上海市土壤和水體沉積物中多環(huán)芳烴的測定方法、分布特征和源解析.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)具有致癌、致畸和致突變性，已列入聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署UNEP)制訂的持久性有毒化學(xué)污染物(Persistent Toxic Substances)名單，其中16種組分已被美國環(huán)保局(US EPA)列入優(yōu)先控制污染物名單(Priority PollutantList)。PAHs主要是有機(jī)物在高溫下不完全燃燒而產(chǎn)生，廣泛存在于自然環(huán)境中(如沉積物、土壤和水體)。多環(huán)芳烴所引起的污染問題已經(jīng)引起國際環(huán)境保護(hù)組織、各國政府和民眾

2、的高度關(guān)注.了解人類所處環(huán)境受PAHs污染情況。掌握各種環(huán)境介質(zhì)中多環(huán)芳烴的污染特征和分布規(guī)律，分析各種環(huán)境介質(zhì)中多環(huán)芳烴的污染來源及遷移過程是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本研究通過建立高效液相色譜法測定上海市環(huán)境樣品中痕量多環(huán)芳烴的分析方法，測定了上海市主要水體表層沉積物和表層土壤中多環(huán)芳烴的含量，分析了多環(huán)芳烴在上海市沉積物和土壤中的污染程度及空間分布特征，對多環(huán)芳烴污染源進(jìn)行了定性定量的源解析研究，并對上海某特定地區(qū)內(nèi)多環(huán)芳

3、烴在環(huán)境介質(zhì)中的遷移途徑進(jìn)行了探討，以期為上海市多環(huán)芳烴的污染源判別及其污染治理提供科學(xué)方法和依據(jù)，為我國自然環(huán)境中持久性有毒污染物的研究積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 在環(huán)境樣品中痕量PAHs診斷技術(shù)方面，本研究在常見的C18-ODS柱上，建立和優(yōu)化了US EPA公布的16種PAHs的高效液相分離方法。在保留時(shí)間定性的基礎(chǔ)上，充分利用液相色譜中二極陣列檢測器(HPLc-PDA】的紫外光譜掃描功能，可顯著提高環(huán)境樣品中目標(biāo)物定性的準(zhǔn)確性，特別

4、是對PAHs中同分異構(gòu)體的識(shí)別。通過選擇適當(dāng)?shù)亩繖z測波長，增強(qiáng)目標(biāo)組分響應(yīng)，減弱干擾物質(zhì)響應(yīng)，把環(huán)境樣品中干擾物的影響降到最低，可提高儀器靈敏度，為環(huán)境樣品中痕量PAHs的定性定量分析提供可靠保證。使用國產(chǎn)普通分析硅膠層析柱可以達(dá)到有效凈化樣品的目的。黃浦江表層沉積物樣品和上海市表層土壤樣品測定結(jié)果表明，除二氫苊(AcNy)外，其它18種PAHs都被檢出：該方法所測得的18種PAHs具有較好的重現(xiàn)性，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于20％。

5、除Fl、BeP和Pery組分外，15種PAHs檢出限均低于10 ng/g-dW，實(shí)際樣品各組分的加標(biāo)回收率為87～113％。本研究所建立的樣品預(yù)處理方法和色譜分析方法具有較高的靈敏度和較好的準(zhǔn)確性，能滿足環(huán)境樣品中痕量PAHs的測定需要。 在上海市環(huán)境樣品監(jiān)測方面，分別以水體表層沉積物和陸地表層土壤為研究對象，對PAHs的污染程度、分布特征和污染源解析三方面開展了研究工作。 上海市主要水體(長江口、黃浦江和蘇州河口)

6、表層沉積物中總PAHs濃度為107～7.1 77 ng/g-dw。污染程度差異大。與世界其他水體沉積物PAHs污染程度相比，長江口地區(qū)表層沉積物PAHs濃度處于低污染水平，蘇州河口和黃浦江部分河段．PAHs濃度已達(dá)到中等污染水平。長江口PAHs污染程度較低，黃浦江受PAHs污染程度要遠(yuǎn)高于長江口，蘇州河口PAHs污染接近黃浦江平均水平。長江口鄰近城鎮(zhèn)的取樣點(diǎn)PAHs含量明顯高于其它取樣點(diǎn)，黃浦江上游PAHs污染較小，隨著河流流經(jīng)城區(qū)，P

7、AHs濃度升高，在閘港附近達(dá)到最大值，沿江PAHs濃度逐漸下降，在外灘附近降至谷底，下游地區(qū)濃度再次升高。由于長江口距離燃燒源較遠(yuǎn)，與周邊的城鎮(zhèn)相距甚遠(yuǎn)，所以長江口表層沉積物中高環(huán)多環(huán)芳烴(HMW)含量相對較低,以石油源PAHs污染為主。黃浦江流經(jīng)上海市區(qū)，以燃燒源PAHs污染為主，在不同河段具有不同類型的燃燒源，上游河段PAHs污染主要源于草本植物、木材和煤的不完全燃燒，中下游河段PAHs污染主要來源于油類的燃燒。黃浦江表層沉積物中多

8、環(huán)芳烴污染存在季節(jié)性差異，春季的沉積物樣品中總PAHs的濃度顯著大于夏、秋、冬三季的樣品總PAHs濃度,黃清江沉積物中多環(huán)芳烴污染有三方面的來源，分別是生物源、石油源和燃燒源，貢獻(xiàn)率分別為19％、24％和57％，燃燒源主要有交通源和煤燃燒源兩方面，各占總污染的30％和27％。 上海市表層土壤中總PAHs濃度為29～37,000 ng/g-dw，平均濃度為1984ng/g-dw，中間濃度為417ng/g-dw。不同地區(qū)污染程度差

9、異大，污染程度從無污染到高污染橫跨了四個(gè)污染水平，主要集中在低污染水平(一65％)，中等污染～20％)和無污染次之(～10％)，高污染較少(～5％)。上海市土壤中PAHs污染程度空間分布不均勻，有三個(gè)濃度較高的區(qū)域，分別位于中心城區(qū)(黃浦區(qū)、閘北區(qū)、長寧區(qū)、靜安區(qū)、盧灣區(qū)、虹口區(qū)、楊浦區(qū)、徐匯區(qū)、普陀區(qū)、部分浦東新區(qū)和寶山區(qū))、松江閔行區(qū)和金山區(qū)。土壤中PAHs分布特征與人類活動(dòng)(電廠和交通運(yùn)輸?shù)?有密切關(guān)聯(lián)。不同利用類型的土壤受到不同

10、程度的PAHs污染，城市用地受：PAHs污染程度要顯著高于農(nóng)業(yè)用地。不同種類的PAHs對不同利用類型土壤的污染情況也不相同，分子量較大的多環(huán)芳烴(PhA—Pery)與總PAHs污染情況相似，表現(xiàn)為城市用地的污染程度要明顯高于其它類型土壤：但分子量較小的組分，如萘(Nap)和甲基萘(MNap)，在不同利用類型土壤中污染程度相近。上海市表層土壤中多環(huán)芳烴污染源主要有燃燒源和石油源，以燃燒源污染為主，占92.1％，石油源污染僅占7.9％。最后