遼河保護區(qū)河岸帶土壤中多環(huán)芳烴的分布、來源及生態(tài)風險評價

穆怡陶

[摘要]本課題主要研究了遼河保護區(qū)的河岸帶土壤中16種多環(huán)芳烴的含量，其含量范圍為8.33～77.34?g/kg，平均值為19.33?g/kg，PAHs組成以3、4、5環(huán)為主。與國內(nèi)外的土壤環(huán)境質(zhì)量標準以及土壤實際污染狀況相比，遼河干流河岸帶土壤的PAHs污染水平值偏低，但仍不能忽視。采用分子比值的方法計算出了河岸帶土壤中Ant/（Ant+Phe）的比值，其比值大于0.1，表明其土壤中PAHs主要來自于燃燒源；通過Fla/（Fla+Pyr）為0.4～0.5指明石油燃燒。兩種評價結(jié)果表明，遼河河岸帶土壤中不存在嚴重的PAHs生態(tài)風險。

[關(guān)鍵詞]多環(huán)芳烴；土壤；風險評價

[中圖分類號]X131.3 [文獻標識碼]A

持久性有機污染物中包含多環(huán)芳烴，含量較少、危害較大是多環(huán)芳烴的顯著特點，在國際環(huán)境科學研究較為廣泛。環(huán)境中廣泛存在的化合物中含有多環(huán)芳烴，多環(huán)芳烴的主要來源有泄露的化石燃料及不能完全燃燒、排放的木柴產(chǎn)物、“三廢”排放以及固體廢物等。目前，多環(huán)芳烴在水、土、氣等環(huán)境介質(zhì)中分布較為廣泛，土壤中出現(xiàn)的多環(huán)芳烴通常是通過污水灌溉、大氣干濕沉降、污泥農(nóng)用等途徑滲透進入。

我國的七大江河就包括位于中國東北地區(qū)的遼河。由于遼河的分支較少，途徑流域分布許多大、中型企業(yè)，導致遼河的PAHs含量增高。為了準確掌握遼河干流河岸帶土壤的污染現(xiàn)狀，本研究的研究對象是16種優(yōu)先控制的PAHs，通過對遼河干流河岸帶土壤的采樣分析，闡明土壤中多環(huán)芳烴的污染特征以及潛在污染源。通過研究遼河沉積物中PAHs的空間分布特征，探究PAHs的來源，對PAHs的生態(tài)風險進行評價，從而為相關(guān)機構(gòu)部門制定PAHs污染防治對策提供幫助等。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2017年10月進行采樣，共設(shè)置10個樣點采集河岸帶表層15cm的土壤樣品。采樣點分別為劉家屯、小塔子、通江口橡膠壩、西古城子、哈大高速橡膠壩、鐵法鐵路橋橋橡膠壩、大馮家窩堡、紅廟子橡膠壩、盤山鐵路橋、曙光公路橋。

1.2 樣品分析

首先，加入5g樣品、25mL二氯甲烷加入到100mL玻璃離心管中，在超聲儀水浴中不間斷提取2h，水浴溫度保持在40℃以下。以4000r/min離心5min，將上清液在濃縮瓶中濃縮到1mL后注入到10mL玻璃離心管，使用過的濃縮瓶用二氯甲烷洗滌3次。3mL淋洗液沖洗由2g硅膠柱建立的凈化柱，5mL正己烷平衡凈化柱。把濃縮后的樣品注入到已經(jīng)平衡的凈化柱中，裝樣品的容器用2mL正己烷洗滌，然后把洗滌液加入柱中，再用6mL淋洗液分3次洗滌，把濃縮液集中于10mL玻璃離心管，通過氮吹儀濃縮流出液至1mL，把溶劑換成乙腈，定容至2mL。多環(huán)芳烴高效液相色譜分析條件：萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、芘、熒蒽、屈、苯并[a]蒽、茚并[1，2，3-c，d]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[g，h，i]、苯并[k]熒蒽二苯并[a，h]蒽、苯并[a]芘共16種多環(huán)芳烴標準物質(zhì)；紫外檢測器檢測苊，其他為熒光檢測器檢測。

2 結(jié)果與討論

2.1 河岸帶土壤中PAHs含量和組成特征

16種優(yōu)控PAHs在所設(shè)的10個采樣點中共檢測出15種（苊未被檢出）。遼河干流河岸帶表層土壤中16種PAHs總含量（干重，下同）最高為77.34?g/kg，最低為8.33?g/kg，平均值為19.33?g/kg。此外，遼河干流河岸帶表層土壤中PAHs的分布表現(xiàn)出明顯的區(qū)域性，上游河岸帶土壤中∑PAHs含量明顯高于下游。

分析檢測結(jié)果可知遼河干流河岸帶土壤不同環(huán)數(shù)PAHs組成結(jié)構(gòu)。整個區(qū)域土壤組成中2環(huán)的PAHs所占比例最少，為0～3.7%之間，占PAHs總量的1.9%。遼河中上游河岸帶土壤中PAHs組成以3、4環(huán)為主，3、4環(huán)為67.53%～86.29%之間，占PAHs總量的78.4%，5、6環(huán)為13.71%～31.36%之間，占PAHs總量的21.28%。

2.2 多環(huán)芳烴的來源

按產(chǎn)生的過程可把多環(huán)芳烴的污染源分為2類：（1）燃燒源：不完全燃燒的煤、木材、石油及高分子化合物；（2）石油源：原油在運輸、開采、使用過程、生產(chǎn)中的泄漏和排污。

檢測PAHs來源的識別方法有很多，本研究采用分子比值法。通過Ant/（Ant+Phe）、Fla/（Fla+Pyr）結(jié)果判斷PAHs的來源。當Ant/（Ant+Phe）<0.1表明石油類物質(zhì)泄漏；Ant/（Ant+Phe）>0.15為石油、木材和煤的燃燒。Fla/（Fla+Pyr）<0.37指示石油類物質(zhì)泄漏；Fla/（Fla+Pyr）>0.5為木材和煤的燃燒；Fla/（Fla+Pyr）介于0.4～0.5時，指示石油燃燒。

3 結(jié)論

（1）遼河干流河岸帶土壤中PAHs含量范圍為8.33～77.34?g/kg，平均值為19.33?g/kg。與國內(nèi)外的土壤環(huán)境質(zhì)量標準相比，遼河干流河岸帶土壤的PAHs污染處于較輕污染水平，但仍不能忽視。

（2）遼河沉積物中的多環(huán)芳烴，主要以煤、石油等各類燃燒源為主，少數(shù)斷面的分析結(jié)果說明存在石油源排放。遼河流域途徑的重工業(yè)城市存在石油、化工、冶金等行業(yè)的大量點源排污和面源排放廣泛的生物質(zhì)燃燒、家庭燃煤等造成了遼河多環(huán)芳烴污染。

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