松嫩平原北部農(nóng)田土壤多環(huán)芳烴空間分布、源解析和生態(tài)風(fēng)險評價.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)是一種半揮發(fā)持久性有機(jī)污染物，由于該污染物的持久性、累積性、長距離遷移性，以及致畸致癌致突變高毒性，造成生態(tài)安全隱患，影響人們?nèi)粘Ｉ?，受到國際社會廣泛關(guān)注。表層土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)PAHs最重要的匯，進(jìn)入土壤的PAHs將發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)。一部分受自然環(huán)境影響，從而降解、轉(zhuǎn)化成其他小分子量物質(zhì);還有一部分長久留存于土壤中，對土壤和生長于土壤中的動植物產(chǎn)生消極作用。松嫩平原是國家重要商品糧基地，土壤中持久性有機(jī)污

2、染物濃度直接關(guān)系糧食安全，所以本文以松嫩平原為研究區(qū)，研究表層農(nóng)田土壤中的PAHs。首先，研究加速溶劑萃取-高效液相色譜法測定土壤中16種PAHs的方法。其次，探究松嫩平原北部表層農(nóng)田土壤中PAHs空間分布特征，試圖分析有機(jī)碳(TOC)和酸堿度(pH)對土壤中PAHs含量分布的影響。再次，采用特征比值法和主成分分析法對表層農(nóng)田土壤中的PAHs進(jìn)行溯源分析。最后，運用多種方法對表層農(nóng)田土壤中的PAHs進(jìn)行了生態(tài)風(fēng)險評價。以期保護(hù)松嫩平原北

3、部農(nóng)田環(huán)境，控制PAHs環(huán)境污染提供依據(jù)。
　　分析松嫩平原北部表層農(nóng)田土壤樣品中PAHs的結(jié)果表明，16種PAHs大部分檢出率為100％，其余檢出率也在90％以上，說明PAHs廣泛存在于研究區(qū)表層農(nóng)田土壤中。16種PAHs濃度范圍在131.93～1699.14ug/kg之間，平均值為675.99ug/kg，中位數(shù)為668.84ug/kg，標(biāo)準(zhǔn)偏差為336.25ug/kg。研究區(qū)PAHs的空間分布呈現(xiàn)出東北部高，西南部低的趨勢。研

4、究發(fā)現(xiàn)，2～3環(huán)PAHs占總PAHs的24.81％～87.37％，平均為50.39％，4環(huán)占總PAHs的8.19％～43.45％，平均值為23.15％，5～6環(huán)占總PAHs的1.66％～59.32％，平均為26.45％。因此，從總體上看，松嫩平原農(nóng)田表層土壤2～3環(huán)低芳烴占總體的50.39％，4～6環(huán)中、高環(huán)芳烴占總體的49.61％。
　　運用多種特征比值法定性判斷PAHs的來源時發(fā)現(xiàn)，各結(jié)果相對一致，研究區(qū)的PAHs來源廣泛，既

5、有煤、生物質(zhì)燃燒，也有石油源燃燒及石油源污染。三者貢獻(xiàn)率大致呈現(xiàn)為:煤、生物質(zhì)燃燒＞石油源燃燒＞石油源污染。燃燒源是主要污染源，石油源次之。定量判源時，采用主成分分析法，提取5個主因子，5個主因子的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到72.163％，超過70％，因此，5主因子能夠解釋研究區(qū)PAHs的來源。其中，主成分1、2、3主要反映土壤中PAHs來源于3～5環(huán)，判斷為燃燒來源，貢獻(xiàn)率54.612％，包含木材等生物質(zhì)的不完全燃燒，煉焦工業(yè)的排放，工業(yè)燃煤及煤

6、、生物質(zhì)的燃燒等;主成分4表示交通污染源，占總貢獻(xiàn)率9.456％;主成分5表示石油源，占總貢獻(xiàn)比8.095％。與特征比值判源近似。
　　評價松嫩平原北部表層農(nóng)田土壤生態(tài)風(fēng)險時，采用中國頒布的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-2008)，對松嫩北部59個采樣點PAHs進(jìn)行污染等級評價。結(jié)果表明，通過判斷PAHs含量，松嫩平原北部大部分屬于尚潔土壤，應(yīng)做好防預(yù)工作;個別單體PAH含量超過污染物二級標(biāo)準(zhǔn)限值含量，屬于輕度污染，包括:

7、Nap（5個點），Chry（2個點），DahA（5個點），具有潛在危害，應(yīng)給予充分關(guān)注。研究區(qū)土壤進(jìn)行生物毒性評價時發(fā)現(xiàn)，所有采樣點中，12種給出效應(yīng)低值和效應(yīng)中值的PAHs，只有2個采樣點的DahA含量大于生態(tài)風(fēng)險效應(yīng)中值(ERM)。其余4種PAHs（BbF、BkF、InP和BghiP只要存在，就會對生物產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)）檢出率均高于90％。除此之外，余下采樣點的PAHs含量均低于效應(yīng)中值。這說明，所有采樣點大部分多環(huán)芳烴偶爾會產(chǎn)生負(fù)面生

8、態(tài)效應(yīng)，而BbF、BkF、InP、BghiP和DahA這幾種PAHs則需要引起人們注意，會經(jīng)常產(chǎn)生負(fù)面生態(tài)效應(yīng)。研究潛在致癌風(fēng)險時發(fā)現(xiàn)，16種PAHs的TEQBap范圍4.606～355.075ug/kg，均值為95.001ug/kg，7種致癌PAHs的TEQBap占總TEQBap的86.800～99.813％。表明16種PAHs TEQBap主要貢獻(xiàn)者為7種致癌PAHs。松嫩平原北部表層農(nóng)田土壤總TEQBap與其他地區(qū)相比含量較低，潛