受破坏。
其中海上运输工具的使用、海底石油的开采等,使海洋环境中有机污染物的污染程度大大增加,它们通过海水、沉积物和海洋生物的富集作用危害海洋生态环境,通过食物链最终危及人类健康。
多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中具有致癌、致畸、致基因突变的有机污染物,中国、美国、欧盟、世界卫生组织等国家和国际组织均将PAHs定为环境优先控制污染物加以监测和防控。
本文调查了海洋环境中PAHs的浓度水平,重点分析了PAHs及来源,试图为海洋环境的合理开发和利用提供科学依据。
1.海洋环境中PAHs浓度水平1976年,联合国教科文组织和联合国环境规划署在西班牙召开的会议上明确指出,要重视海洋石油污染问题,并要求对石油污染进行研究和对污染后果的严重性进行监测。
20世纪八九十年代,人们开始将石油污染同海洋生物体内PAHs的积累结合起来,至今环境工作者对海水、沉积物和生物体内PAHs的污染状况作了较为系统的评价。
1.1海水中PAHs的浓度水平PAHs具有难溶于水的特性,在海水中的浓度较低,Ross等分析了1993~2001年间旧金山入海口18个不同地点水柱中25种PAHs的来源及时空变化,发现水中PAHs的质量浓度范围为7~120ng/L。
Pandit等研究了印度的Creek港口的空气和海水中PAHs的质量浓度,发现海水中PAHs的质量浓度为84.3~377.5ng/L。
Tell-iKarakoc等研究发现马尔马拉海的Izmit海湾环境中PAHs的质量浓度为11.6~13.68Lg/L。
PAHs在海水中的分布与其化学性质一致,低分子量的PAHs通过挥发作用进入大气环境,高分子量难挥发的PAHs由于沉积作用从大气进入表层水体中。
小于3环的PAHs几乎能在2d内从水中消失,而4环以上PAHs则在水体中的最长存留时间达9d之久,最后有10%~94%的PAHs沉于水底并被沉积物所吸附,但分散剂的存在使其在水体中的滞留时间增长。
多环芳烃污染编辑多环芳烃污染,指的是多环芳烃大多吸附在大气和水中的微小颗粒物上。
大气中的多环芳烃又可通过沉降和降水冲洗作用而污染土壤和地面水。
中国土壤污染状况调查评价中,土壤多环芳烃类的评价参考值是100μg/kg。
1简介含有两个以上苯环的碳氢化合物称为多环芳烃(PAHs)。
可分为两类:第一类是芳香稠环化合物,即相邻的苯环至少有两个共用的碳原子的碳氢化合物。
例如萘有两个苯环,两个共用的碳原子。
若几个苯稠环结合成一横排状,称为直线式稠环,如丁省。
若几个苯环不是线性排列,称为非直线式稠环,如苯并(a)芘。
若有支链苯稠环则称为支链式稠环,如二苯并(b,g)。
第二类是苯环直接通过单链联结,或通过一个或几个碳原子联结的碳氢化合物,如联苯和1,2-二苯基乙烷。
多环芳烃最早是在高沸点的煤焦油中发现的。
后来证实,煤、石油、木材、有机高分子化合物、烟草和许多碳氢化合物在不完全燃烧时都能生成多环芳烃。
当温度在650~900℃,氧气不足而未能深度氧化时,最易生成多环芳烃。
多环芳烃中有一些化合物可使实验动物致癌。
因此它们对人也可能有致癌作用,引起人们的关注。
2来源环境中的多环芳烃主要来源于煤和石油的燃烧。
其生成量同燃烧设备和燃烧温度等因素有关,如大型锅炉生成量低,家庭用煤炉的生成量很高。
柴油机和汽油机的排气中,以及炼油厂、煤气厂、煤焦油加工厂和沥青加工厂等所排出的废气和废水中,都有多环芳烃。
多环芳烃还存在于熏制的食物和香烟烟雾中。
3污染多环芳烃大多吸附在大气和水中的微小颗粒物上。
大气中的多环芳烃又可通过沉降和降水冲洗作用而污染土壤和地面水。
但植物茎叶和籽实中的多环芳烃主要来自大气。
对于环境中多环芳烃致癌性的全面研究还比较少,但对苯并(a)芘研究得较多。
国内外许多城市都把颗粒物上的苯并(a)芘列为经常监测的项目,它在大气中的浓度一般达到每百立方米空气中含零点几微克到几微克的水平。
一般冬季高于夏季,因为冬季烧煤量增多,而有更多的苯并(a)芘凝聚在颗粒物上。
文献综述土壤中多环芳烃的来源及分布1.前言多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 简称PAHs)是指含有两个或两个以上苯环连在一起的化合物,广泛存在于自然界,迄今已发现有200多种。
土壤中的PAHs虽含量极少,但分布广泛。
PAHs进入土壤后,由于其低溶解性和憎水性,比较容易进入生物体内,并通过生物链进入生态系统,从而危害人类健康和整个生态系统的安全[1];PAHs在土壤中具有高度的稳定性、难降解、毒性强、具积累效应等特征而受到环境科学研究者的广泛关注,许多国家都将其列入优先污染物的黑名单或灰名单中。
近年来国内外关于土壤多环芳烃的研究很多,主要集中在以下几个方面:土壤多环芳烃的含量、来源、分布特征及迁移转化规律;多环芳烃的物理化学性质及其在土壤中的行为特征;环境因子与多环芳烃行为的相互关系及风险评价和管理等[2]。
在我国, 受PAHs污染的土壤分布广泛, 尤其是石化工业区、交通干道等地。
随着城市产业结构和布局的调整, 城市中心出现许多工业遗留地块, 其中部分土壤已受到诸如PAHs的有机化学物质污染。
20世纪80年代以来,我国开展了一系列有关土壤PHAs污染的研究,但与国外相比尚存在差距。
本文论述了PAHs的结构、性质、形成,并对土壤中PAHs来源、分布的研究进展进行了综述,这对防治土壤污染具有非常积极的意义。
2.PAHs的结构和性质2.1 PAHs的结构和理化性质多环芳烃是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物。
大部分多环芳烃是一些无色、白色或者浅黄绿色,并有微弱芳香味的固体物质,它们的沸点比同碳数目的正构链烷要高,具有疏水性强、辛醇-水分配系数高、易溶于苯类芳香性溶剂中等特点。
多环芳烃的化学性质与其结构密切相关,它们大多具有大的共轭体系,因此其溶液具有一定的荧光性,而且它们是一类惰性很强的碳氢化合物,不易降解,能稳定地存在于环境中。
当它们发生反应时,趋向保留它们的共轭环状体系,一般多通过亲电取代反应,而不是加成反应形成衍生物。
大气颗粒物中多环芳烃组分及来源解析研究大气颗粒物(PM)是大气污染中的主要成分之一,对人体健康和环境质量都具有重要影响。
而其中的多环芳烃(PAHs)是一类具有毒性和致癌性的有机物,对人体健康具有潜在的威胁。
因此,在大气颗粒物中多环芳烃组分及来源的解析研究具有重要意义。
首先,多环芳烃是由燃烧过程中产生的。
燃煤、油烟、机动车尾气等都是多环芳烃产生的重要来源。
研究表明,煤烟中的多环芳烃含量较高,尤其是富集在直接燃烧煤的设备中。
此外,不完全燃烧的油烟中也含有大量的多环芳烃,尤其是在炒菜、烧烤等烹饪过程中产生的油烟中。
同时,机动车尾气中的多环芳烃也是大气PM中的重要组成部分,尤其是柴油车辆排放的颗粒物中。
其次,工业排放也是大气颗粒物中多环芳烃来源的重要途径。
许多工业生产过程中会产生大量的多环芳烃,如石化厂、炼油厂等。
这些工业源的排放会导致大气中多环芳烃的浓度升高,增加人们暴露于多环芳烃的风险。
此外,大气中的多环芳烃还与生物质燃烧有关。
生物质燃烧是指农作物秸秆等可再生资源的燃烧过程。
这种燃烧方式不仅会造成大量的黑碳排放,还会释放出许多有毒有害物质,其中包括多环芳烃。
特别是在农村地区,由于缺乏可行的垃圾处理方法,生物质燃烧成为常见的废物处理方式。
这也导致了大量多环芳烃的排放。
除此之外,大气中的多环芳烃还与室内污染源有关。
家居、办公室等室内环境中存在着各种各样的污染源,如烟草烟雾、木材燃烧、油漆涂料等。
这些源头会释放出多种有机物,其中包括多环芳烃。
由于室内空间相对封闭,这些有机物的浓度往往比室外高,人们长期暴露于此,会增加患上相关疾病的风险。
综上所述,大气颗粒物中多环芳烃组分的来源非常广泛。
燃煤、油烟和机动车尾气的排放是主要的来源之一,工业排放、生物质燃烧以及室内污染源也都是贡献于大气中多环芳烃的重要途径。
因此,为了控制大气污染和保护人体健康,我们需要加强对多环芳烃来源和组分的研究,并采取相应的措施减少其排放。
太原市采暖期空气PM2.5中多环芳烃来源分析多环芳烃(PAHs)是一类持久性的有机污染物,广泛存在于环境中,可通过大气、水以及食物途径在人体富集,有较强的致畸、致癌和致突变性。
室外多环芳烃一般主要来源于化石燃料燃烧、工业生产活动以及垃圾与秸秆木头等的焚烧。
多环芳烃排放入大气中后,大部分附着于颗粒物表面,从而成为颗粒物健康危害性的一个重要方面。
国际癌症研究所(IARC)已把PM2.5归为“一类致癌物”,而多环芳烃是其致癌性的关键因素之一。
由于不同地区污染源、气候以及地理状况等的差异,大气中多环芳烃的污染状况亦有不同。
通过一定方法进行来源分析,对于掌握该地目前各类污染源排放情况很有必要。
本研究采用因子分析法(Factor analysis)对太原市2016年采暖期空气PM2.5中多环芳烃的来源进行了初步解析。
1资料与方法1.1样品采集和前处理在全市设置2个采样点,一个位于城市中部迎泽区,太原市疾控中心大院(点A);另一个位于城市北部尖草坪区,离太钢集团等污染企业较近(点B)。
采样高度均为15m,两个采样点紧邻周边为居民区、办公楼,以及繁忙交通道路。
采样时间为每月10日至16日(1、2、3、11、12月),每日采样20h。
1.2分析方法1.2.1 采样采样地点太原市疾病预防控制中心三楼顶;采样仪器为大气颗粒物采样器,采用中流量TH-150型(武汉天虹仪器仪表有限公司)采样器,采样平均流量为100L/min。
PM2.5采样时间为2016全年每月的10-16日连续采集7天,12个月连续监测,每天采样24h,同时准确记录实际采样时间、大气压力、平均气温等资料,共获得PM2.5样品93份。
1.2.2 仪器与试剂微量分析天平,LE225D型(德国赛多利斯公司)。
高效液相色谱仪,LC-20AT(日本岛津公司),配备二极管阵列紫外检测器、荧光检测器。
色谱柱:C18反相色谱柱(4.60mm×250mm,5µm)标准品单标和内标购自德国Dr.Ehrenstorfer Gmb,16中多环芳烃混标购自北京曼哈格科技有限公司(MANHAGE)。
大气环境中多环芳烃的迁移和转化分析近年来,环境污染问题备受关注,其中大气污染是其中之一。
在大气环境中,多环芳烃(PAHs)是一类重要的有机污染物,由于其毒性和持久性而受到广泛关注。
本文将对大气环境中多环芳烃的迁移和转化进行分析。
首先,多环芳烃主要来源于燃烧过程。
当有机物质燃烧时,PAHs可以通过烟尘颗粒物的形式释放到大气中。
短时间的高温燃烧过程是主要的PAHs来源,如汽车尾气、工业排放等。
同时,长时间的低温燃烧过程也会产生PAHs,如煤炭的燃烧。
因此,燃烧源是大气中PAHs的重要来源。
其次,大气中的PAHs可以通过多种途径迁移。
其中,气溶胶是重要的迁移介质。
PAHs可以以吸附在气溶胶颗粒上的形式进行远距离传输。
它们可以经由空气流动性、气象条件和大气环流等因素传输到远离污染源的地区。
此外,PAHs还可以经由干沉降和湿沉降的方式沉积到地表。
然而,大气中的PAHs也会发生转化过程。
光化学反应是重要的转化途径之一。
太阳辐射中的紫外线和可见光可以激发PAHs分子的电子,从而导致其发生自由基反应。
这些反应会引发PAHs分子的降解和形成新的分解产物。
此外,大气中的氧化剂(如O3和OH)也会与PAHs发生反应,进一步加速其降解过程。
另外,大气中的PAHs还受到生物降解的影响。
土壤中的微生物可以利用PAHs作为碳源,通过代谢酶的作用将其降解成较为简单的化合物。
这种生物降解过程在大气中也可能发生,但其速率较慢,需要一定的时间。
鉴于大气中PAHs的迁移和转化过程的复杂性,我们需要采取相应的措施来减少和防治大气中PAHs的污染。
首先,我们需要提高燃烧过程的效率,减少有机物的燃烧排放。
此外,还可以采用脱硫、脱氮等技术来减少燃烧产物中的有害物质。
另外,应加强大气污染的监测和治理,提高环境意识,推行清洁能源和可持续发展。
总之,大气环境中多环芳烃的迁移和转化是一个复杂的过程。
了解这些过程对于减少大气污染、保护环境具有重要意义。
多环芳烃的来源有哪些?多环芳烃的危害性有哪些?多环芳烃(PAHs)是一组 100 多种不同的化学物质,在煤、石油和天然气、废物和其他有机物质的不完全燃烧过程中形成。
这些物质很容易从土壤或地表水中蒸发到空气中,通过与阳光和空气中的其他化学物质反应分解。
此外,多环芳烃可以通过工业和水处理厂的排放物进入水中,然而,大多数多环芳烃不易溶于水,因此它们与固体颗粒结合并沉淀在湖泊或河流的底部。
多环芳烃的来源(PAHs)的来源有哪些?多环芳烃的三个主要来源是:成岩–通过缓慢、长期的中等温度形成(例如,化石燃料、石油产品)气相–通过快速高温燃烧形成(例如煤焦油、燃烧产物)植物性–来源于植物来源为什么要对多环芳烃(PAHs)进行测试?多环芳烃以其致癌、致突变和致畸特性而闻名,可以在皮革、橡胶、塑料、润滑剂、油漆和其他产品中找到。
因此,欧盟REACH附录XVII对某些产品中使用8种多环芳烃进行了限制,并实施了浓度限制。
此外,美国环保署限制在消费品中使用总共18种多环芳烃。
多环芳烃测试将这种受限物质对环境和供应链中人员构成的风险降至蕞低,从而有助于维护制造商和零售商的品牌声誉。
各国对多环芳香烃(PAHS)的法规要求到目前为止,各国家地区通过书面法律或法令确定下来的有:欧盟76/769/EEC;德国German:GS标志、LFGB;美国US:EPA;中国:GB,GB/T,GHZ德国经ALDI Süd 和ALDINord讨论,初步定出PAHs的限值如下:A:一般消费品接触30S以上(如把手、方向盘等):苯并(a)芘<1mg/kg,16种PAHs总和<10mg/kg接触30S以下的塑料,偶尔性接触的部件:苯并(a)芘<20mg/kg,16种PAHs总和<200mg/kgB:食物、接触食物、可能会放入口中的产品以及儿童用品苯并(a)芘<0.1mg/kg,16种PAHs总和<1mg/kgC:其它产品苯并(a)芘<1mg/kg,16种PAHs总和<10mg/kgD:GS强制检测PAHs--多环芳径标准来源说明:德国安全技术中心(ZLS)经验交流办公室(CentralExperience Exchange Office,ZEK)AtAV委员会2007年11月20日通过诀议,要求在GS标志中强制加入PAHs测试。
多环芳烃类污染物的来源、污染水平和分布归趋行为及其不同水平的生物效应发布时间:2023-01-16T09:22:25.771Z 来源:《科学与技术》2022年第16期8月作者:蔡红波[导读] 珠江三角洲地区水网密布,水量丰沛,是我国经济最发达地区之一。
然而近年来,随着经济的迅速发展,也带来了严重的环境污染问题。
蔡红波(佛山市玉凰生态环境科技有限公司广东佛山 528000)摘要:珠江三角洲地区水网密布,水量丰沛,是我国经济最发达地区之一。
然而近年来,随着经济的迅速发展,也带来了严重的环境污染问题。
工业废水和生活污水的大量排放,使珠江三角洲水质因有机物污染而日益恶化,多环芳烃是珠江三角洲水体中最普遍存在的微量有机物污染物。
通过对多环芳烃的来源、污染水平、分布归趋行为及其不同生物水平的生物效应的总结分析,以期对珠江三角洲地区多环芳烃的污染控制以及科学探究提供依据。
关键词:多环芳烃;污染水平;来源与分布归趋;生物效应;珠江三角洲1.引言多环芳烃(PAHs)是一类有毒、有害、难降解的有机污染物质。
PAHs主要经过工业废水、生活污水、大气沉降的输入进入水体环境。
由于其疏水亲脂的特性,PAHs倾向于吸附在溶解相的有机质中,最终沉降到水底沉积物中,并有可能通过食物链传递最终危害人体健康【1】。
大量的有毒有害物质通过工农业生产等途径排放进入环境,给环境健康和生态安全带来极大威胁【2】。
最近的研究已表明,PAHs 在珠江三角洲地区的大气、水体和沉积物中的浓度达到了较高的水平【3】。
2.珠江口PAHs的来源及污染水平多环芳烃类(PAHs)是三角洲河网支流中检测出的含量较低、毒害性大的化合物。
PAHs来源诊断指标表明,检测物中多环芳烃主要为二环、三环芳烃,表明河水中的多环芳烃主要受石化燃料燃烧的影响【5】。
罗孝俊等研究了珠江及南海北部海域表层沉积物中多环芳烃,发现多环芳烃的浓度范围在255.9~16670.3ng/g之间,整体污染水平处于中偏低下水平。
实验六室内空气中多环芳烃的浓度水平及形态分布多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物。
它是环境中广泛存在的一类有机污染物,是石油、煤炭等化石燃料及木材、烟草等有机质在不完全燃烧时产生的,具有致癌性、致畸性和致突变性。
在已知的1000多种致癌物中,PAHs占1/3以上。
PAHs的存在形态及分布主要受其本身物理化学性质、气温以及其它共存污染物如飘尘、臭氧等影响。
空气中PAHs主要以气态、颗粒态(吸附在颗粒物上)两种形式存在,但在一定条件下两者间可以相互转化。
空气中PAHs可以与臭氧、氮氧化物和硝酸等反应,生成致癌活性或诱变性更强的化合物。
人们绝大部分时间在室内生活或工作。
一方面室外空气中的PAHs会进入室内;另一方面室内本身也有不少PAHs的污染源,如抽烟、采暖、烹调等。
因此,室内空气PAHs污染往往比室外更严重,对人体健康有很大的影响。
一、实验目的1.掌握室内空气中气态、颗粒态PAHs样品采集、提取、分析方法。
2.掌握高效液相色谱仪的测定原理及使用方法。
3.分析评价室内空气中PAHs的浓度水平及形态分布。
二、实验原理室内空气中PAHs的污染现状分析包括样品的采集,前处理及浓度测定。
本实验用XAD-2和玻璃纤维滤膜分别采集空气中气态、颗粒态PAHs;用二氯甲烷作萃取剂,超声提取样品中PAHs,氮气吹干浓缩样品中PAHs;采用梯度淋洗结合可波长切换荧光检测器的高效液相色谱法测定样品中痕量PAHs的峰高或峰面积,以外标法进行定量。
通过测定分析,评价室内空气中PAHs的污染水平及形态分布。
三、仪器和试剂1. 仪器(1)高效液相色谱仪:带荧光检测器或紫外检测器。
(2)小体积气体采样泵。
(3)超声清洗器。
(4)电动离心机。
(5)比色管:10 mL、25 mL。
(6)离心管:10 mL。
(7)移液管:10 mL、25 mL。
(8)采样管:自制。
环境水体中多环芳烃类污染物及其分析方法裴秀(西北师范大学化学化工学院兰州730070)摘要:随着科学技术和经济的高速发展,环境问题日益受到人们的关注。
我国水资源严重短缺,水资源的安全问题尤其重要。
为了有效控制水污染,水体质量的检测任务也就很艰巨。
有机污染物分布广、组成复杂,分离和测定是研究的难点。
多环芳烃(PAHs)是水体中持久性有机污染物的主要成分之一,PAHs类污染物不仅污染最广,致癌性强,而且持久稳定,因此常被作为水中污染物的典型代表。
多环芳烃的检测方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法以及荧光法等。
关键词:多环芳烃,气相色谱,高效液相色谱,荧光Pollutants and their analysis methods of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental waterPei Xiu(College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou730070)Abstract:With the rapid development of science and technology and economy, environmental issues have become an increasing concern. Serious water shortage and security issues of water resources are particularly important in China. In order to effectively control water pollution, water quality monitoring will be very difficult because of widely distribution, complex composition, difficult separation and determination of organic pollutants. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are the main components of the persistent organic pollutants in water body. They are widely spread and carcinogenic, long-lasting and stable. Thus they are typical representative contaminants in water. Gas chromatography, high performance liquid chromatography and fluorescence spectrometry are usually employed for the detection of PAHs.Keywords:Polycyclic aromatic hydrocarbons, gas chromatography, high performance liquid chromatography, fluorescence1. 多环芳烃化合物多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,是重要的环境和食品污染物。
多环芳烃研究进展多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,简称PAHs)是一类重要的有机污染物,在环境中具有广泛的分布和危害。
近年来,PAHs 的研究已经引起了国内外学者的广泛。
本文将对多环芳烃的研究进展进行综述,包括其来源、分布、危害及未来发展趋势。
一、研究现状1.来源多环芳烃的来源分为自然来源和人为来源。
自然来源主要包括森林火灾、微生物合成等。
人为来源主要包括石油、煤等化石燃料的燃烧、交通尾气排放、工业生产等。
其中,人为来源是多环芳烃的主要来源,其对环境的影响也更大。
2.分布多环芳烃在环境中的分布广泛,大气、土壤、水体中均存在其踪迹。
在大气中,多环芳烃主要存在于颗粒物和气相中,土壤中则主要以残渣和有机质的形式存在,而在水体中,它主要存在于水相中。
3.危害多环芳烃对人类健康和环境均具有较大的危害。
对人体而言,多环芳烃具有致癌、致畸、致突变等作用,可引起皮肤癌、肺癌等多种癌症。
对环境而言,多环芳烃可导致土壤和水体的污染,影响生态系统的平衡和稳定。
二、研究方法目前,针对多环芳烃的研究方法主要包括样品采集、前处理、仪器分析和数据解析等步骤。
其中,样品采集主要包括大气、土壤、水体等环境样品的采集。
前处理主要包括样品萃取、富集、分离等步骤,以便于仪器分析。
仪器分析则主要采用色谱、质谱等联用技术,对样品中的多环芳烃进行定性和定量分析。
数据解析则是对得到的实验数据进行处理和解释,以评估多环芳烃的污染现状和危害程度。
三、结论多环芳烃是一种重要的有机污染物,其在环境中的分布广泛,对人类健康和环境具有较大的危害。
目前,针对多环芳烃的研究已经取得了一定的进展,但是仍存在一些问题和挑战。
未来,需要进一步加强对多环芳烃的转化、迁移、归宿等方面的研究,以更好地保护环境健康和人类安全。
四、随着人们生活水平的提高,烹饪过程中的食品安全和健康问题越来越受到。
其中,多环芳烃(PAHs)的产生及控制是烹饪过程中不容忽视的问题。
第32卷㊀第12期2013年㊀㊀12月环㊀境㊀化㊀学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.32,No.12December2013㊀2013年3月11日收稿.㊀∗十二五水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07503⁃002)资助.㊀∗∗通讯联系人,Tel:0510⁃85197893;E⁃mail:zouhua@jiangnan.edu.cnDOI:10.7524/j.issn.0254⁃6108.2013.12.017太湖表层沉积物中多环芳烃的污染现状及来源分析∗余云龙1㊀李圆圆2㊀林㊀田3㊀邹㊀华1∗∗(1.江南大学环境与土木工程学院,无锡,214122;㊀2.复旦大学环境科学与工程系,上海,200433;3.中国科学院地球化学研究所,贵阳,550002)摘㊀要㊀为全面了解太湖表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的污染状况,在太湖范围内采集了41处表层沉积物样品,利用气相色谱⁃质谱联用技术(GC⁃MS)对样品中16种优控多环芳烃进行了检测.结果表明,太湖表层沉积物中16种优控PAHs总量介于262.06 1087.22ng㊃g-1之间,总体呈近岸高于湖心,东部高于西部.特征化合物指数分析显示太湖表层沉积物中PAHs以石油㊁煤㊁木材的燃烧为主,主成分分析(PCA)表明来自石油类物质高温燃烧产生的PAHs占总贡献的56%,煤及木材的燃烧占39%.ER⁃L及ER⁃M值表明太湖表层沉积物中PAHs并无严重的生态风险,但对部分化合物的潜在生态风险应该警惕.关键词㊀多环芳烃,表层沉积物,太湖,主成分分析.多环芳烃(PAHs)是指由两个或两个以上的芳环稠合在一起的一类化合物.环境中大部分的PAHs源自于人类活动排放,如石油㊁煤炭㊁木材及其它碳氢化合物材料的不完全燃烧或者热裂解形成[1⁃2].PAHs因其化学性质稳定,难以自然降解,且大多具有致癌㊁致畸㊁致突变性而受到广泛关注[3],美国环境保护署在众多的PAHs中筛选出16种PAHs作为优先控制污染物[4].沉积物是众多污染物在环境中迁移转化的主要载体和归宿地,对污染物在环境中的迁移归宿起着重要作用[5].太湖为我国水污染控制的重点区域,随着经济的发展,人为影响的增强,太湖污染日益严重,因此,了解太湖沉积物中多环芳烃的含量和分布特征,不仅有助于评估太湖的整体环境,还可对其来源进行解析,由此为污染的控制和治理奠定基础.目前对沉积物中PAHs的研究主要利用GC⁃MS进行测定[6⁃7],对太湖的研究集中在湖的北部及东部地区[8⁃10],源解析多通过物质组分比例㊁特征化合物指数对PAHs来源进行判别[8,11],采样点较少且样品时间较早,无法给出一个整体的㊁准确的结果,而且对多环芳烃的源解析只是定性的分析,很少有定量的分析.本次通过太湖全范围的41个采样点,力求得到一个全面的㊁最新的太湖表层沉积物PAHs的污染情况,并对其来源进行定性及定量分析,为太湖PAHs污染控制提供有力支持.1㊀材料与方法1.1㊀样品采集样品采集于2011年5月,用抓斗式采样器在太湖全范围采集了41个样品.样品采集后迅速运回实验室并保存于-20ħ冰箱里,样品分析前进行冷冻干燥,研磨.1.2㊀标准样品及试剂16种美国EPA优控PAHs混合标样㊁3种氘代PAHs回收率指示物(菲⁃dl0㊁⁃d12㊁苝⁃d12)㊁色谱纯正己烷㊁丙酮㊁二氯甲烷等均购自安普公司.16种优控PAHs如下:萘(NAP)㊁苊烯(ACY)㊁苊(ACE)㊁芴(FLU)㊁菲(PHE)㊁蒽(ANT)㊁荧蒽(FLUO)㊁芘(PYR)㊁苯并[a]蒽(BaA)㊁(CHR)㊁苯并[b]荧蒽(BbF)㊁苯并[k]荧蒽(BkF)㊁苯并[a]芘(BaP)㊁二苯并[a,h]蒽(DBA)㊁茚并[1,2,3⁃cd]芘(INP)㊁苯并[ghi]苝(BghiP).㊀12期余云龙等:太湖表层沉积物中多环芳烃的污染现状及来源分析2337㊀1.3㊀样品预处理分析方法按文献[12]所述,基本步骤为:冷冻干燥㊁研磨,称取15g左右样品,加入3种氘代多环芳烃(菲⁃dl0㊁⁃d12㊁苝⁃d12)作为回收率指示物,用二氯甲烷索式抽提72h,抽提底瓶中事先加入一定量的活化铜片以去除样品中的硫.提取液经浓缩㊁转换溶剂,过硅胶/氧化铝层析柱分离净化,分别用20mL正己烷和二氯甲烷的混合液洗脱,浓缩定容至0.5mL后加入内标物六甲基苯,在柔和N2下吹至0.2mL进行GC⁃MS分析.1.4㊀分析条件与质量控制仪器分析:芳烃组分经GC⁃MS(Agilent5975C质谱仪接Agilent7890气相色谱仪)以全扫描方式进行测定.色谱柱为DB⁃5MS毛细管柱(柱长30m,内径0.25mm,液膜厚度0.25μm).载气为高纯氦气,进样量1μL,不分流进样,进样口温度290ħ;检测器温度300ħ.升温程序为:初始温度为60ħ,保持3min,再升温至290ħ,升温速率为3ħ㊃min-1,保持20min.质谱电离源为EI(工作电压70eV).色谱数据以AgilentGC/MS数据分析工作站进行处理.通过做样品平行样㊁方法空白以及添加回收率指示物来进行质量保证与质量控制.空白实验目标检测物与实际样品目标检测物含量比值<5%,显示并无明显干扰物存在;各重复实验相差<10%;PAHs的回收率指示物的平均回收率如下:菲⁃dl0为92.2%ʃ14.1%㊁⁃d12为75.3%ʃ11.9%㊁苝⁃d12为74.7%ʃ9.5%,最终数据未进行回收率校正及空白校正.2㊀结果与讨论2.1㊀PAHs的浓度分布太湖不同采样点表层沉积物中PAHs浓度分布图见图1,PAHs浓度介于262.06 1087.22ng㊃g-1之间,平均值为491.87ng㊃g-1,全范围内总体呈近岸高于湖心,东部高于西部.这主要是由于近岸地区受人为影响更为严重,如煤㊁木材㊁石油燃烧,排放或泄漏的石油类物质;东部高于西部主要是因为两地区经济发展不同而导致的,东部沿岸主要为无锡和苏州辖区,两地均为经济发达地区,快速的发展带来的大量能源消耗及污染使得其近岸沉积物中PAHs相比于湖西部的湖州市高得多.整个调查中,最高值出现在梅梁湾近岸处的T3点(1087.22ng㊃g-1),其次是贡湖湾近岸处T5点(901.30ng㊃g-1),最小值在西山岛(镇)附近的T37点(262.06ng㊃g-1).T3及T5出现的高值主要源于其靠近梁溪河和望虞河入湖口,两河承担着沿线工厂及生活的大量污染物的排放,城市中长年累月的污染不断经过并持续积蓄.而T37点的低值则主要归功于西山岛的良好生态环境,以农业资源为基础㊁旅游业为龙头是西山总体开发思路,先后被命名为国家级现代农业示范园区㊁国家森林公园.图1㊀PAHs浓度分布图Fig.1㊀ConcentrationdistributionmapofPAHs2338㊀环㊀㊀境㊀㊀化㊀㊀学32卷与国内其它一些湖泊沉积物中PAHs浓度相比,太湖表层沉积物中的PAHs浓度与山东省南四湖(20.10 929.20ng㊃g-1)[13]及贵州省红枫湖(273.60 944.30ng㊃g-1)[14]接近,略低于河北省白洋淀(101.30 1494.80ng㊃g-1)[15],略高于江苏省骆马湖(189.13 725.94ng㊃g-1)[16].与之前学者对太湖表层沉积物中PAHs的研究进行对比,本研究与陈燕燕等[17]在2007年7月采样点相近样品PAHs的浓度范围为286.86 1087.22ng㊃g-1㊁平均值491.72ng㊃g-1,高于其63.10 885.00ng㊃g-1㊁平均值240 00ng㊃g-1的结果,陈燕燕等的18个采样点与本文布点较一致,分布于太湖各主要部分,表明近年来太湖表层沉积物中PAHs浓度有较大幅度增长;刘楠楠等[11]和李玉斌等[10]在2009年6月和12月采集的样品分析结果为256.60 1709.00ng㊃g-1㊁平均值829.00ng㊃g-1和264.90 1703.20ng㊃g-1㊁平均值808.32ng㊃g-1,本研究与其相近采样点的浓度范围为323.78 1087 22ng㊃g-1㊁平均值507.27ng㊃g-1,与这两次研究的主要差异在于均值及最高值,这是由于刘楠楠等和李玉斌等的研究均以梅梁湾为重点采样区(梅梁湾是PAHs浓度的高值区,该区域采样点占所有样品数的30%左右)且梅梁湾的取样点较本研究更靠岸,这使得整体结果的平均值及最高值高于本研究,除此之外,李玉斌等的采样并未涉及太湖西部,而上文已述及,太湖表层沉积物中PAHs浓度东部高于西部,这也使得其研究结果的均值高于本研究.2.2㊀PAHs的组分特征根据环数不同,把16种PAHs分为2 3环(萘(NAP)㊁苊(ACY)㊁二氢苊(ACE)㊁芴(FLU)㊁菲(PHE)㊁蒽(ANT)㊁荧蒽(FLUO))㊁4环(芘(PYR)㊁苯并[a]蒽(BaA)㊁(CHR)㊁苯并[b]荧蒽(BbF)㊁苯并[k]荧蒽(BkF))和5 6环(苯并[a]芘(BaP)㊁二苯并[a,h]蒽(DBA)㊁茚并[1,2,3⁃cd]芘(INP)㊁苯并[ghi]苝(BghiP)),各采样点组分分布图如图2所示.由图2可见,样品中以2 3环及4环比例较高,而5 6环比例较低.其中,菲在所有样品中的总量最高(4497.56ng㊃g-1),其次是荧蒽(2583.96ng㊃g-1)和苯并[b]荧蒽(2137.96ng㊃g-1),总量最低的是苊(70.29ng㊃g-1),其次是二苯并(a,h)蒽(268.35ng㊃g-1)和蒽(351.38ng㊃g-1),16种优控多环芳烃在所有样品中均有检出.图2㊀PAHs各组分的相对含量Fig.2㊀RelativeconcentrationsofPAHs2.3㊀PAHs的来源分析产生PAHs的人为影响主要有木材燃烧㊁化石燃料燃烧㊁石油污染等,目前多采用特征化合物指数进行来源分辨.采用荧蒽/(荧蒽+芘)㊁茚并[1,2,3⁃cd]芘/(茚并[1,2,3⁃cd]芘+苯并[g,h,i]苝)作为来源判别依据,根据研究归纳,FLUO/(FLUO+PYR)大于0.5表示PAHs主要来自煤及木材的燃烧,0 4 0.5之间则是石油类物质燃烧,小于0.4则显示为石油污染;INP/(INP+BghiP)比值大于0 5显示PAHs来自煤㊁木材等的燃烧,0.2 0 5指示为石油类物质燃烧,小于0.2则主要来自石油污染,由图3可见,大部分区域多环芳烃源自煤㊁木材㊁石油三者的燃烧,这与李玉斌[10]和陈燕燕[17]的研究结果一致.利用SPSSStatistics20软件进行主成分分析(PCA),对多环芳烃来源进行定量的分析,在41个样品的16种优控多环芳烃中提取出了3个主成分,PC1的方差贡献率为51%,PC2为31%,PC3为9%,合计91%(表1),能够反映数据的大部分结果.观察各成分在不同物质中的比重可以发现,PC1在高分子㊀12期余云龙等:太湖表层沉积物中多环芳烃的污染现状及来源分析2339㊀量多环芳烃具有非常高的正载荷,PC2在芴(FLU)㊁菲(PHE)㊁蒽(ANT)㊁荧蒽(FLUO)具有较高正载荷,PC3则仅在苊烯(ACY)㊁苊(ACE)具有一定正载荷.高分子量多环芳烃主要源自石油类物质的高温燃烧[18⁃20],由此可以判断PC1指代的是石油类物质高温燃烧源对多环芳烃的贡献;芴(FLU)㊁菲(PHE)㊁蒽(ANT)㊁荧蒽(FLUO)等则是煤和木柴燃烧的主要标志物[18⁃20],则PC2指代的成分为煤㊁木材对多环芳烃的贡献.低分子量的苊烯(ACY)㊁苊(ACE)则表明PC3为石油污染[21].图3㊀多环芳烃来源判别Fig.3㊀DiagnosticmolecularratiosforsourceidentificationofPAHs表1㊀多环芳烃PCA分析Table1㊀PCAanalysisofPAHsPAHsPC1(51%)PC2(31%)PC3(9%)萘(NAP)0.0330.389-0.269苊烯(ACY)0.5570.3850.565苊(ACE)0.1360.320.493芴(FLU)0.3170.911-0.119菲(PHE)0.1650.833-0.357蒽(ANT)0.5050.8540.292荧蒽(FLUO)0.4910.806-0.191芘(PYR)0.9760.098-0.058苯并[a]蒽(BaA)0.858-0.1650.336(CHR)0.926-0.167-0.225苯并[b]荧蒽(BbF)0.872-0.205-0.327苯并[k]荧蒽(BkF)0.908-0.2520.039苯并[a]芘(BaP)0.94-0.228-0.127茚并(1,2,3⁃cd)芘(INP)0.924-0.231-0.154二苯并(a,h)蒽(DBA)0.660.1040.141苯并(g,h,i)苝(BghiP)0.971-0.171-0.07以PAHs总和的标准化分数为因变量(Y),以各因子得分为自变量(X1㊁X2㊁X3为各因子得分),逐步筛选法进行多元线性回归得:Y=0.738X1+0.514X2+0.066X3(R2=0.991)根据平均贡献率i=Ai/ðAiˑ100%(Ai为多元回归各项回归系数),计算得到石油类物质高温燃烧㊁煤及木材燃烧㊁石油污染的贡献率分别为56%㊁39%㊁5%,相比于陈燕燕等[17]的研究,石油类物质高温燃烧贡献率高于其45%的结论,煤及木材燃烧贡献率低于其50%的结论,而对其余的5%贡献率其认为是水⁃气交换来源,结果差异主要在于采样点及采样时间不同而导致输入模型的数据不同,并由此对PCA分析结果产生影响.2.4㊀PAHs的生态风险评估Long等提出确定海洋与河口沉积物中有机污染物潜在生态风险的效应区间低值(EffectsRange㊀环㊀㊀境㊀㊀化㊀㊀学32卷2340Low,ER⁃L)和效应区间中值(EffectsRangeMedian,ER⁃M),通过ER⁃L值和ER⁃M值可对多环芳烃对生物体产生的潜在生态风险效应进行评估.若污染物浓度低于ER⁃L值,则不具有较大的负面生态效应;若污染物浓度在两者之间,则具有潜在的生态风险;若污染物浓度高于ER⁃M值,则可能产生严重的生态风险[22],本文将太湖表层沉积物中16种多环芳烃与相应的沉积物生态风险标志水平进行比较,结果见表2.表2㊀太湖表层沉积物中多环芳烃浓度与风险效应低值和风险效应中值比较(ng㊃g-1)Table2㊀ComparesofPAHsconcentrationsinsurfacesedimentswitheffectrangelow(ER⁃L)andeffectrangemedian(ER⁃M)(ng㊃g-1)化合物ER⁃LER⁃M本研究萘(NAP)160210012.81 59.90苊烯(ACY)446400.76 3.39苊(ACE)165004.86 42.46(14)芴(FLU)195407.95 47.00(22)菲(PHE)240150029.12 262.21(1)蒽(ANT)85.311003.27 52.47荧蒽(FLUO)600510032.10 139.02芘(PYR)665260023.85 107.21苯并[a]蒽(BaA)26116009.85 101.42(CHR)384280011.04 79.19苯并[b]荧蒽(BbF)NANA27.47 149.02苯并[k]荧蒽(BkF)NANA1.36 47.97苯并[a]芘(BaP)430160010.45 93.21茚并(1,2,3⁃cd)芘(INP)NANA5.96 89.12二苯并(a,h)蒽(DBA)63.42602.87 29.64苯并(g,h,i)苝(BghiP)NANA17.17 95.54㊀㊀注:ER⁃L为生物影响低值;ER⁃M为生物影响中值;NA为没有最低安全值,括号中为超过ER⁃L值样品数.表2可以看出,太湖表层沉积物各种多环芳烃浓度远低于效应区间中值(ER⁃M),这表明在太湖表层沉积物中没有严重的生态风险,但是部分站点存在一些化合物,如苊㊁芴㊁菲,超过效应区间低值(ER⁃L),这可能存在着对生物的潜在危害.经观察发现,超标点均主要处于近岸区域,因此更应该密切关注其生态影响.另外,苯并(b)荧蒽㊁苯并(k)荧蒽㊁茚并(1,2,3⁃cd)芘和苯并(ghi)苝没有最低安全值,即这几种PAHs在环境中只要存在就会对生物产生负面效应,而本次调查中发现这几种高分子量的PAHs在各站位均被不同程度地检出,因此,对这些物质造成的环境危害同样需要警惕.3㊀结论(1)太湖不同采样点表层沉积物中PAHs含量介于262.06 1087.22ng㊃g-1,平均值为491.87ng㊃g-1,全范围内总体呈近岸高于湖心,东部高于西部.(2)太湖表层沉积物中多环芳烃主要源自石油㊁煤及木材的燃烧,两者贡献率分别占总量的56%和39%.(3)太湖表层沉积物中没有严重的生态风险,但对苯并(b)荧蒽(BbF)㊁苯并(k)荧蒽(BkF)㊁茚并(1,2,3⁃cd)芘(INP)和苯并(ghi)苝(BghiP)等物质应警惕.同时,在近岸区一些物质,如苊(ACE)㊁芴(FLU)㊁菲(PHE)具有潜在危害,应该持续关注.参㊀考㊀文㊀献[1]㊀HowsamM,JonesKC,InessonP.PAHassociatedwiththeleavesofthreedeciduoustreespeciesIConcentrationandprofiles[J].EnvironmentalPollution,2000,108(3):413⁃424㊀㊀12期余云龙等:太湖表层沉积物中多环芳烃的污染现状及来源分析2341[2]㊀汤智,廖海清,张亮,等.成渝经济区河流表层沉积物中多环芳烃的分布㊁来源及生态风险评价[J].环境科学,2011,32(9):2639⁃2644[3]㊀CharlesAM,BonnieBP,JosephS.ExposuretocarcinogenicPAHsintheenvironment[J].EnvironmentalScience&Technology,1992,26(7):1278⁃1284[4]㊀武江越,刘征涛,周俊丽,等.辽河水系沉积物中PAHs的分布特征及风险评估[J].环境科学,2012,33(12):4244⁃4249[5]㊀程祥圣,刘汉奇,张昊飞,等.黄浦江沉积物污染及潜在生态风险评价初步研究[J].生态环境,2006,15(4):682⁃686[6]㊀蔡小滨,薛丹,李冬,等.香港内后海湾拉姆萨尔湿地表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布及来源解析[J].环境化学,2013,32(3):451⁃458[7]㊀庄婉娥,汪厦霞,姚文松,等.泉州湾表层沉积物中多环芳烃的含量分布特征及污染来源[J].环境化学,2011,30(5):928⁃934[8]㊀舒卫先,李世杰.太湖流域典型湖泊表层沉积物中多环芳烃污染特征[J].农业环境科学学报,2008,27(4):1409⁃1414[9]㊀计勇,陆光华,秦健,等.太湖北部湾沉积物中多环芳烃分布及风险评估[J].河海大学学报(自然科学版),2010,38(4):452⁃456[10]㊀李玉斌,刘征涛,冯流,等.太湖部分沉积物中多环芳烃生态风险评[J].环境化学,2011,30(10):1770⁃1774[11]㊀刘楠楠,陈鹏,朱淑贞,等.辽河和太湖沉积物中PAHs和OCPs的分布特征及风险评估[J].中国环境科学,201l,3l(2):293⁃300[12]㊀MaiB,FuJ,ZhangG,etal.PolycyclicaromatichydrocarbonsinsedimentsfromthePearlriverandestuary,China:Spatialandtemporaldistributionandsources[J].AppliedGeochemistry,2001,16(11):1429⁃1445[13]㊀刘哲,张玉山,苏治中,等.南四湖表层沉积物中PAHs的分布㊁来源及变化分析[J].中国人口资源与环境,2010,20(6):136⁃140[14]㊀罗世霞,朱淮武,张笑一,等.红枫湖表层沉积物中多环芳烃的分布及来源分析[J].江西师范大学学报(自然科学版),2009,33(1):119⁃123[15]㊀胡国成,郭建阳,罗孝俊,等.白洋淀表层沉积物中多环芳烃的含量㊁分布㊁来源及生态风险评价[J].环境科学研究,2009,22(3):322⁃325[16]㊀郑曦,姚俊华,蒋欢,等.骆马湖表层沉积物中多环芳烃的分布及风险评价[J].安徽农业科学,2010,11(20):10858⁃10861[17]㊀陈燕燕,尹颖,王晓蓉,等.太湖表层沉积物中PAHs和PCBs的分布及风险评价[J].中国环境科学,2009,29(2):118⁃124[18]㊀LarsenRK,BakerJE.Sourceapportionmentofpolycyclicaromatichydrocarbonsintheurbanatmosphere:acomparisonofthreemethods[J].EnvironmentalScienceandTechnology,2003,37(9):1873⁃1881[19]㊀HarrisonRM,SmithDJT,LuhanaL.SourceapportionmentofatmosphericpolycyclicaromatichydrocarbonscollectedfromanurbanlocationinBirmingham,UK[J].EnvironmentalScienceandTechnology,1999,30(3):825⁃832[20]㊀胡雄星,周亚康,韩中豪,等.黄浦江表层沉积物中多环芳烃的分布特征及来源[J].环境化学,2005,24(6):703⁃706[21]㊀王德高,杨萌,贾宏亮,等.原油及油制品中多环芳烃化学指纹的分布规律研究[J].环境污染与防治,2008,30(11):62⁃65[222]㊀LongER,MacdonaldDD,SmithSL,etal.Incidenceofadversebiologicaleffectswithrangesofchemicalconcentrationsinmarineandestuarinesediments[J].EnvironmentalManagement,1995,19(1):81⁃97DistributionandsourcesofpolycyclicaromatichydrocarbonsinsurfacesedimentsfromTaihuLakeYUYunlong1㊀㊀LIYuanyuan2㊀㊀LINTian3㊀㊀ZOUHua1∗(1.SchoolofEnvironmentalandCivilEngineering,JiangnanUniversity,Wuxi,214122,China;2.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,FudanUniversity,Shanghai,200433,China;3.InstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guiyang,550002,China)ABSTRACTContentsofsixteenprioritypolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)in41surfacesedimentsamplestakenfromTaihuLakewereanalysedbyGC⁃MSforunderstandingthePAHspollutioncomprehensively.Theresultsshowedthatthetotalconcentrationof16priorityPAHsrangedfrom262.06ng㊃g-1to1087.22ng㊃g-1,enrichedmainlyoffthenearshoreandgraduallyreducedtowardslakecentral,easttowardswest.CharacteristicvaluesanalysisofselectedmolecularindicesindicatedthatthesourcesofPAHsinTaihuLakesurfacesedimentsmainlyoriginatedfromcombustionofpetroleum,coalandwood.ThePCAanalysisshowedthat56%PAHswerefromhightemperaturecombustionofpetroleum,and39%PAHswerefromcombustionofcoalandwood.TheER⁃LandER⁃MindicatedthattherewasnoseriousecologicalriskofPAHsinTaihuLakesurfacesediments,butattentionshouldbepaidtothepotentialecologicalriskofsomecompounds.Keywords:polycyclicaromatichydrocarbons,surfacesediments,TaihuLake,PCA.。
.专业整理 .大气中多环芳烃污染调查1.多环芳烃概述多环芳烃 (Polycyclic Ammatic Hydrocarbons ,简称 PAHs)是指分子中含有两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物,包括萘、蒽、菲和芘等 150 余种化合物,其中多种 PAHs具有致癌性。
早在 1892 年有人发现从事煤焦油和沥青作业的工人多患皮肤癌[lJ。
1915 年日本人山极和石川注意到在动物身上长期涂抹煤焦油可能引起癌状肿瘤[21 ,从而促进了人们对煤焦油中致癌物的研究,并分离出苯并 (a)芘(BaP)这种强致癌性的多环芳烃。
1928年-1929年间英国 Kenna Way 和 Cook 等人发现第一个人工合成致癌性多环芳烃—二苯并(a,h)蒽 (DBA)外,还有苯并 (gru) 芘(BgluP) 、屈 (Chr)、苯并 (a)蒽(BaA)、苯并 (b)荧蒽 (BbV)、苯并 (k)荧 g(BkF)等[3][4]。
2.多环芳烃来源与分布2.1 多环芳烃来源环境中多环芳烃的来源包括自然来源和人为来源[5][6][7] 。
自然来源:多种陆生植物 (如小麦及裸麦幼苗)、多种细菌 (如大肠菌、某些梭形芽孢杆菌 )以及某些水生植物都有合成多环芳烃,包括某些致癌性多环芳烃的能力。
生物体内合成、森林及草原自然起火、火山活动是环境中多环芳烃主要的天然来源。
人为来源: (1)各类工业锅炉、生活炉灶产生的烟尘,如燃煤和燃油锅炉、火力发电厂锅炉、燃柴炉灶; (2)各种生产过程和使用煤焦油的工业过程,如炼焦、石油裂解,煤焦油提炼、柏油铺路等;(3)各种人为原因的露天焚烧(包括烧荒 )和失火,如垃圾焚烧、森林大火、煤堆失火;(4)各种机动车辆排出的尾气;(5)吸烟和烹调过程中产生的烟雾是室内多环芳烃污染的重要来源。
2.1 多环芳烃分布及其特征目前已知的 PAHs约有 200 多种,它们广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤中。
上海不同环境介质中多环芳烃的分布和来源解析综述
具有明显的季节性特征冬季多环芳烃浓度较高,春、夏及秋季浓度远低于冬。
由于同一
总含量与颗粒浓度有很高的相关性,
PAHs含量相对
范围分别为
值分别为
进行源解析,结果发现,各个功能区的燃煤
烧源贡献率均较其他来源高,并且以崇明岛为最高,
白虾样品中观察到最低浓度(0.02 ng/g),在蜗牛样
水平远低于美国规定的最高水平,大多数样品中的多环芳烃来自高温热解输入,其中一些贡献来自有机物和化石燃料
中1
eastern Mediterranean basin[J].Environmental science & technology,2006,40(16):4922-4927. Simonich S L,Hites R A.Importance of vegetation in removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the atmosphere[J].Nature,1994,370(6484):49.
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2017年第3期 第44卷总第341期 广 东 化 工
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环境中多环芳烃的污染现状以及来源简析 刘诗敏,高良敏 (安徽理 I:尺学地球 环境学院,安徽湃陌232001)
[摘要]文章介绍了环境介质中多环芳烃的一些污染现状。通过对相关文献的总结,对多环芳烃的污染现状进行了分析,进一步总结了环境 中多环芳烃的来源,并对这些来源进行了分析整理。研宄表明:现阶段所研究的区域内均有多环芳烃的存在,污染程度不同,土壤介质中多环 芳烃含量较高,水介质中含量相对较少。污染源主要分为两个部分,一是石油类燃料的燃烧;=是草、木、煤等燃料的燃烧 人类需要积极采 取措施,解决和阻止多环芳烃对环境的污染 [关键词]多环芳烃;研究现状;源分析 [中豳分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007.1865(2017)03.0079.叭
Pollution Status and Sources of PAHs in the Environment Liu Shimin,Gao Lianglnin (School of Earth and Environment,Anhui University of Science and Technology,Huainan 23200 1
Abstract:The paper introduces the present situation ot、the pol1ution with PAits i11 enviromnental media Based on the sunlnlal-y of the related literature.the pollution status of PAlqs was analyzed,and the source of PAIls 1n the envirunment was summarized,and the analysis and arrangement of these sources were ca ̄ied out.The research shows Ihat PAHs’levels are difierent in the area at the present stage.The content of PAHs in soi1 medium is higher.but the content of water medium is relatively low Pollution sources are mainly divided into two parts.one is the burning ol’petroleum fuels;two s grass.wood.and other fuel burning Human beings need to take active measures to solve and prevent the pollution of PAHs on the environment Keywords:PAHs:research status:source analysis
彩环芳烃(Polvcvclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)足 炎持 久性仃机污染物(Persistent Orlzanic Pollutants,POPs), 分r【}1含 仃 个以j 苯环的碳氧化合物,常 的具有致癌作用的多环艿 多为 剑八环的桐环化合物。常见的PAHs主 有I 8种,j 【}】也 含荚I 环境保护 2004 发布的《斯德哥尔摩公约》一L-日J]令禁 止乍产和使川仃16种PAHs类物顷。多环艿烃 多种环境介 质rf , 际学行们埘POPs的研究 【 作寸 集 }1 POPs的分类、 POPs污染的术源分析、POPs仵环境介质中的时 j 的分布 状况、POPs 环境介顺L}j的浓度含量、环境介顷 }i POPs含 的 降解 法探索等办皿。小史通过总结/f 同环境条件卜、 同环境 介质-}】PAHs的污染 状以及来源。以期为接卜来的PAHs污染 的研究l:作提供 论依据。 1 PAHs及其分类 PAHs i 受分为18种, l}'常见的PAHs仃荼、苊烯、饬、 蒽以及它们的衍 物等。PAHs污染受剑人们的天汴卡篮足 为 其仵『I然 易做牛物体降 ,具仃富集放人的f1I川,lr|=】IH 长划残 性、,{i物藩年5{性、 挥发性以及高雌性,这pU人特性。 20廿士纪『f1期之前,PAHs足小被人_父 的,『 为Jjl5时候还没仃 人听ff=}{地合成平l_使川PAHs,天然环境下虽然仃 少崴种类的 PAHs,们足 止匕诈术对环境造成戚胁,许_仵环境介质 f】保持 个 动态 衡。们足,随苻人类活动范I嗣的扩大、社会科技的 断进 步, 、J 合成的PAHs闯入J,研兜学者们的视野,成为J,人 家研 究的热¨对象。 2 PAHs的污染现状 2.1 PAHs 水环境LIJ的污染现状 研究表日Jj,学并们 对我 境内的 流、湖 等水域 } 进仃 POPs污染的研究工作一{11人多数 宄对象具仃,1 H程J霆地污染。 例如,一f 占古,fl,H仃…等人存研宄城市近郊 地下河水 } 多环片烃 分 规律与米源蝌析的时fl父,选取J,』 明消水泉地卜 为研究刈 象,返条河流足南 f』 民 } 活饮川水水源,容埸遭到外界的人 为破坏,对j:城l 水域研究的代表,Yi:衍通过 河的} 游到卜游 均匀采集 l 3个水佯 ,运』日色谱一质谱联用仪分析榆测川t水样 【{i PAHs的含 ,研宽结果农叫:炎 环保署舰定禁『1』的16种 PAHs种,除丫 井『l 2,3一cdl芘术被检【{J, 他1 5中均仃榆Ⅲl, 总体处。-PAHs的轻嫂污染;通过比仇法干¨土成分分析浊分析, 知晓t:游地【xl地卜{l1』水中PAHs来源丰嘤宵以草、术、煤的燃烧、 h的燃烧、或扦足两者来源的混合。张 风,父金f, ̄i-r。1等人 对辽尔湾农 海水的研究r}1发现:l6[}]PAHs 海水・fi均仃榆…, 其总含量随着季 的变化 变化,总体来说,冬季海水【}1的PAHs 的含城嗖lj』j显高j 夏季,} j 赴3倍的天系:海水i}】PAHs的 来源土 足 油的燃烧,海}:运输的频繁 j快速技眨,必定会造 成海水中PAI{s的污染。 2 2 PAHs Il:壤环境¨fl的污染现状 【 壤环境 {1的PAHs含 、分们 1人类的活动惭切卡II火,山 于PAHs {:壤环境[{】 降斛,半衰期长,容易 植物以及动 物体内富集,所以, I 壤『fl的PAHs足最应该r)l起人们天 的。 彭驰,l 美娥 等人 2O10年研究J,城市 壤【fl PAHs的含量平l】 来源,研究表明:影响t:壤中多环芳烃歧蹄浓度的闪索何}}l多, l 坚 足污染源的 川、土壤中微,f 物的降 活性 、多方 的环境 豢,等;川时也总结,城『 t:壤中多环艿烃求源与分 的常 法,他川1最多的址比价法、数 统汁法等。秦承刚 J 等人研究_『,缒化 业场地越翻地 壤L{1 PAHs的污染分布状况, 研究选J{J J 『f ‘废拜的焦化个业遗留地,采集0~20 cm的农 壤进仃PAHs浓度检测发现:焦化 的PAHs 1 嘤污染来 源址焦炉排放的 “包括 组织卡¨兀 ̄tDH,)以及13i,lk; ̄水收集处 或化产・F I叫收过 【}]的跑¨滴漏 l。 2.3 PAHs 沉 物环境 的污染现状 C 物存 j 水体底f}lj,为fE何¨] 以山流体流动所移动的微 粒,许最终成为 水或其他液体喊卜的一 固体微粒。水叶1的}=_【= 物町以寓集入量的PAHs。蓝家程,孙玉JI 等人研究了 溶地 下i『『』农层 ( 物_}】多环艿烃的污染状况,研究结果表明:老尼涮 地 1』沉 物(研究 选取的研究对象)r{,PAHs总 58.2~3598 ng 之 ,跨度人,含 分Ytid<均匀。孝Ij埘于 他地区,处 [f】 等偏低水、 张,1j ,拿双林 等人选取南黄海中部水域叶1的49 个表 沉{=I{物样r5 进行做为研究对象,联系样晶-1J.总订机碳、沉 物颗粒粒发等分析-r沉 {物 的PAHs的分布特征、分 组成 等。 l 实了南黄海c{_那水域沉秋物rfJ PAHs的土要来源足煤和高 等微物燃烧或小充全燃烧产物以 溶胶形式输入到沉积物巾,们 也彳『部分 }I{1泄漏的原 。
3环境中PAHs的来源简析 通过人 的艾献阅读,r JfII总结剑 境中PAHs的水源主 分为天然源卡¨人为源。火然源: 足指陆地干Il水牛批物、微 物的,卜物合成,森林、草原fFJ天然火灾以及火L¨活动所形成的 PAHs,从 构成J PAHs天然小底仇 。
【收稿 期]2016+12-12 [琏 项¨]安徽省『j然科 蚺盒.项I『 :1 508085MD68,项l1 称:聚煤 [ l 壤一底 一水体POPs迁移机制li) t [作 简介】刘诗敏(1990.),戈,安徽淮南人,颅1‘研究,f , 从 t-环境影响 价、,} 态环境修复等厅 研究。 88 , 东化工 WWW.gdchem.com 2017年第3期
第44卷总第341期
成分都是柠檬烯,只有植物 同含量多少不同而已。如果按精油 中柠檬烯含量多少来划分的话:大致上可以分成三组:构榜、柠 檬类为一组,这一组植物粜皮精油中含柠檬烯为55.28%~67.47 %:酸橙、甜橙、柚类为一组,这一组植物果皮精油中柠檬烯含 量为92.12%-95.73%:宽皮柑橘类为一组,这一组大多数植物果 皮精油中含柠檬烯为78.67%~88.8%,少数达94.18%。近年 来,Scora 等人提出,目前栽培柑橘只有构椽、柚和宽皮柑具有生 物学种的价值:而酸橙、甜橙、柠檬、葡萄柚等均为杂种起源: Barrett用数值分类学方法证明r这一看法;我们的初步实验结果 与上述看法有类似之处。除了柠檬烯以外,不同植物精油中还含 有不同的特征成分。例如甜橙油中的6.3.营烯和甜橙醛:酸橙油 中乙酸芳樟醋:柚子油中的圆柚酮:柠檬油中的柠檬醛(橙花醛和 香叶醛之和),宽皮柑橘油中的百里香酚等。这些特征成分含量虽 少,但对精油的质量有大的影响,同时还对精油掺假的检出以及植 物种的鉴定有重要作用。 5 l柑橘精油的作用功效 主要功效:含有丰富维他命C,抗发炎,对口角炎很育效。具 清新及镇静效果,柑桔是忧虑和沮丧的提振剂;皮肤疗效;与橙 花及薰衣草调和使用,淡化妊娠纹及疤痕:心理疗效:清新的气 味有提振精神的作用,常用于平抚沮丧与焦虑:生理疗效:最主 要的功能就是治疗肠胃问题,可以调和肠胃、也能刺激肠胃蠕动、 帮助排气,还能镇定消化道,增加胃口、刺激食欲:柑桔精油很 温和,婴幼儿、孕妇及老人都能使用,尤其是婴幼儿消化系统功 能尚未完全,容易打嗝或消化不良,都非常有效。 搭配精油:罗勒、佛手柑、黑胡椒、安息香、洋甘菊、芜荽、 天 葵、葡萄柚、薰衣草、柠檬、马郁兰、橙花、马丁香、苦橙 叶。柑橘类精油常见的配方及使用方法例如:甜杏仁油10毫升加 柑桔3滴可用于婴儿按摩:甜杏仁油4O毫升+小麦胚芽油5毫升 +酪梨油5毫升+柑橘油6滴+薰衣草3滴+乳香3滴(或橙花) 用于皮肤按摩,对疤痕跟妊娠纹颇具效果,尤其在怀孕初期就 开始与同属其他精油一起用,效果更加显著:柑橘油4滴+马'r 香2滴+花梨木2滴可以改善情绪提振精神、安抚焦虑、帮助睡 眠等。 6结论