土壤表层中多环芳烃的分布特征及来源解析

化工厂周边土壤和大气沉降中多环芳烃组成分布特征及源解析王燕; 张莹; 侯博; 陈秀娜; 吴哲【期刊名称】《《粘接》》【年(卷),期】2019(040)009【总页数】4页(P109-112)【关键词】附近土壤; 多环芳烃; 中重度污染【作者】王燕; 张莹; 侯博; 陈秀娜; 吴哲【作者单位】青海省地质矿产测试应用中心青海西宁 810000【正文语种】中文【中图分类】O625多环芳烃（PAHs）为有机污染物的一种，其最重要的特性是半挥发性以及潜在致癌性，构成部分为2个以及多个稠合芳环。

在20世纪70年代，16种PAHs被当作优先污染物。

从PAHs的主要来源看，以燃料为主，大都是由于煤以及石油等没有被完全燃烧，工业生产以及汽车尾气排放。

1 研究区概况为保证实验结果更具有说服力，本文以某石化工业区为研究对象，该地历史悠久，产生时间早，至今有40多年的历史，占地面积大，为9.4km2，和市中心距离远，相差60km，为我国现代石油行业的重要地点，该地不仅生产成品油，还生产合成树脂、纤维等。

2 材料以及方法2.1 试剂与仪器无水硫酸钠，在使用该试剂之时，应当将其放在450℃马弗炉里面，并灼烧4h，铜粉，两者都属于分析纯；二氯甲烷、丙酮、正己烷、乙睛，均为色谱纯。

试验进行过程中使用的仪器主要包括：RE-5203旋转蒸发仪以及QGC-24T氮吹仪等。

2.2 采样点布设以及样品采集按照项目现场的实际踏勘状况和卫星图像定位对土壤进行筛选，主要选择几乎不受到人为因素影响的土壤，并从污染物的源头入手，对该地主导风向的下风向均匀布点，具体如图1所示。

通常情况下，一共选择20个表层土壤样品，采样是时间是2018年下半年。

以该地和石化工业区距离为基础，对采样点划分，一共分成四4部分：第一区域是石化一线，具体采样点为1～6#，第二区域是石化二线，具体采样点为7～11#，第三区域是石化三线，具体采样点为1～16#，最后区域是石化四线，具体采样点为17～20#。

土壤中多环芳烃的稳定碳同位素特征及其对污染源示踪意义
土壤中多环芳烃的稳定碳同位素特征及其对污染源示踪意义
分析了天津市不同功能区土壤中多环芳烃的稳定碳同位素组成特征.土壤中菲、甲基菲、荧蒽和芘的δ13C值范围分别为-29.5‰～-23.2‰、-39.8‰～-23.4‰、-27.2‰～-23.6‰和-28.1‰～-22.6‰,不同功能区稳定碳同位素组成的差异反映了PAHs来源的差异.稳定碳同位素组成特征表明,在研究区内,化石燃料燃烧产物的干-湿沉降是土壤PAHs的最主要来源之一,其它可能的来源有污水携带的油污、农作物茎杆及薪柴不完全燃烧产物等.就具体地点而言,土壤PAHs以二元混合输入为主,据此,运用稳定碳同位素组成的二元复合数值模型对不同来源PAHs的相对贡献率进行了估算.
作者：苑金鹏钟宁宁吴水平作者单位：苑金鹏(中国科学院广州地球化学所有机地球化学国家重点实验室,广州,510640;石油大学(北京)石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249,北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京,100871)
钟宁宁(石油大学(北京)石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249;北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京,100871)
吴水平(石油大学,北京,石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249;北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京,100871)
刊名：环境科学学报ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年，卷(期)：2005 25(1) 分类号：X131.3 关键词：土壤烃污染多环芳烃稳定碳同位素污染源示踪。

五大连池药泉湖表层沉积物中多环芳烃的分布及来源解析曾颖【摘要】开展了五大连池药泉湖表层沉积物中多环芳烃含量的检测工作，结果显示，药泉湖东南部表层沉积物中，多环芳烃的含量远大于西北部，组成以3环、4环、5环化合物为主，主要来源于煤炭、木材、石油的不完全燃烧。

%The content of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sediments of Wudalianchi Drug Spring Lake was detected. The result shows:the content in southern was more than the northwest, and 3, 4, 5 ring compounds were main ingredients. The incomplete combustion of coal, wood, oil was the main sources.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】2页(P20-21)【关键词】五大连池;药泉湖;多环芳烃;分布;来源解析【作者】曾颖【作者单位】黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，哈尔滨 150000【正文语种】中文【中图分类】X524多环芳烃 (polycyclic aromatic hydmcarbons，PAHs)是指由两个或两个以上苯环以稠环方式相连的化合物，在环境中广泛存在而且具有致癌、致畸和致突变性的特性。

目前研究环境中多环芳烃的存在、迁移转化及健康效应已经成为环境科学领域的研究热点之一［1-2］。

1 研究区概况药泉湖地处黑龙江省五大连池国家级自然保护区的核心部分，是新期火山喷发形成的火山堰塞湖，湖底有多处碳酸气泉眼并有暗河流动，再加上二龙眼矿泉水的注入，形成了世界罕见的矿泉湖。

它不仅是药泉山景区至关重要的生态景点，还地处药泉山矿泉水带的中心位置，是其重要的补给水源，其水质状况会对药泉山矿泉水带造成巨大的影响［3-4］。

土壤污染多环芳烃
多环芳烃与土壤污染
在土壤有机污染中最为典型的一种物质就是多环芳烃。

它不易溶于水，所以想要被植物吸收或者被微生物降解都是相对比较困难的，因此多环芳烃是当今土壤修复邻域难以攻克的一个难点。

因此，对于土壤中多环芳烃的去除方法、修复技术的开展与研发是非常有必要的。

多环芳烃（PAHs）污染土壤是一个普遍存在的环境问题，对人类生命和生态系统构成了严重威胁。

通常，多环芳烃与重金属可通过污水灌溉、固体废物处理、交通运输以及工业活动等途径进入到土壤中，通过积累而形成复合污染。

多环芳烃和重金属具有致癌性、致突变性和致畸性，并且可在土壤中持久留存。

多环芳烃
多环芳烃是指含两个或两个以上苯环的芳烃，简称PAHs。

它们
主要有两种组合方式，一种是非稠环型，其中包括联苯及联多苯和多苯代脂肪烃；另一种是稠环型，即两个碳原子为两个苯环所共有。

多环芳烃的来源分为自然源和人为源。

自然源主要来自陆地、水生植物和微生物的生物合成过程，另外森林、草原的天然火灾及火山的喷发物和从化石燃料、木质素和底泥中也存在多环芳烃；人为源主要是由各种矿物燃料（如煤、石油和天然气等）、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原条件下热解形成的。

PAHs由于具有毒性、遗传毒性、突变性和致癌性，对人体可造成多种危害，如对呼吸系统、循环系统、神经系统损伤，对肝脏、肾脏造成损害。

被认定为影响人类健康的主要有机污染物。

多环芳烃分布及风险综述多环芳烃（PAHs）是一类由两个以上苯环组成的有机化合物，是一种常见的环境污染物。

它们广泛存在于自然界中，也是许多人为活动的副产品。

多环芳烃具有高毒性和持久性，对人类健康和环境造成潜在风险。

本文将综述多环芳烃的分布情况以及相关风险。

多环芳烃主要来源于燃烧过程，包括化石燃料的燃烧、焚烧废物、工业排放等。

其中，化石燃料的燃烧是主要的排放源，如汽车尾气、燃煤电厂排放的烟气等。

此外，多环芳烃还存在于一些工业废水、土壤和沉积物中。

由于其具有较高的挥发性和黏附性，多环芳烃可以通过大气降水和风力传播到较远的地方。

多环芳烃在环境中的分布具有地域差异性。

在城市和工业区，由于人类活动的影响，多环芳烃的浓度往往较高。

例如，在交通密集的城市地区，道路上的汽车尾气是主要的多环芳烃来源，导致周边空气中多环芳烃的浓度升高。

另外，在工业区，工厂的排放和废物处理也会导致周边土壤和水体中多环芳烃的积累。

然而，乡村和自然环境中也存在多环芳烃的污染。

尽管这些地区的污染源相对较少，但由于多环芳烃的持久性，它们可以通过长距离传输到这些地区。

例如，大气中的多环芳烃可以随着降水沉积到土壤和水体中。

此外，一些农药和木材防腐剂中也含有多环芳烃成分，这些化合物可能会渗入土壤和地下水中，进而影响农作物和饮用水的安全。

多环芳烃对人类健康和环境造成潜在风险。

它们具有致突变性、致癌性和内分泌干扰性等特性，可能对人体的免疫系统、呼吸系统和生殖系统产生不良影响。

长期接触多环芳烃可能导致癌症、免疫功能异常和生殖问题等健康问题。

此外，多环芳烃还对生态系统产生不利影响，可能导致水生生物的死亡和生物多样性的丧失。

为了减少多环芳烃的风险，需要采取一系列的措施。

首先，减少多环芳烃的排放源是关键。

这包括改善工业生产过程、采用清洁能源替代化石燃料、加强废物处理和减少农药使用等。

此外，监测和评估多环芳烃的分布和浓度也十分重要，以便及时采取措施进行治理和修复。

土壤中多环芳烃质控样1引言多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是一类持久性有机污染物。

它们既可以在自然界中产生，比如火山喷发、土壤中的微生物、植物排泄物等，也可以来自人类的活动，比如燃烧、以及发电厂等。

通常，它们会使土壤、水源、蔬果等背负超标污染风险，对环境造成不可忽视的影响。

因此，监测和评估多环芳烃存在量和活性，以及控制污染源，已成为国际关注的焦点。

土壤中多环芳烃的质量控制，是保护环境的重要技术任务之一。

2多环芳烃的特点多环芳烃是一类多种类型的持久性有机污染物，按其结构和形态，它们可以分为四大类：环芳烃、芳香烃、环烷烃和芳烃烷。

它们有一个浓郁的淡黄绿色，有强烈的芳香气味，稳定长久不易氧化，这使它们在自然界中可以长期保存，累积在环境中，造成持久性有机污染。

同时，它们具有机械强度大、抗拉强度也比较高，因此可以抵抗自然界中的行星褶皱和心化运移，在地壳层中可以存在很久。

3多环芳烃的危害多环芳烃是危害环境的一大污染源，它们不仅能在空气中，还可以以悬浮颗粒的形式，进入土壤、水体、植物体等环境体系，使环境中的有机物受到污染。

它们具有较强的毒性，会对人类健康和野生环境造成严重的危害；此外，它们也具有致癌性，会引发某些癌症。

因此，多环芳烃的控制是国际社会面临的一大挑战。

4土壤中多环芳烃质控为了有效解决土壤中多环芳烃污染问题，一方面要加强宣传，让公众更加关注环境保护，另一方面则要采取有效的技术手段，用于定量检测、评价及控制多环芳烃污染。

其中，检测是及时掌握多环芳烃在土壤中的含量及活性；评价则是通过采集现场试样，运用统计学处理技术，得出多环芳烃污染物迁移情况及对环境影响；控制则是在检测和评价的基础上，采取有效技术，防止多环芳烃污染物进一步迁移和累积。

5结语多环芳烃是一类危害环境和人类健康的持久性有机污染物，它可以长久堆积在环境中，并可能造成持久性危害。

土壤中多环芳烃的质量控制，是保护环境的重要技术任务之一。

多环芳烃标土值1. 什么是多环芳烃（PAHs）多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，简称PAHs）是一类由苯环组成的有机化合物，其分子中含有两个以上的苯环。

多环芳烃广泛存在于自然界和人工环境中，包括石油、煤炭、汽车尾气、焦化厂废气等。

2. 多环芳烃的来源多环芳烃的主要来源包括以下几个方面： - 燃烧排放：燃煤、燃油、燃气等燃烧过程中产生的尾气中含有大量多环芳烃。

- 工业废气：许多工业过程中产生的废气中含有多环芳烃，如焦化厂、炼油厂、化工厂等。

- 汽车尾气：汽车燃烧产生的尾气中也含有多环芳烃。

- 污染土壤：多环芳烃还可以通过土壤污染传播，污染源包括煤矿、油田、工业废水等。

3. 多环芳烃的危害性多环芳烃具有一定的毒性和致癌性，对人体健康和环境造成潜在风险。

以下是多环芳烃的主要危害： - 致癌作用：某些多环芳烃物质被国际癌症研究机构（IARC）确定为致癌物质，长期接触多环芳烃会增加患癌症的风险。

- 毒性作用：多环芳烃对人体的神经系统、呼吸系统、消化系统等都具有一定的毒性作用，会导致中毒反应和健康问题。

- 生态风险：多环芳烃对环境中的生物多样性和生态平衡也会造成一定的影响，对水生生物和陆地生物都有一定的毒性。

4. 多环芳烃标土值的意义和应用多环芳烃标土值是用于评估土壤中多环芳烃污染程度的指标，对于土壤环境的保护和治理具有重要意义。

多环芳烃标土值的应用主要包括以下几个方面： - 环境监测：通过对土壤样品进行多环芳烃标土值的检测，可以了解土壤中多环芳烃的含量和分布情况，为环境监测和评估提供依据。

- 污染评估：多环芳烃标土值可以用于评估土壤中多环芳烃的污染程度，判断是否达到了环境质量标准要求，为土壤污染治理和修复提供科学依据。

- 风险评估：通过与相关的环境质量标准进行比较，可以评估土壤中多环芳烃对人体健康和生态环境的潜在风险。

5. 多环芳烃标土值的确定方法确定多环芳烃标土值的方法主要包括以下几种： 1. 制定标准：根据相关法规和标准，制定适用于不同土壤类型和用途的多环芳烃标土值，如国家土壤环境质量标准等。

长江流域表层沉积物中多环芳烃分布特征及来源解析黄亮;张经;吴莹【摘要】长江流域沉积物多环芳烃分析表明,多环芳烃浓度总和(不包括苝)约为10.31～1 239 ng·g-1,与国内外其他区域相比,整体处于一个低至中等程度的污染水平.长江自上游至下游,沉积物中多环芳烃含量呈上升趋势,与沿途各省多环芳烃的排放状况相吻合.扬州(YZ)和湘江(ZJ)采样点沉积物中多环芳烃含量最高,污染最严重.根据多环芳烃的比值特征,长江流域沉积物中多环芳烃主要受以煤、木材、油类的燃烧影响较大,还有部分来自油类的泄漏,极少量来自自然成因.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2016(011)002【总页数】7页(P566-572)【关键词】多环芳烃;长江;沉积物;分布;源解析【作者】黄亮;张经;吴莹【作者单位】九江学院化学与环境工程学院江西省生态化工工程技术中心,九江332005;华东师范大学资源与环境科学学院,上海200062;华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海200062【正文语种】中文【中图分类】X171.5Received 26 November 2015 accepted 9 January 2016多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是指2个或2个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是一类广泛存在于环境中的持久污染物[1]。

它主要来源于各种化石燃料、生物质燃料的不完全燃烧、天然火灾、火山爆发、石油泄漏、植物及微生物的生物合成，以及沉积环境中的成岩作用过程中形成[1-4]。

多环芳烃是一类强致癌剂和诱变剂，因而其在环境介质中的分布、迁移及生态风险已被广泛研究[5-8]。

长江作为世界最长的河流之一，伴随着经济的深入发展，人文活动对长江的改造及影响不断增加，导致水污染问题越来越突出，尤其是有机物污染呈恶化趋势，比如多环芳烃。

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展微生物降解是一种利用微生物降解有机物质的方法，已经在环境治理领域得到了广泛的应用。

多环芳烃是一类常见的环境污染物，对环境和人类健康都具有严重的危害。

在土壤中多环芳烃的污染治理中，利用微生物降解的方法已经成为一种重要的手段。

本文将探讨微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展，对其机制和应用前景进行探讨。

一、多环芳烃的来源和危害多环芳烃是一类由苯环组成的芳香烃类化合物，是石油和煤炭的燃烧产物，也是许多工业过程中产生的副产物。

多环芳烃具有很强的毒性和生物积累性，对生物体有很强的毒害作用，且对水生生物和陆生生物均有害。

长期接触或摄入多环芳烃会导致人体免疫系统异常、肿瘤生成和遗传变异等严重疾病。

土壤中多环芳烃的污染主要来源于工业生产、交通运输和废弃物处理等过程。

由于多环芳烃的化学性质稳定，传统的物理和化学方法难以完全去除土壤中的多环芳烃污染物，而且往往需要耗费巨大的成本。

开发一种高效、经济、环保的处理方法对于土壤中多环芳烃的污染具有重要的意义。

二、微生物降解的优势及研究进展微生物降解是一种通过微生物代谢活动将有机物质降解为无害产物的方法。

在多环芳烃的降解中，微生物降解具有以下几个优势：微生物降解是一种自然的降解过程，不会产生二次污染；微生物具有种类多样、适应性强等特点，具有较高的降解效率和速度；微生物降解的成本相对较低，适用于大面积土壤的治理。

目前，国内外对于微生物降解多环芳烃的研究已取得了一系列突破性进展。

研究表明，多种细菌、真菌和藻类生物都能够降解多环芳烃，其中具有很高降解能力的细菌有白色腐蚀细菌、铬还原菌等；真菌中主要有白色腐霉属、青霉菌等；藻类中以蓝绿藻属和绿藻属为代表。

这些微生物能够通过其代谢活动分解多环芳烃，降低其在土壤中的浓度。

一些研究还发现，通过改良和优化微生物降解体系，如筛选菌株、改良培养基、添加促进剂等，均能够提高多环芳烃的降解效率。

这些研究成果为微生物降解多环芳烃的应用提供了重要的理论基础。

古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定李久海;董元华;曹志洪;王辉;安琼;胡正义;杨林章;林先贵;尹睿【期刊名称】《环境科学》【年(卷),期】2006(27)6【摘要】测定了马家浜文化（距今约6000a）遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量，并对其可能来源进行了判定．结果表明，表层土壤中PAHs的含量分别为202．9μg·kg^-1和207．7μg·kg^-1，主要来源于大气沉降；古水稻土中PAHs含量明显降低，仅为56．0μg·kg^-1，但高于古旱地土壤及底层土壤。

古旱地土壤及底层土壤PAHs 含量在32．0～36．9μg·kg^-1．古水稻土中，2环和3环所占比例较大，达63％，萘和菲含量最高，而4环以上的多环芳烃含量较低．Phe／Ant和BaA／Chr比值和有机质^13C-NMR图谱显示，古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧，同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源．【总页数】5页(P1235-1239)【关键词】古水稻土;多环芳烃;来源;稻草焚烧;生物合成【作者】李久海;董元华;曹志洪;王辉;安琼;胡正义;杨林章;林先贵;尹睿【作者单位】中国科学院南京土壤研究所南京土壤研究所-香港浸会大学土壤与环境联合开放实验室【正文语种】中文【中图分类】X531【相关文献】1.6 000年以来水稻土剖面中多环芳烃的分布特征及来源初探 [J], 李久海;董元华;曹志洪;王辉;安琼;胡正义;杨林章;林先贵;尹睿2.西安市不同功能区表层土中多环芳烃的分布、来源及风险评估 [J], 李冬雪; 谭志海; 张珂; 刘璐; 苏冠儒; 廖冰; 安凤秋3.吴江市水稻土中多环芳烃(PAHs)含量及来源的研究 [J], 丁爱芳;潘根兴;张旭辉4.史前水稻土剖面中多环芳烃(PAHs)的分布特征 [J], 李久海;尹睿;董元华;曹志洪;程月琴;卢佳;杨林章;林先贵;胡正义;章钢娅5.西沙永兴岛土壤中多环芳烃的分布特征及来源 [J], 汪伟薇;孙毓鑫;徐向荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

城市土壤中多环芳烃分布和风险评价研究进展3彭　驰1,2　王美娥233　廖晓兰1(1湖南农业大学生物安全科技学院,长沙410128;2中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085)摘　要　随着城市化进程的加快,城市土壤中的多环芳烃(P AH s )污染日趋严重.本文从城市土壤中多环芳烃的分布和来源等方面综述了国内外取得的最新研究成果,对影响城市土壤多环芳烃分布的人为因素、自然因素,常见的多环芳烃源解析方法,以及城市土壤多环芳烃污染的风险评价进行了全面的阐述,尤其对地统计学在多环芳烃空间分析及风险评价上的应用进行了总结.最后,对未来城市土壤中多环芳烃研究的重点与发展趋势进行了展望.关键词　多环芳烃　有机污染　城市土壤　风险评价文章编号　1001-9332(2010)02-0514-09　中图分类号　X53　文献标识码　AD istr i buti on and r isk a ssess m en t of polycycli c aro ma ti c hydrocarbon s i n urban so ils:A re 2v i ew .PE NG Chi 1,2,WANG Mei 2e 2,L I A O Xiao 2lan 1(1College of B io 2safety,Hunan A gricu ltura lU niversity,Changsha 410128,China;2S tate Key L aboratory of U rban and R egional Ecology,R e 2search Cen ter for Eco 2Environm ental Sciences,Chinese A cade m y of Sciences,B eijing 100085,Chi 2na ).2Ch in .J.A ppl .Ecol .,2010,21(2):514-522.Abstract:W ith rap id urbanizati on,the conta m inati on of polycyclic ar omatic hydr ocarbons (P AH s )has become one of the maj or fact ors threatening urban s oil quality and hu man health .This paper su mmarized the current studies on the P AH s in urban s oils,with the f ocus on the anthr opogenic and natural fact ors affecting the distributi on of P AH s in urban s oils,analytical methods on the polluti on s ources of P AH s,risk assess ment of urban s oil conta m inati on by P AH s,and es pecially,app lica 2ti ons of geo 2statistics in the s patial analysis and risk assess ment of P AH s .The potential issues and research trends about the P AH s conta m inati on of urban s oils were als o discussed .Key words:P AH s;organic polluti on;urban s oil;risk assess ment .3中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX22Y W 2422)和国家“十一五”科技支撑计划项目(2007BAC28B01)资助.33通讯作者.E 2mail:wmeii@yahoo 2009204210收稿,2009211223接受. 多环芳烃(polycyclic ar omatic hydr ocarbons,P AH s )是一类分子中含有两个或两个以上苯环的芳烃,是在环境中普遍存在的一种持久性有机污染物,许多多环芳烃具有三致(致癌、致畸、致基因突变)毒性[1].1998年6月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境部长会议上,美国、加拿大和欧洲32个国家正式签署的关于长距离越境大气污染物公约中提出把16种多环芳烃列入受控的持久性有机污染物(P OPs )之中.美国环保局(USEP A )列出的优先控制污染物名单中也包括这16种多环芳烃,而我国国家环保局公布的优先控制污染物中,包括了其中7种多环芳烃.根据美国公布的数据估算,到2007年全世界的城市人口已超过总人口数的50%,并且未来30年内这个比例还将大大增加[2].而城市发展过程中产生的大量工业“三废”、交通废气和生活垃圾,会直接进入土壤或通过降雨、降雪和降尘进入土壤.研究表明,城市地区土壤多环芳烃的浓度在不断增加[3-4].虽然土壤发挥着重要的容纳和净化污染物的功能,但在强烈的环境负荷冲击下,土壤的缓冲2净化功能将接近极限,从而对密集的城市人群的健康造成威胁[5].近年来城市土壤污染研究在世界范围内正在兴起和深化,国内外对城市土壤中多环芳烃的分布和风险评价研究也越来越多.本文就城市土壤中多环芳烃的残留特征、分布及其影响因素、来源及源解析方法、地统计学方法的运用和风险评价等方面进行了综述,以期为未来研究提供参考.应用生态学报　2010年2月　第21卷　第2期 Chinese Journal of App lied Ecol ogy,Feb .2010,21(2):514-5221　城市土壤中多环芳烃的残留特征国内学者张甘霖[6]将城市土壤的定义为:出现在城市和城郊地区,受多种方式人为活动的强烈影响,原有继承特性受到强烈改变的土壤.我国国家环保总局发布的土壤环境监测技术规范中规定,城市土壤污染调查对象主要是指城区内栽植草木的那部分土壤.这部分土壤与人类活动较少的农村和山区土壤有很大的不同[7].大规模的城市建设、人为活动、工业活动和客土覆盖绿化等做法使城市土壤具有以下特性:1)土壤结构复杂,层次混乱,表土压实,空隙减少并含有较多的侵入体;2)土壤质地偏细,含沙相对较多;3)pH值与有机质含量增加,养分富集;4)有机污染与重金属污染加剧;5)微生物活性下降,土壤生物活动受到严重干扰;6)空间与时间变异剧烈,在较短距离或较短时间内就可能出现土壤性质的重大改变.世界各地的城市或城郊土壤的多环芳烃残留特征研究大多集中在USEP A提出的16种优控多环芳烃上,即:萘(naphthalene)、苊烯(acenaphthylene)、苊(acenaphthene)、芴(fluorene)、菲(phenanthrene)、蒽(anthracene)、荧蒽(fluoranthene)、芘(pyrene)、屈(chrysene)、苯并(a)蒽[benz o(a)anthracene]、苯并(k)荧蒽[benz o(k)fluoranthene]、苯并(b)荧蒽[benz o(b)fluorantene]、苯并(a)芘[benz o(a)py2rene]、二苯并(a、h)蒽[dibenz o(a,h)anthracene]、茚并(1,2,32cd)芘[indeno(1,2,32cd)pyrene]和苯并(g,h,i)苝[benz o(g,h,i)perylene].这16种多环芳烃都具有P OPs类污染物的通性,即具有持久性、生物积聚性、生物高毒性、半挥发和长距离迁移性.表1中列出了最近几年调查的一些城市市区和郊区表土中多环芳烃的残留浓度,从表中可以看出,不同城市间的多环芳烃残留浓度差异很大,如阿格拉(印度北部城市)土壤中P AH s浓度比曼谷高出数十倍;同一城市不同地区的多环芳烃残留浓度也有很大不同,如大连公路边的浓度比公园和居民区高了近十倍;采样地点和采样时间不同也会使结果发生大幅度变化,如两次在北京市的调查结果就有很大区别.根据荷兰Malisze wska2Kordybach[23]在1996年对土壤中多环芳烃污染的分类标准(<200μg・kg-1未污染,200～600μg・kg-1轻度污染,600～1000μg・kg-1中度污染,>1000μg・kg-1严重污染),可以发现表1中除了处于热带的曼谷以外,在城市市区和工业区附近多环芳烃残留多为严重污染,而在城郊、乡村地区多环芳烃残留多在中度污染以下.总的来说,多环芳烃在世界各大城市中心的残留浓度大多达到严重污染水平,特别在香港、北京、大连、加德满都、阿格拉和卑尔根等大城市部分取样点的多环芳烃含量甚至超过了10000μg・kg-1.表1　国内外不同城市土壤中多环芳烃的残留浓度Tab.1　Concen tra ti on s of polycycli c aro ma ti c hydrocarbon s(PAHs)i n urban so il of i n terna l and i n terna ti ona l c iti es(μg・kg-1)城市City 采样点数量Number ofsamp les土壤类型Soil type最小值M ini m um最大值Maxi m um平均值Mean中值Median参考文献Reference年份Year北京Beijing30城市U rban467547016371251[8]2006北京Beijing31城市U rban219278253917-[9]2005阿格拉Agra319城市U rban31002850012140-[10]2006奥尔良Ne w O rleans19城市U rban9067285-2927[11]2004卑尔根Bergen87城市U rban ND20000-1600[12]2007加德满都Kat m andu39城市U rban184102791556-[13]2007那不勒斯Nap les5城市U rban6775293--[14]2006曼谷Bangkok30城市U rban12380-　-[15]1999天津Tianjing29城市U rban9152765-1780[16]2007大连Dalian11公路Traffic site780122326506-[17]2007大连Dalian6公园/居民区Park/residential398902650-　南京Nanjing32工业区I ndustrial31227580--[18]2006塔拉戈纳Tarragona8工业区I ndustrial ND35251002-[19]2004新奥尔良Ne w O rleans19郊区Suburban5273753-731[11]2004韩国South Korea226郊区Suburban232834236-[20]2003广州Guangzhou43郊区Suburban423077--[21]2005香港Hong Kong138城市和乡村U rban and rural ND19500140-[22]2006 ND:未检出Not detected;-:无数据No value.5152期 彭　驰等:城市土壤中多环芳烃分布和风险评价研究进展 2　影响城市土壤中多环芳烃分布的主要因素能够影响土壤中多环芳烃残留浓度的因素有很多.在人口密集的城市,其主要受到污染源分布的影响,而在人口稀疏的偏远地区,则受生物因素和环境因素的综合影响.211　污染源的影响环境中多环芳烃的主要来源有2类,一类来源于自然界:如植物与微生物的生物合成、成岩作用、森林火灾、火山爆发和石油挥发等,这些来源于自然界的多环芳烃构成了其在土壤中的含量背景值[24-25].另一类则来源于人类,包括未经燃烧的石油类产品:如石油挥发和泄漏、公路建设材料等,以及各种不充分燃烧:如机动车尾气的排放、工业炼焦、电解铝、炼油、火力发电、燃煤取暖、秸秆与薪材的燃烧和吸烟等[8,26].一般来说,低环的多环芳烃(2～3环)主要来源于自然界和没有经过燃烧的石油类产品,而高环的多环芳烃(4环和4环以上)主要来自各类燃烧[21,24,27].这些多环芳烃可以直接进入土壤,或通过降雨、降雪和降尘等方式进入土壤.在城市中人为产生的多环芳烃数量远远超过自然产生的多环芳烃[28],所以对城市土壤中多环芳烃的污染源进行分析时,主要关注的是人为来源.土壤中的多环芳烃残留浓度往往随着与污染源距离的增大而表现出明显的梯度[24].工业活动与交通是城市中主要的多环芳烃来源,因而工业区与公路边土壤中的多环芳烃含量一般要比其他功能区中的含量高:如阿格拉土壤中P AH s含量最高的地区为工业区,然后是公路和居民区,最低的是农业区[18];新奥尔良P AH s含量为:繁忙的街道附近>商业区>居民区>空地[11].多环芳烃的残留浓度与人口密度密切相关. Jensen等[29]分析了一条长达120k m并穿过奥斯陆(挪威首都)的横断面上P AH s的梯度变化,结果显示在这个横断面南部人口密集的城市化区域P AH s 浓度远远高于横断面北部人口较稀少的区域;Wong 等[30]对多伦多的研究表明,在城市到城郊再到乡村中,土壤与大气中的P AH s浓度急剧下降;Maist o 等[14]研究认为那不勒斯城市土壤中P AH s浓度比远离城市12k m外的土壤高出2～20倍.另外,由于人类活动主要产生高环的多环芳烃,因此在城市土壤中多环芳烃多以高环为主,如在香港和大连的研究都表明城市内土壤中高环P AH s组分所占的比例比城市外土壤大[17,31].212　生物因素的影响土壤微生物降解活性对多环芳烃含量的影响很大[32].一般来说低环的多环芳烃比高环的多环芳烃更容易被微生物降解[33].同时微生物的种类、土壤沙质、有机质含量、养分、pH、湿度和通风等都可以影响其降解活性[34].因此通过增强土壤中微生物活性或接种特殊种群的微生物有助于修复土壤有机污染[35].多环芳烃残留浓度还受到植物分布的影响.植物叶片能通过大气沉降及气孔扩散有效富集和累积以气态或颗粒态形式存在的多环芳烃,这也是植物吸收多环芳烃最主要的途径[36-37].Si m onich和H ites[38]的研究显示在植物覆盖率较高的郊区,大气中有44%±18%的P AH s被植物吸附,并最终因为植物落叶和腐烂而进入土壤.潘勇军等[39]的研究表明,随大气降水进入樟树林的P AH s经过林木的吸附和降解后,出现在林内降水和地表径流时的种类和浓度都明显减少.植物根系对土壤多环芳烃也有吸收作用,但并不明显[32,40].其可能被吸收进入根组织内或者仅被吸附在根周围[36].但是植物可以增加根系周围土壤中微生物的数量,进而增加多环芳烃在土壤中的降解速率,因而植物修复技术对减少土壤多环芳烃污染有一定效果[35,41].同时有研究指出,加入表面活性剂可以使多环芳烃更容易从土壤绑定状态释放到水相中,进而可以大幅度地提高植物对土壤中多环芳烃的吸收作用和微生物对其的降解活性[34,42]. 213　环境因素的影响大气沉降是影响城市土壤中多环芳烃残留量最主要的因素[24].多环芳烃可以以气态和颗粒态的形式通过大气循环进行长途运输,并因此构成了全球土壤多环芳烃的背景值[28].随着多环芳烃分子量的增加,其水溶性和挥发性下降,辛醇2水(KOW)和辛醇2空气(KOA)分配系数增加,使得低环的多环芳烃比高环的多环芳烃更容易在土壤2大气介质交换中进入大气,并跟随大气流动进行迁移[30,32,43].同时随着环数的增加,大气中P AH s在颗粒态中的比例也会增加,而气态P AH s比颗粒态P AH s扩散得更远[44].有研究指出,在工业发达的英国土壤中高环P AH s占总量的90%,而在挪威高环P AH s含量只有50%,这是因为英国土壤中的P AH s主要来源于本地,而挪威则主要来源于欧洲其他地区的大气沉降[45].在大连城区到郊区再到乡村中,低环P AH s 所占的比重由13%提高到了51%,其组分含量变化615 应　用　生　态　学　报 21卷趋势与各种P AH s通过大气运输能力的变化趋势一致[17].气候变化可以同时影响大气沉降和微生物降解.常年的风向变化会明显影响土壤多环芳烃的残留特征[46],气温升高会增加微生物降解活性以及多环芳烃的挥发速率,从而使夏季土壤中多环芳烃浓度通常比冬季低[10],同时由于各地区的微生物降解活性、挥发速率和光解速率不同,土壤中多环芳烃的残留浓度往往表现出随纬度增加而增加的趋势[13,47].从表1也可以看出,处于热带的曼谷土壤中多环芳烃浓度较其他城市都低.Ta ma mura等[48]监测了东亚大陆大气颗粒中的P AH s通过长距离迁移过海到日本金泽后的含量变化,指出其主要受到季节性气候变化的影响.多环芳烃的分布还与土壤性质有关.许多研究发现,土壤中的有机质和黑炭含量与多环芳烃显著正相关[9,14,21,49-50].大气中的P AH s(特别是低环的P AH s)容易被有机质含量高的土壤吸附,这种相关性在远离污染源的地区更为明显;而在离污染源比较近的地区,P AH s与来源相似的黑炭的相关性更为明显[45].M ielke等[11]在新奥尔良(法国中部城市)研究还发现P AH s含量与重金属含量密切相关;另外,由于P AH s(特别是高环P AH s)的低水溶性和易于吸附在土壤颗粒物上的特性,使得它们很难通过淋溶或者向下运动扩散至深层土壤[35].3　研究城市土壤中多环芳烃来源与分布的常见方法对城市土壤中多环芳烃的主要来源进行解析和对其分布进行描述都是相关研究中的重点.常见的源解析方法主要包括比值法、数理统计学分析法等.在地理统计学分析法基础上运用GI S等工具则可以更直观地分析多环芳烃的分布.311　比值法由于不同来源所产生的多环芳烃各组分之间的比例不同,所以可以假设环数相同、物理化学性质相似的两种多环芳烃,从污染源扩散到土壤的过程中所损失的数量是一致的,然后再利用其在土壤中的浓度比例来推断其来源,如三环的菲(Phe)与蒽(Ant)和四环的荧蒽(Flt)与芘(Pyr),Ant/(Ant+ Phe)<011和Flt/(Flt+Pyr)<015说明P AH s主要来源于没有被燃烧的石油及成岩作用;Ant/(Ant+ Phe)>011和Flt/(Flt+Pyr)<015则表明P AH s主要来源于各类燃烧[49].朱永官等[9]用Phe/Ant与Flt/Pyr的比例分析了北京P AH s的来源,认为其主要来自于各种未完全燃烧,如机动车尾气、燃煤取暖和工业活动等.Ping等[51]利用flt/(flt+pyr)和Ba A/(Ba A+Chr)判断扬子江三角洲地区的P AH s 可能来源于交通尾气、木材燃烧、燃煤、熔炼厂、造纸厂和秸秆焚烧等.但由于多环芳烃各化合物在实际迁移过程中的行为差异,可能使得不同组分从源到汇的比例发生变化,即使引入变化系数进行计算,其准确性仍然需要进一步改善[52].所以这种方法只能初步估计P AH s的来源.312　数理统计学分析法当试验样点数据较多时,也常用聚类分析、因子分析和主成分分析等数理统计学方法进一步分析多环芳烃的来源和它们的贡献度.如聚类分析曾用于法国塞纳河盆地中的P AH s分析,得出P AH s主要来源于交通、取暖和工业生产[53].因子分析法(F A)曾用于大连土壤中P AH s的组分分析,得出P AH s的来源主要为交通(74%)和燃煤(26%)[17].Zuo等[52]对天津表土样品进行了主成分分析,表明天津工业区中P AH s最主要的来源分别是炼焦(43%)、燃煤(37%)和交通尾气(20%).然而,这些统计学分析受到试验数据多少的局限,无法真实地反映出环境中多环芳烃分布受到多因素综合影响的特点,其结果往往也只能作为参考.313　地理统计学分析法在地统计学研究的基础上,运用RS、GI S等先进的空间分析技术来研究土壤多环芳烃空间结构特征以及空间分布状况,可以进行污染源识别、风险评价和土壤修复等研究[54-56].插值法能将分散的数据点转变为连续的分布图,不仅可以估测所有地点的数据,还可以与其他类型的图,如地形图、人口分布图等进行比较[57].目前利用地统计学方法来分析多环芳烃分布是国内外研究的趋势.Chung等[22]按照P AH s组分的不同环数分别使用克里格插值分析了香港土壤中P AH s的分布,很直观地看出2个相对严重污染的区域是附近工厂特别是汽车修理厂油类泄漏所造成的.Ye等[57]使用插值法分别画出了各种来源,包括煤燃烧、石油泄漏和汽车排放等产生的多环芳烃的空间分布图,并发现它们与地形图、居民分布图具有很好的相关性.王志霞和陆雍森[58]提出了以GI S为基础的区域健康风险评价方法,并获得了杨浦区致癌风险等值线图和非致癌风险指数等值线图.国外B r oos等[59]利用地统计学方法分析了土壤修复成本与土壤污染空间变化的关系;Carl on 等[55]运用克里格插值法分析了土壤中P AH s的空7152期 彭　驰等:城市土壤中多环芳烃分布和风险评价研究进展 间分布趋势、来源,并找出了污染的热点地区.4　城市土壤中多环芳烃的风险评价城市是人口高度集中的地区,因此对城市中多环芳烃的风险评价大多是健康风险评价.健康风险评价一般采用美国科学院(NAS)公布的四段法:危害鉴定、剂量2效应评估、暴露评估和风险评定[60].多环芳烃已经被国际癌症中心(I A RC)认定为城市地区主要的致癌物和致癌风险来源[61],并且主要来源于人类活动的高环的多环芳烃致癌毒性比低环的多环芳烃更大[62].因此国内外对多环芳烃的健康风险评价主要是评价其对人产生的终生致癌风险(p r obabilistic incre mental lifeti m e cancer risk,I L CR), I L CR是人体暴露于致癌污染物而产生的超过正常水平的癌症发病率.411　剂量2效应评价剂量2效应评价是定量估算多环芳烃暴露水平与暴露人群或生物种群中出现不良反应发生率之间的关系.直接的有关多环芳烃与人体健康效应之间的剂量反应关系的研究报道还较少[63].大部分研究都是以动物的毒理试验数据外推为人的相应值,然而这些过程都可能产生许多不确定性.毒性效应分析分为整体分析法和组分分析法两类:整体分析法是将混合物看成一个独立的单元,但由于有关混合物的化学组成和人群暴露水平很难获得,限制了整体分析法的实用性.因此对多环芳烃的剂量2效应评价大多采用组分分析法,即以多环芳烃中毒性最强的BaP为基准通过引入毒性当量因子(t oxic equivalent fact ors,TEF)来进行其他组分的毒性换算[64].412　暴露评价暴露评价是对人群(或其他生物)暴露于某种有害因子下的强度、频率、时间和暴露途径等进行测量、估算或预测的过程.在定量计算暴露量时首先要考虑许多因素,如人的体质量、人均寿命、呼吸强度、土壤吞噬几率、皮肤裸露面积、暴露频率和暴露时间等.再根据污染物的迁移转化规律考虑其与皮肤的附着因子、进入肺的几率、肠胃吸收效率以及其随时间变化可能出现的浓度和分布的改变等因素,如Tang等[65]对P AH s在肠胃中的生物有效性研究及Ka meda等[66]对P AH s进入呼吸道和肺部几率的模拟等.最后再从城市土壤污染物的直接暴露途径:直接摄入污染土壤、皮肤接触和通过呼吸系统吸入土壤尘等来计算具体的暴露量.城市中不同的土地利用类型会导致不同的暴露途径和暴露强度.Poggi o等[67]建议引入土地利用风险系数(land use risk coefficient,LURC)来简化和优化计算暴露途径的方法,其具体过程如图1[67]所示:即先计算出某一种土地利用类型下污染物各种暴露途径的日暴露量,再利用LURC推广到所有土地利用类型下的日暴露量,最后计算出风险大小.土壤多环芳烃进入人体的间接途径还有很多.研究表明空气中高环的多环芳烃主要吸附在小于215μm的颗粒物上[62,66],比较容易通过呼吸作用进入肺部或者吸附在皮肤上.其还可以通过食物链由日常饮食进入人体,或通过地表径流和地下水进入水圈而后进入人体.因此虽然土壤中的浓度可以反映当地长期的多环芳烃污染水平,但其对人实际上的致癌风险将远远超过直接来源于土壤中的风险.413　风险表征目前有许多多环芳烃定量风险表征的例子.有些定量评估了大气中的多环芳烃对人的I L2 CR[66,68];有些评估了某些特殊职业多环芳烃的I L2 CR,如交通警察和操作工人等[69-70];还有一些则评估了某些特殊地区的多环芳烃对人的I L CR,如车间、寺庙[71-72].但目前关于城市土壤中多环芳烃的定量风险评价研究还较少.王振[64]对大连地区土壤中P AH s的致癌风险评价表明,I L CR最大的是青年人(3184×10-6～3195×10-6),其次是成年人(3160×10-6～3164×10-6),然后是儿童(2138×10-6～2144×10-6),这是因为儿童对土壤的总暴露时间比成年人短,因此终生致癌风险也较小.但Pri2 ha等[73]指出居民区内1～6岁的小孩因为比较容易经手吞食土壤,所以他们即时的风险反而是最大的. 414　城市土壤多环芳烃风险评价中的不确定性多环芳烃的风险评价中存在许多的不确定性[68-69,74],产生这些不确定性的主要原因有:1)摄入渠道的不确定性:能够接触皮肤,进入口腔、呼吸道和能够通过食物链进入人体的多环芳烃量很难确定.2)具体摄入量的不确定性:能够通过皮肤、肺壁、消化道最终进入人体的多环芳烃的量很难确定,即很难确定环境中多环芳烃的生物可利用性.3)城市居民之间不同的年龄、身体状况、生活规律产生的不确定性.4)试验数据的不确定性:城市土壤的异质性,缺少监测点,分析数据的误差等.815 应　用　生　态　学　报 21卷图1　基于不同土地利用类型的健康风险评价方法F i g.1　Hu man health risk evaluati on method based on land use patterns. 5)多种多环芳烃以及多环芳烃和环境中其他化合物的混合毒性难以确定.6)模型的不确定性:缺乏统一的评价标准,单位多环芳烃的致癌风险标准不统一.因此,减少风险评价中的不确定性在评价过程中尤为重要.通过蒙特卡罗(Monte Carl o)模拟可以计算出模型中对结果的不确定性影响最大的参数,再通过减少最敏感参数的不确定性来减少模型的不确定性[64].该方法实际上是按照问题所遵循的概率统计规律,用计算机进行直接的抽样试验,然后计算其统计参数,因此其计算复杂性不再依赖于变量的个数,可以克服许多常规方法难以解决的问题.但由于各个地区的气候、环境、生活习惯不同,只有制定更适合我国国情的评价体系,才能更准确地确定环境中多环芳烃的风险阈值,更好地为环境管理服务.5　小 结多环芳烃作为一种常见的有机污染物,近年来越来越受到重视.国内外对多环芳烃在城市土壤中的残留现状、各种来源、空间分布、扩散趋势、迁移机制和降解机制的研究都做了许多工作,并在此基础上进行了健康风险评价与生态风险评价,为我国多环芳烃污染治理提供了理论基础.但由于我国城市土壤污染研究起步较晚,因此城市土壤中多环芳烃的相关研究仍然存在许多不足,需要在以下几个方面进行更进一步的研究:1)目前国内多环芳烃的研究还仅集中于有限的几个大城市中,今后应该对更多的城市和地区中多环芳烃的残留现状、来源进行研究,为管理者进行污染控制与治理提供理论基础.2)目前土壤中多环芳烃的研究往往取样点较少,并不能完全地反映出多环芳烃的空间变异性.未来研究可以扩大采样量与采样范围,运用GI S和地统计学方法,结合城市中其他地理水文特性,进一步分析多环芳烃的来源与扩散趋势.3)可以建立相关城市土壤中多环芳烃历年残留特征的数据库,这不仅可以更方便地研究历年残留与降解的变化趋势,方便了对多环芳烃污染的管理和修复,还可以根据多环芳烃历年变化进行污染的预警预测.4)目前对城市土壤多环芳烃的风险评估还很少,并且主要集中于多环芳烃的单个化合物上.但城9152期 彭　驰等:城市土壤中多环芳烃分布和风险评价研究进展 。

多环芳烃在土壤中的迁移转化
多环芳烃是指比较复杂的污染物，可以溶于水、土壤和沉积物中。

多环芳烃含
有具有多环芳香核心的挥发液体，它们能够进入大气和土壤，在空气中带有不良的气味，造成不健康。

为了减少对环境的污染，多环芳烃的迁移转化能力成为了最大的问题。

多环芳烃能够从大气中迅速进入土壤，而在土壤中的行为表现则受到诸多因素
的影响。

一些工程技术，如液体换气能力改进，符合控制和污染减排，可以极大地减少多环芳烃的进入，并改善上游空气的质量。

另一方面，土壤的物理和化学性质对多环芳烃的迁移转化也会有影响，比如土壤的温度、pH值、可植入性和水容量。

当多环芳烃进入土壤后，该表面可能会发生精细化反应，包括破坏物质，组合
物大分子凝聚物变小，增强溶解性和气态可见挥发性，从而改变多环芳烃含量和组成。

多环芳烃也可以通过生物方式形态变化，主要是细菌代谢，这一过程可以彻底降解多环芳烃，同时产生低温碳水化合物和体积小的有机物质，从而减少多环芳烃的污染。

因此，要想减少多环芳烃的污染，就必须采取积极的措施控制它们的迁移以及
其在土壤中的转化。

对于提高多环芳烃的迁移转化，可以采取一系列技术措施，如符合排放控制、生物膜技术、增氧技术等，以加速上游空气中多环芳烃的清除速率，减少多环芳烃的污染。

综上所述，多环芳烃是一种比较复杂的污染物，因此它们进入土壤后的污染降
解对环境安全具有重要意义。

必须采取积极措施控制多环芳烃在土壤中的迁移转化，以减少影响人类健康的污染。