南京某县空气_土壤中多环芳烃的分布及来源
南京某县空气、土壤中多环芳烃的分布及来源
胡冠九1
,赵永刚1
,李 娟1
,周春宏1
,邢 核2
,李国刚
2
(1.江苏省环境监测中心站,江苏南京 210036; 2.中国环境监测总站,北京 100029)
摘 要:采用建立的采样及分析监测程序对南京某县空气、土壤中的多环芳烃进行了调查监测,探讨了多环芳烃在空气、土壤中的分布特征、相关性及可能的污染来源。关键词:多环芳烃;空气;土壤;分布;来源
中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1002 6002(2005)04 0043 03
Distribution and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in air and soil of one county of in Nanjing HU Guan jiu 1,et al (1.Jiangsu Province Environmental Monitoring Cen tre,Nanjing 210036,China)
Abstract :The polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)in air and soil of one coun ty in Nanjing were moni tored by established methodologies,the distribution characteristics,relationships between air and soil,and the possible sources of PAHs were investigated and discussed.
Key words :PAHs;air;soil;distribution;source
收稿日期:2005 07 27
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)基金项目(2002AA641010 02)作者简介:胡冠九(1969-),女,江苏连云港人,硕士,高级工程师.
多环芳烃(PAHs)广泛分布于天然环境中,大部分对人体和生物具有较强的致癌和致突变作用,严重影响人类健康和生态环境,世界各国都将其列为优先控制的环境污染物。研究PAHs 在空气、土壤中的分布并对其来源进行识别判定,对其污染防治具有重要意义。
本文采用建立的采样及分析监测程序对南京某县空气、土壤中的PAHs 做了监测调查,对PAHs 的含量、分布特征及可能的来源做了探讨。
1 采样与分析
1 1 采样点位
在南京某县选择9个空气采样点,分别代表
工业区(工业污染源、工业科技园)、农业生产区(省级农业科技园、无公害农业生产基地、有机物食品生产基地)、商业区、居住区等;选择8个土壤采样点,包括生活垃圾堆放地、工矿企业搬迁区、工业区、农业区等。其中在两个工业区(工业污染源周边、工业科技园)和两个农业区(省级农业科技园、无公害农业生产基地)共四个测点处同时布设了空气和土壤采样点。1 2 样品采集
1 2 1 空气颗粒物中P AHs 采集
用TH 150型大气采样器,以100L min 流量采集颗粒物样品于玻璃纤维滤膜上,采样总体积为20~45m 3
;样品采集时同时测定风速、风向等气象参数。
1 2 2 土壤PAHs 采集
参照 土壤环境监测技术规范 (HJ T166 2004),依据每平方公里(1500亩)布设1个采样点的原则,每个监测单元分析混合样品6~8个。采集表层土壤(0~20cm)1kg 。在生活垃圾堆放地、工矿企业搬迁区两个采样点还加采不同深度的土壤样品。1 3 样品分析1 3 1 主要仪器设备
微波萃取仪(美国C EM 公司);凝胶渗透色谱仪(GPC,美国OI 公司);2695 2996 2475型高效液相色谱仪(美国WATE RS 公司),带有二极管阵列检测器及荧光检测器。1 3 2 空气颗粒物样品前处理
将采集有样品的玻璃纤维滤膜剪碎,置于微波萃取杯中,加入30ml 丙酮 正己烷(1!1)。在100%功率(1200W)、100?下萃取20min 。用无水Na 2SO 4脱水,氮吹浓缩后,转换试剂为甲醇,定容
第21卷 第4期2005年8月中 国 环 境 监 测Environmental Monitoring i n China Vol.21 No.4
Aug.2005
至1ml。
1 3 3 土壤样品前处理
准确称取一定量的土样置于微波萃取杯中,提取、脱水过程同1 3 2。用GPC净化处理后,氮吹浓缩,转换试剂为甲醇,定容至1ml。
1 3 4 高效液相色谱分析条件
色谱柱为WATERS P AH C18,S 5 m,250# 4 6mm;流动相为水 乙腈(4!6),梯度洗脱,保留时间30min,流动相经脱气处理;流量为1 2ml min;柱温为27?;进样量为20 l;荧光检测器的发射波长为350nm,激发波长为275nm;紫外检测器的波长范围为200~380nm,定量波长为254nm。
1 3 5 目标化合物
分析的14种目标化合物为萘、苊、芴、蒽、菲、萤蒽、苯并[a]蒽、、苯并[b]萤蒽、苯并[k]萤蒽、苯并[a]芘、苯并[ghi]、茚并(1,2,3 cd)芘、二苯并[a,h]蒽,均为美国EPA优先控制污染物黑名单中的PAHs。
2 结果与讨论
2 1 空气中PAHs的分布
在所有空气测点中,颗粒物中多环芳烃浓度均小于11ng m3,二苯并[a,h]蒽浓度最高(10 63ng m3)(工业区)(图1)。其中,苊、萤蒽等2 ~3环PAHs平均浓度的均值为0 12ng m3;芘、苯并[k]萤蒽等4环PAHs平均浓度的均值为0 69ng m3;苯并[a]芘、茚并[1,2,3 cd]芘等5环PAHs平均浓度的均值为1 88ng m3。苯并[ghi]
6环PAHs平均浓度的均值为0 61ng m3。样品中PAHs以5环为主,4环、6环次之,2~3环所占比例最小。PAHs总量浓度(?PAHs)最大值出现在工业区,为23 36ng m3,PAHs总量最小值出现在农业区,为2 03ng m3。总体比较,该县县城所在镇的PAHs总量浓度均值(16 3ng m3)高于其他乡镇的平均浓度水平(4 89ng m3)。但具有强致癌性的苯并[a]芘浓度范围为0~0 10ng m3,平均值为0 04ng m3,远低于我国总悬浮颗粒物TSP中苯并[a]芘的国家标准(%10ng m3)。
2 2 空气中PAHs的来源分析
PAHs高环数占优势,表明主要来源于化石燃料高温不完全燃烧[1]。又据茚并[1,2,3 cd]芘与苯并[ghi]的比值(IPY BPE)接近于0 22、0 50和1 30分别代表典型的汽油、柴油和煤型燃烧这一判据[2]。在该县空气测点中,除个别比值大于1外,绝大部分IPY BPE比值在0 58~1 05之间,平均值为0 85,表明该县空气中的PAHs主要来自油型燃烧,煤型燃烧占有一定比例。二苯并[a, h]蒽、苯并[k]萤蒽、苯并[b]萤蒽、茚并[1,2,3 cd]芘、苯并[a]蒽和蒽的浓度具有较好的相关性,相关系数大于0 80(表1),说明这些物质具有相似的来源[3]
。
图1 颗粒物中多环芳烃平均浓度(ng m3)
表1 六种PAHs的相关性(n=9)
相关系数二苯并[a,h]蒽苯并[k]萤蒽苯并[b]萤蒽茚并[1,2,3 cd]芘苯并[a]蒽蒽二苯并[a,h]蒽1
苯并[k]萤蒽0 801
苯并[b]萤蒽0 970 841
茚并[1,2,3 cd]芘0 970 800 981
苯并[a]蒽0 910 840 970 941
蒽0 930 900 950 960 891
2 3 空气颗粒物PAHs浓度与TSP、风速的关系
TSP与PAHs具有一定的相关性,相关系数为0 85(表2)。通常情况下,风速小于7m s,城市空气中TSP浓度和风速呈现较好的负相关[4]。在本研究中,有5个测点的风速小于7m s,这5个测点的TSP与风速的相关系数为-0 96,具有高度负相关;而这5个测点的PAHs与风速的相关系数为-0 81,具有一定的负相关性。
44 中 国 环 境 监 测第21卷 第4期 2005年8月
表2 空气颗粒物PAHs浓度与TSP的关系
测点1测点2测点3测点4测点5测点6测点7测点8测点9 TSP均值(mg m3)0 330 060 170 110 050 350 380 230 27 PAHs总量均值(ng m3)9 273 855 854 582 4424 4416 3113 4214 10风速m s1 9&&4 4&1 21 2&1 7
2 4 土壤中PAHs的分布
在各土壤采样区域,工矿企业搬迁区的PAHs
总浓度最高,为49 2 g kg,其次为工业污染源周
边(34 4 g kg),最低处为省级农业科技园
(8 52 g kg)。这与工业区污染相对较重、而农业
区污染相对较轻的现状相吻合。
14种PAHs在各土壤测点中的浓度范围为
0 074~69 3 g kg,与空气中二苯并[a,h]蒽浓度
最高一致,土壤中二苯并[a,h]蒽的浓度(69 3 g
kg)高于其它PAHs含量;苯并[a]蒽、苯并[b]萤
蒽、苯并[k]萤蒽的浓度(>18 g kg)也普遍高于
其它化合物的浓度。这四种PAHs的浓度之和占
14种PAHs浓度总和的80%。检出频次最低的是
菲,除了在省级农业科技园有微量检出(0 074 g
kg)外,其它测点均未检出。
按PAHs的环数来分,PAHs的含量以四环>
五环>六环>三环>二环的顺序递减,其中四环
和五环PAHs的浓度分别为77 23 g kg和
76 98 g kg,二者之和占PAHs总浓度的89%。苯
并[a]芘的浓度仅占PAHs总浓度的0 68%,占五
环PAHs浓度的1 5%,处于低污染水平,与空气
中苯并[a]芘污染较轻的情况一致。
在生活垃圾堆放地和工矿企业搬迁区,对土
壤不同深度中PAHs含量的测定结果表明,二苯
并[a,h]蒽的浓度由表层向下逐渐降低(表3),说
明大气中检出浓度最高的二苯并[a,h]蒽沉降对
土壤污染有一定贡献。比较两个工业区和两个农
表3 不同深度土壤中二苯并[a,h]蒽的浓度分布
采样点采样深度(c m)二苯并[a,h]蒽( g kg)
生活垃圾堆放地测点10~1510 98 22~2710 54
生活垃圾堆放地测点20~157 38 25~331 47 403 23
工矿企业搬迁区80~1200 50
140~1500 45业区空气和土壤测点的PAHs结果发现,空气和土壤中的PAHs具有高度相关性,相关系数0 995 (表4),进一步说明空气和土壤中的PAHs污染有关联。
表4 空气和土壤测点的PAHs相关性
采样地点
土壤PAHs均值
总浓度( g kg)
空气PAHs总
浓度(ng m3)工业区测点1(工业污染
源周边)
34 418 73
农业区测点1(省级农业
科技园)
8 523 66
工业区测点2(工业科技
园)
12 084 41
农业区测点2(无公害农
业生产基地)
16 055 60
3 结语
南京某县空气和土壤中检出的多环芳烃浓度最高者均为二苯并[a,h]蒽,其次为苯并[k]萤蒽和苯并[b]萤蒽;二苯并[a,h]蒽含量在土壤中呈现由表层向下逐渐降低的分布规律,空气和土壤中的PAHs总浓度具有高度相关性,空气中PAHs 浓度与风速具有一定的负相关性。但PAHs在空气、土壤中的污染迁移规律尚需进一步研究,以便制定PAHs的综合污染防治对策。
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胡冠九等:南京某县空气、土壤中多环芳烃的分布及来源45
堆肥法生物修复多环芳烃污染土壤
堆肥法生物修复多环芳烃污染土壤 多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs)是指两个或两个以上的苯环排列组成的化合物。PAHs的共轭体系使其具有低溶解性和较强的憎水性,能强烈地分配到土壤有机质中,土壤已成为PAHs的重要归宿,承担着其90%以上 的环境负荷。 进入上壤的多环芳烃,对人类健康和整个生态系统的安全构成了巨大的威胁。多环芳烃在环境中的分布及积累及其对人体健康潜在的威胁已引起世界各国的 高度重视。 美国国家环保局(EPA)将16种PAHs列为优先污染物,我国也早把PAHs列入环境优先监测的污染物黑名单。因此,去除污染土壤中的PAHs就具有重要的现实意义。 本文采用强制通风堆肥法修复PAHs污染土壤,通过试验研究,优化和强化PAHs污染土壤的堆肥生物修复效果,为我国堆肥生物修复PAHs污染土壤探索新 途径和提供技术支持。对供试土壤中的16种PAHs含量分析结果表明：焦化厂土壤中PAHs的总含量在高达504 mg/kg,在16种PAHs中2-3环类PAHs的含量低 于4-6环类PAHs的含量,其中4-6环类PAHs的含量占总PAHs含量的70%以上。 通过批量实验研究,考察了不同猪粪添加比例下的PAHs降解效果,优化了猪粪添加比例。研究结果表明,在猪粪：土壤：锯末混合比例分别为1：1：1、1.5：1：1、0.8：1：1的试验中,猪粪：土壤：锯末混合比例为1：1：l的堆体16种总PAHs的平均降解率及低、中、高环类PAHs的平均降解率均高于1.5：1：1、0.8：1：1两个比例的堆体,其16种总PAHs的平均降解率及低、中、高环类PAHs 的平均降解率分别为64.05%、77.79%、63.81%、63.58%；堆料中的总PAHs的含
第七章 多环芳烃
第七章 多环芳烃 1、 联苯及其衍生物 2、 稠环芳烃：萘、蒽、菲及其衍生物的结构和化学性质 1、 芳香体系与休克尔规则 基本要求： 1.熟练掌握稠环芳烃萘蒽等衍生物的命名。 2.熟练掌握萘的化学性质及萘环上亲电取代产物的定位规律。 3.掌握H ückel 规则，理解芳香性的概念，能应用H ückel 规则判断环状化合物的芳香性。 分子中含有多个苯环的烃称作多环芳烃。多环芳烃可分如下三种： 联苯和联多苯类：这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环直接以单键相联结。 稠环芳烃：这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环以共用两个碳原子的方式相互稠合。 多苯代脂肪类：这类多环芳烃可看作是脂肪烃中两个或两个以上的氢原子被苯基取代。 7.1联苯及其衍生物 联苯是两个苯环通过单键直接连接起来的二环芳烃。 其结构为： 联苯为无色晶体，熔点70℃，沸点254℃。不溶于水而溶于有机溶剂。因其沸点高和具有很好的热稳定性，所以工业上常用它作热传导介质（热载体）。 联苯的化学性质与苯相似，在两个苯环上均可发生磺化、硝化等取代反应。联苯环上碳原子的位置采用下列所示的编号来表示： 联苯可看作是苯的一个氢原子被苯基取代，而苯基是邻对位定位基，所以，当联苯发生取代反应时，取代基进入苯的对邻位和对位。但由于邻位上的空间位阻较大，主要生成对位产物。 7.2稠环芳烃 有多个苯环共用两个或多个碳原子稠合而成的芳烃称为稠环芳烃。简单的稠环芳烃如萘、蒽、菲等。稠环芳烃最重要的是萘。 7.2.1萘(naphthalene) 萘的结构:平面结构，所有的碳原子都是sp 2杂化的，是大π键体系。 分子中十个碳原子不是等同的，为了区别，对其编号如下： 萘的一元取代物只有两种，二元取代物两取代基相同时有10种，不同时有14种。 萘的物理性质：萘是白色晶体，熔点80.5℃，沸点218℃，有特殊气味，易升华，不溶于水，易溶于热的气醇及乙醚，常用作防柱剂。萘在染料合成中应用很广，大部分用于制造邻苯二甲酸酐。 12345678109αβααα βββ1、4、5、8位又称为 位αβ2、3、6、7位又称为 位电荷密度αβ>
多环芳烃污染土壤生物联合强化修复研究进展
第53卷 第3期V ol. 53，No. 3May ，2016 2016年5月 土 壤 学 报 ACTA PEDOLOGICA SINICA DOI：10.11766/trxb201511300474 多环芳烃污染土壤生物联合强化修复研究进展 * 倪 妮1，2 宋 洋1 王 芳1 卞永荣1 蒋 新1? （1 土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008） （2 中国科学院大学，北京 100049） 摘 要 多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是广泛存在于环境中的一类有毒有机污染物。在PAHs污染土壤修复领域中，运用一些生物化学的方式来强化生物联合修复技术可以有效缩短生物修复的时间，大大提高修复效率，最具发展前景和应用价值。本文主要以植物-微生物、植物-微生物-土壤动物两种生物联合修复方式为对象，结合各自的特点、机理和实例，推断了其修复机制的内在原因，总结了影响土壤中PAHs降解效率的主要因素（包括：PAHs的浓度水平、根系分泌物的种类、外源添加降解菌和土壤动物的数量和种类、菌属或土壤动物之间的种间竞争和部分环境因素等）；同时通过综述近年来国内外强化生物联合修复PAHs污染土壤的技术原理、应用成果和存在的一些问题，指出了不同情况下制约PAHs强化降解进程的潜在限制因子（包括：表面活性剂和固定化微生物的添加量、不同表面活性剂的适度混合、载体材料的性质、固定化方式的选取、土壤养分和水分含量等）；并强调在进行强化修复的过程中，要注重现场应用和安全性评价，为多环芳烃污染土壤的生物联合强化修复研究提供了理论依据和技术参考。 关键词 土壤；多环芳烃；生物联合修复；强化技术；表面活性剂；固定化微生物中图分类号 X53 文献标识码 A 多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是由两个或两个以上的苯环，以稠环排列的方式组成，广泛存在于环境中的一类惰性较强、性质稳定的化合物，具有致癌、致畸、致突变的特点。它主要来自于污水灌溉、农作物秸秆的焚烧、石油开采、石油加工以及工业活动中化工燃料的不完全燃烧和高温热解［1-2］。PAHs作为一种疏水性有机污染物，会优先分配到非水相体系，因此，土壤成为其最主要的环境介质之一［3］。多环芳烃在土壤中的吸附、解吸、转化、降解等环境行为深刻影响着其在土壤中的残留浓度与形态，进而决定其通过食物链传递对人体健康造成危害的严重性［4-6］。自然界中广泛存在的PAHs污染已成为人类亟需解决的重要环境问题之一。 相较于物理修复和化学修复两种方式，生物修复技术因其具有经济环保、可用于大面积污染治理、二次污染小等优点，越来越受到研究者的重视。植物、动物、微生物修复技术是生物修复PAHs污染土壤的主要形式［7］。但是，由于土壤中的PAHs生物有效性低、缺乏PAHs降解菌、部分外源添加的高效降解菌或土壤动物难以适应存活等因素的限制，单纯的某一种方式很难一步到位彻底修复PAHs污染土壤［8-9］。目前，生物联合修复成为研究多环芳烃污染土壤生物修复领域中的热点。利用植物的自身特性，植物与根际微生物、专性降解菌以及土壤动物等的协同作用对PAHs污染土壤进行修复，并加之以一些生物化学强化措施，可以有效缩短生物修复PAHs污染土壤的时间，大大提高 * 国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目（2014CB441105）、国家自然科学基金项目（21277148，41301240）共同资助 Supported by the National Basic Research Program of China（“973”Program）（No. 2014CB441105）and the National Natural Science Foundation of China（Nos. 21277148，41301240）? 通讯作者 Corresponding author，E-mail：jiangxin@https://www.wendangku.net/doc/ba18629038.html, 作者简介：倪 妮（1991—），女，博士研究生，主要研究方向为环境化学与污染控制。E-mail：nni@https://www.wendangku.net/doc/ba18629038.html, 收稿日期：2015-11-30；收到修改稿日期：2016-01-10
多环芳烃
多环芳烃、硝基苯等有机污染物去除技术的进展 摘要：目前，污染时当今世界范围所面临的普遍问题。特别是有机的污染是当今更严重的问题。这篇文章主要介绍了多环芳烃和硝基苯类有机污染物去除技术的进展。 关键词：多环芳烃硝基苯去除技术 一、多环芳烃类污染物的研究进展 随着煤、石油在工业生产，交通运输以及生活中被广泛应用，多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）已成为世界各国共同关注的有机污染物。多环芳烃不易溶于水，极易附着在固体颗粒上，所以一般来说，大气、土壤中的大多数多环芳烃处于吸附态。多环芳烃类污染物分布很广，基本上在各种环境介质中都发现了PAH s。因排废气、废水及废物倾倒，多环芳烃对水、大气及土壤产生直接污染。吸附在烟气微粒上的多环芳烃随气流传向周围及更远处，又随降尘、降雨及降雪进入水体及土壤而土壤及地面多环芳烃通过扬尘再次进入大气，通过呼吸及食物链进入动物体产生毒害。 在土壤和沉积物环境中，大多数PAHs因较强的疏水性趋向于分配到土壤或沉积物颗粒上去，并与天然有机物发生相互作用，很少保留在水体当中。当沉积物一旦遭到严重的污染，在与上覆水体发生相互频繁的交换作用时，被污染的沉积物环境还将
成为水体再次污染的潜在来源，造成二次污染。 水环境中PAHs生物降解的程度要靠PAHs的溶解率的大小，正因为大多数PAHs易被吸附分配到土壤或沉积物颗粒上去，使之生物有效性降低而导致其生物降解率大大降低。虽然被吸附于土壤、沉积物上的PAHs因生物有效性降低而减小对环境的毒害，但最终会通过各种因素再次释放到环境之中产生危害。刘凌[12]在研究吸附作用对有机污染物的生物降解过程影响时，发现吸附在土壤颗粒内部的有机污染物，必须通过解吸和扩散过程传输到土壤颗粒外部的水溶液中，然后才能被微生物降解。如果有机污染物的土壤-水吸附分配系数Kd越大，则它存在于土壤水溶液的重量百分比就越小，发生生物降解反应的可能性就越小。Weissenfels等在研究阻碍PAHs生物降解的土壤特性和PAHs吸附与生物降解之间的关系时也发现，PAHs与土壤有机质结合力是PAHs发生生物降解的关键。他在沙和土壤吸附PAHs实验中，观察到沙吸附的PAHs能够很快被微生物降解到检测限以下，而土壤吸附的PAHs则降解很慢，并且有23%的PAHs不可被微生物降解。 二、硝基苯类有机污染物去除技术的进展 硝基芳香族化合物是重要的化工原料，被广泛应用于医药、燃料、农药、塑料等的合成前体，常常在生产和使用过程中被释放到环境中对生态系统造成影响，是一类重要的环境污染物。硝基苯对人与动物有较强的毒害作用，能引起紫绀，刺激皮
环境污染物的来源和性质
环境污染物的来源和性质 环境污染物是指进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。大部分环境污染物是由人类的生产和生活活动产生的。有些物质原本是生产中的有用物质，甚至是人和生物必需的营养元素，由于未充分利用而大量排放，不仅造成资源上的浪费，而且可能成为环境污染物。一些污染物进入环境后，通过物理或化学反应或在生物作用下会转变成危害更大的新污染物，也可能降解成无害物质。不同污染物同时存在时，可因拮抗或协同作用使毒性降低或增大。 环境污染物是环境监测研究的对象。 1.污染物的化学类别 对环境产生危害的化学污染物可分为九类，具体介绍如下。 （1）元素包括铅、镉、铬、汞、砷等重金属元素和准金属、卤素、氧（臭氧）、黄磷等。 （2）无机物包括氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化氢、卤素化合物（如ClF、BrF3、IF5、BrCl、IBr等）、次氯酸及其盐硅的无机化合物（如石棉）、磷的无机化合物（如PH3、PX3、PX5）、硫的无机化合物（如H2S、SO2、H2SO3、H2SO4）等。 （3）有机烃化合物包括烷烃、不饱和烃、芳烃、多环芳烃等。 （4）金属有机和准金属有机化合物如四乙基铅、羰基镍、二苯铬、三丁基锡、单甲基或二甲基胂酸、三苯基锡等。 （5）含氧有机化合物包括环氧乙烷、醚、醇、酮、醛、有机酸、酯、酐和酚类化合物等。 （6）有机氮化合物包括胺、腈、硝基甲烷、硝基苯和亚硝胺等。 （7）有机卤化物包括四氯化碳、饱和或不饱和卤化烃（如氯乙烯）、卤代芳烃（如氯代苯）、氯代苯酚、多氯联苯和氯代二噁英类等。 （8）有机硫化合物如烷基硫化物、硫醇、巯基甲烷、二甲砜、硫酸二甲酯等。（9）有机磷化合物主要是磷酸酯类化合物，如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三邻甲苯酯、焦磷酸四乙酯、有机磷农药、有机磷军用毒气等。 2.污染物的性质 污染物质的种类繁多，性质各异，可归纳如下。 （1）自然性长期生活在自然环境中的人类，对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律，发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。但是，人类对人工合成的化学物质的耐受力则要小得多。所以区别污染物的自然或人工属性，有助于估计它们对人类的危害程度。 （2）毒性环境污染物中的氰化物、砷及其化合物、汞、铍、铅、有机磷和有机氯等的毒性都很强。其中部分具有剧毒性，处于痕量级就能危及人类和生物的生存。决定污染物毒性强弱的主要因素除了其性质、含量，还和其存在形态密切相
土壤沉积物—生物系统多环芳烃生物地球化学过程
土壤沉积物—生物系统多环芳烃生物地球化学过程 【摘要】：多环芳烃(PAHs)作为一种典型的持久性有机污染物(POPs),在世界各种生态系统多介质中被广泛检出。土壤/沉积物作为PAHs 的主要汇集和累积场所,而生长于土壤/沉积物上的各种生物是PAHs 进入食物网累积,并发生迁移、转化的关键介质。因此,深入开展本项研究不仅对丰富PAHs生物地球化学研究内容具有重要的理论意义,而且可为提高生态和健康风险评价准确度和控制陆地生态系统PAHs 污染提供重要科学依据。本研究选择典型土壤/沉积物—生物系统,通过实地资料收集与室内分析与模拟相结合的方法,联合环境地球化学、土壤学、与生物学等学科,研究了典型土壤/沉积物—生物系统中PAHs的累积、迁移与降解机制与影响因素。土壤—植物系统选择植物为优势生物的土壤—水稻系统为例,研究结果显示,上海市周边水稻田表层土壤(0-10cm)TPAHs含量水平空间差异很大。稻田表层土壤中5环和6环的高环PAHs占优势地位,约为43.4%,比例最小的化合物为2环和3环的低环PAHs,仅占总量的18.5%。表层土壤中PAHs总量、高、中、低环化合物和土壤理化性质之间均没有明显的相关关系。农田水稻植物体累积PAHs的途径主要为叶片吸附和吸收大气中的PAHs。稻根从土壤中获取PAHs也是水稻累积PAHs的一个重要途径。籽和茎主要依赖叶片与根部获取PAHs。TPAHs总量的根累积因子为0.05—0.08,PAH化合物根累积因子为0—0.41。说明上海农田水稻根系未发现从土壤中富集放大PAHs的现象。无论水稻种植前后,PAHs
总量和化合物在土壤中的垂直分布都具有向下逐渐递减的趋势,而且自土壤表层向亚表层迅速减少,60cm以下变化较小,趋于稳定。水稻种植可以使土壤中PAHs含量明显降低。除萘外,菲和中、高环PAH化合物均在水稻种植后出现亚表层(10-20cm)截存富集现象。稻田土壤低环PAH化合物表现为随深度增加所占比例逐渐增大的规律,而中、高环PAH化合物则显示出相反的趋势。SOC(土壤有机碳)是影响土壤PAHs累积与迁移的关键因素,而BC(碳黑)重要性远小于SOC。相对富集系数计算结果显示,水稻种植前PAHs在土壤剖面中出现了隔层相对富集的现象,水稻种植后PAHs在土壤剖面中的相对富集系数与种植前有很大差异,表明水稻种植能够有效去除土壤剖面中PAHs,影响PAHs垂直变化。另外,水稻种植前后土壤剖面PAHs相对富集系数与1gk_(OW)相关性均不明显,表明PAHs自身理化性质对其迁移特征影响较弱,其他作用机制(如淋溶、扰动等)影响较强。沉积物—动物系统选择动物为优势生物的冬季潮滩沉积物—底栖动物系统为例,研究结果表明,长江口滨岸边滩表层沉积物中TPAHs总量为87.7—1851.0ngg~(-1),平均值为599.7ngg~(-1),具有从长江口内向口外逐渐减少的趋势。边滩表层沉积物中环和高环PAH化合物占优势地位。崇明表层沉积物TPAHs含量表现为中潮滩＞高潮滩＞低潮滩的特征,且低环化合物占绝对优势,与边滩表层沉积物形成鲜明对比,高环化合物所占比例自高潮滩向低潮滩逐渐减少。表层沉积物理化性质中SOC是控制PAHs累积与迁移最重要的影响因素。来源辨析结果表明边滩表层沉积物PAHs主要来源于不完全燃烧,崇明低潮滩显示
16种常见多环芳烃的物理性质
萘英文名称NAP Naphthalene分子量128.18 物理性质；密度1.162 熔点80.5℃,沸点217.9℃,凝固点,80.5℃,闪点78.89℃,折射率1.58212（100℃）恒压燃烧热：40264.1J/g(标准大气压，298.15K）恒压燃烧热：40205J/g(标准大气压，298.15K）。不溶于水，溶于乙醇和乙醚等。易挥发，易升华溶于乙醇后，将其滴入水中，会出现白色浑浊。化学性质（1）萘的氧化温和氧化剂得醌，强烈氧化剂得酸酐。萘环比侧链更易氧化，所以不能用侧链氧化法制萘甲酸。电子云密度高的环易被氧化。（2）萘的还原（3）萘的加成（4）萘的亲电取代反应萘的a-位比b-位更易发生亲电取代反应。a-位取代两个共振式都有完整的苯环。b-位取代只有一个共振式有完整的苯环。在萘环上主要发生亲电取代，同苯环一样，但活性比苯环强从中间对称的两个C旁边的C开始标，其中1，4，5，8号碳活性完全一样（称为阿尔法碳），2，3，6，7号碳性质完全一样（称为贝塔碳）。一般情况下，阿尔法碳活性大于贝塔碳，取代基在阿尔法位上，这是由动力学控制，温度较高时，阿尔法碳[1]上取代基会转移到贝塔碳上。但在萘的弗瑞德-克来福特酰基化反应，不加热却生成了阿尔法位和贝塔位的混合物。如用硝基甲烷为溶剂，则主要生成贝塔酰化产物。 苊烯ANY Acenaphthylene 分子量：152.200 性质：黄色棱柱状或板状结晶。熔点92-93℃，沸点265-275℃（部分分解），156-160℃（3.73千帕），相对密度0.8988（16/2℃），易溶于乙醇、甲醇、丙醇、乙醚、石油醚、苯，不溶于水。能在强酸中聚合。 苊ANA Acenaphthene 英文别名：1,8-Ethylenenaphthalene 分子量：154.21性状描述：白色或略带黄色斜方针状结晶。物理参数：密度:1.0242(99/4°C) 熔点:96.2°C 沸点:279°C 闪点:125°C 折射率:1.6048(95°C) 芴FLU Fluorene分子量：166.22 性状描述：白色叶状至小片状结晶物理参数：密度:1.202 g/mL 熔点:116-117°C 沸点:295°C 闪点:151°C 菲PHE Phenanthrene 分子量：178.23性状描述：类白色粉状结晶体。物理参数密度:1.179 g/mL(25°C) 熔点:101°C 沸点:340°C 折射率:1.59427 蒽ANT Anthracene 分子量178.22物理性状带有淡蓝色荧光的白色片状晶体或浅黄色针状结晶。(纯品为白色带紫色荧光) 相对密度 1.25（27℃）;1.283(25℃),熔点217,沸点342,闪点196.1,121.1(闭式)(以上均为℃),蒸汽压[1] 0.13kPa/145℃不溶于水、难溶于
土壤中多环芳烃前处理(中文)
11 水体沉积物和土壤中多环芳烃的分析方法研究 汪瑾彦1* 陈大舟2 汤 桦2 冯 洁1 吴 雪2 王 覃3 赵新颖3 李 蕾1** （1.北京化工大学理学院?北京?100029） （2.中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所?北京?100013） （3.北京市理化分析测试中心?北京?100089?) 摘?要?简单论述水体沉积物和土壤中多环芳烃的来源及危害，系统综述国内外分析多环芳烃的前处理和检测方法的研究进展，对微波辅助萃取、超声波提取、快速溶剂萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取等前处理技术在水体沉积物和土壤中的应用进行概述和比较，对气相色谱质谱联用、高效液相色谱、高效液相色谱质谱联用等测定方法分别进行归纳和对比，并对多环芳烃的分析方法进行展望。关键词?多环芳烃 沉积物 土壤 前处理 检测 *作者简介：汪瑾彦（1985-），女，湖南湘潭人，硕士研究生，研究方向为环境污染物监测和分析**通讯作者，Email:lilei@https://www.wendangku.net/doc/ba18629038.html, 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, 如萘、蒽、菲等。PAHs 是一类具有“致癌、致畸、致突变”效应的持久性有机污染物。目前已发现的致癌性多环芳烃及其衍生物已超过400种。 环境中的PAHs 主要来源于含碳化合物的不完全燃烧，如石油、木材、垃圾和煤[1]。PAHs 通过废水的排放，大气沉降，土表迁移，石油泄漏等多种形式进入水体，在我国的许多海洋和河流的沉积物中都不同程度地检测出PAHs ，如黄河、黄浦江和珠江等[2~4]。PAHs 虽然在土壤中含量极少，但在我国分布广泛且不均衡，尤其是在农业土壤和人口较集中的城市周边土壤中[5~8]，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。 因此, 在环境质量评价、环境本底调查等方面对PAHs 进行监测显得十分重要。世界各国都制定相关法律来控制PAHs 对环境的危害。目前，大多数国家都将PAHs 列为环境监测的重要内容之一，美国环保总署(EPA)确定16种PAHs(简称EPA-PAHs)作为优先监测污染物[9]。我国颁布的环境监测的项目中，也将PAHs 列入其中。 1?样品前处理 由于PAHs 在土壤和水体沉积物中存在的形态多种多样，而且土壤和水体沉积物成分复杂，基体干扰较严重，因此，在分析检测土壤和水体沉积物 中PAHs 的含量之前，样品前处理步骤十分重要。目前用于土壤和沉积物中PAHs 的前处理方法有微波协助萃取法(MAE)、超声波提取(UE)、加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)和超临界流体萃取(SFE)等，这些方法各有其优缺点。1.1?微波辅助萃取法(MAE) 微波辅助萃取是以微波为能量的样品制备方法。该法能保持分析对象的原本状态，与传统的索氏提取相比，该法更加快速、节能、节省溶剂、污染小，而且有利于萃取热不稳定的物质，有利于被萃取物从基体上解吸，特别适合处理大量样品。 Criado 等[10]在1g 空白土壤中加入总量为25μg 的16种PAHs ，用2~10mL 乙腈，10min 微波萃取。结果表明，3mL 乙腈时条件最优，微波能量在425W 时信号最强。Li Xu 等[11]用微波辅助微固相萃取(MAE-μ-SPE)一步萃取净化土壤中的PAHs 。在一个装有溶剂探测器的微波萃取系统加入1.0g 土样，加入10mL 水，在2min 内温度由室温升至指定水平。其最佳实验条件是用微波在50℃加热20min ，超声波乙腈洗提5min 。GC-MS 分析检出限达到0.0017~0.0057ng/g,线性范围可达1~500/1000 ng/g 。 Pinuela 等[12]用25mL 丙酮∶二氯甲烷溶剂（1∶1）萃取海洋中19种PAHs ，萃取温度为110℃，微波炉功率1200W ，萃取10min ，回收率可达47%~102%。 1.2?超声波提取(UE)? 超声提取法是一种较为简单、快速的固体样品
多环芳烃来源和性质
多环芳烃来源和性质 自然源 主要包括燃烧（森林大火和火山喷发）和生物合成（沉积物成岩过程、生物转化过程和焦油矿坑内气体），未开采的煤、石油中也含有大量的多环芳烃 人为源 PAHs人为源来自于工业工艺过程、缺氧燃烧、垃圾焚烧和填埋、食品制作及直接的交通排放和同时伴随的轮胎磨损、路面磨损产生的沥青颗粒以及道路扬尘中，其数量随着工业生产的发展大大增加，占环境中多环芳烃总量的绝大部分；溢油事件也成为PAHs人为源的一部分。在自然界中这类化合物存在着生物降解、水解、光作用裂解等消除方式，使得环境中的PAHs含量始终有一个动态的平衡，从而保持在一个较低的浓度水平上，但是近些年来，随着人类生产活动的加剧，破坏了其在环境中的动态平衡，使环境中的PAHs大量的增加。因此，如何加快PAHs在环境中的消除速度，减少PAHs对环境的污染等问题，日益引起人们的注意。 多环芳烃大部分是无色或淡黄色的结晶，个别具深色，熔点及沸点较高，蒸气压很小，大多不溶于水，易溶于苯类芳香性溶剂中，微溶于其他有机溶剂中，辛醇-水分配系数比较高。多环芳烃大多具有大的共扼体系，因此其溶液具有一定荧光。一般说来，随多环芳烃分子量的增加，熔沸点升高，蒸气压减小。多环芳烃的颜色、荧光性和溶解性主要与多环芳烃的共扼体系和分子苯环的排列方式有关.随p电子数的增多和p电子离域性的增强，颜色加深、荧光性增强，紫外吸收光谱中的最大吸收波长也明显向长波方向移动；对直线状的多环芳烃，苯环数增多，辛醇-水分配系数增加，对苯环数相同的多环芳烃，苯环结构越“团簇”辛醇-水分配系数越大。 多环芳烃化学性质稳定.当它们发生反应时，趋向保留它们的共扼环状系，一般多通过亲电取代反应形成衍生物并代谢为最终致癌物的活泼形式。其基本单元是苯环，但化学性质与苯并不完全相似.分为以下几类 ⑴具有稠合多苯结构的化合物 如三亚苯、二苯并 [e,i]芘、四苯并 [a,c,h,j]葱等，与苯有相似的化学稳定性， 说明：电子在这些多环芳烃中的分布是和苯类似的。 图1x电子分布与苯类似的多环芳烃 ⑵呈直线排列的多环芳烃 ！
多环芳烃
多环芳烃(PAHs)是环境常见的污染物之一，其来源于有机物热解和不完全燃烧, 在空气、水、土壤中广泛分布。由于食品产地环境受到污染, 致使PAHs在食 品中存在,同时加工方式不同, 也会影响食品中PAHs的含量。长期食用含有PAHs的食物对健康将产生潜在威胁[2-5]。不同国家和地区, 烹饪方法和饮 食习惯不同,从食品中摄入的PAHs量也不相同。 不同食品中含有不同种类和浓度的多环芳烃,其主要来源有以下3方面: (1)自 然界天然存在的,如植物、细菌、藻类的内源性合成,使得森林、土壤、海洋 沉积物中存在多环芳烃类化合物; (2)环境污染造成的,现代工业生产和其它许 多方面要使用和产生多环芳烃类化合物;这些物质难免会有一些排放到食品的 生产环境如水源、土壤、空气、海洋中,从而对食品造成污染,这是目前食品 中多环芳烃最主要的来源;(3)食品加工和包装过程中产生的,如食品的烤、炸、熏制和包装材料、印刷油墨中多环芳烃污染,这也是食品中多环芳烃的重要来源。目前,各类食品已检测出20余种PAHs,其中以熏烤类食品污染最严重:如熏 肉吉有屈、苯并[b]荧蒽、苯并[e]芘、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、1,2,5,6- 二苯并蒽、茚[1,2,3-cd]并芘等PAHs。王绪卿评价了14种熏烤肉中PAHs的污 染水平,并在19份腊昧肉中全部测出屈、苯并[e]芘、苯并[k]荧蒽,其中9份 样品苯并[a]芘量为0.34~27.56μg/kg。另据报道,尼日利亚各种熏烤鱼中均 含有PAHs。比较了现代烤炉与传统烤炉熏烤物中13种PAHs含量,前PAHs<4.5μg/kg。后者苯并[a]芘为0.2~4.1μg/kg(湿质量)。食用植物油及其加热产 物中均含有PAHs[6-7],而且加热后PAHs含量显著增加。实验表明,食用植物油 加温后B(a)P含量是加温前的2.33倍,1,2,5,6-二苯并蒽为4.17倍,而且油烟 雾中其含量更高,厨房空气气态样品中PAHs种类与含量均大于颗粒物,说明厨 房空气中PAHs可能主要是由于食品,特别是动植物蛋白以热油烹炸过程中形成。近年来在各种酒样中也发现了PAHs,但这方面研究尚待深入,Moret等在所有白 酒和啤酒中都检出苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、1,12-苯并苝、 茚[1,2,3-cd]并芘以及芴、苯并a蒽、1,2,5,6-二苯并蒽,其PAHs总量<0.72 μg/kg。目前, 各种蔬菜亦受到不同程度PAHs污染, 其来源可能是根系吸 收及叶面吸附。国际癌症研究机构(IARC,1973)曾报道西红柿中苯并[a]芘为 0.2pg/kg,王爱玲等测定白菜和西红柿中苯并[a]芘分别为1.310~12.316μ g/kg和0.841~4.335μg/kg[8]。在食品制作的过程中,有许多制作方法是不可
土壤环境保护方案(最新)
土壤环境保护方案 一、总体要求 全县土壤污染防治工作要以保障农产品质量、人居环境安全和人体健康为出发点，以改善土壤环境质量为核心，以土壤安全利用和土壤风险管控为主线，加强土壤污染防治和综合保护，提升黑土地核心区土壤功能、改善土壤生态环境，优化土壤环境系统，促进土地资源的可持续利用。 二、工作目标 基本原则。 按照“预防为主、保护优先、风险管控、分类管理、综合治土、污染担责”的原则，建立政府主导、部门协同、企业担责、公众等配合落实、社会监督的土壤资源保护与污染防治相结合的综合治土体系。 （二）总体目标。 到xx年，全县土壤环境质量总体基本保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控。到xx年，全县土壤环境质量稳中向好，农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障，土壤环境风险得到全面管控。 （三）主要指标。 到2020年，受污染耕地安全利用率达到90%，已查明的污染地块全部完成环境风险评估，安全利用率达到90%；到2030年，受污
染耕地安全利用率达到95%，全县污染地块安全利用率达到95%。 重点任务 （一）实施黑土区综合保护，保障国家粮食安全。 1.采用保护性耕作，提高土壤有机质及改善土壤理化性状。响应xx省xx-xx年度《全省黑土地保护治理工程试点工作方案》，开展土壤环境保护、土壤培肥、耕地养护等工作。到xx年，逐步恢复土壤肥力，土壤有机质含量提高到2%以上，耕层平均厚度达到20厘米以上，黑土区耕地质量显著提升。（县农业局牵头，县发展与改革局、财政局、国土资源局、水利局、林业局、县环保局等部门配合落实。） 2.加强对耕作层土壤剥离保护工作。对于符合耕作层土壤剥离范围的建设项目，在申请用地前要明确耕作层土壤剥离单位、测定土壤肥力、测算剥离工程量和所需资金，并制定剥离实施方案作为建设用地组卷的重要内容。严格按照剥离实施方案开展耕作层土壤剥离，确保各项工作按时保质完成。结合耕地保护目标责任制考核工作，逐级对耕作层土壤剥离实施情况进行考核。根据土地利用总体规划和土地整治规划，科学合理设置若干个耕作层土壤存放点，并向社会公布。国土资源管理部门负责管理剥离的耕作层土壤，建立剥离耕作层土壤信息库，包括土壤剥离时间、存放地点、土壤类型、土壤质量、土方量等，并通过门户网站、报纸等媒体向社会公开。（县国土资源局牵头，县发展与改革局、财政局、农业局、经济局、水利局、林业局、县环保局等部门配合落实。）
多环芳烃的分布特征
不同环境介质中多环芳烃的分布特征 唐鹏201314020136 环境本1301 山东师范大学人口·资源与环境学院 摘要：介绍多环芳烃（PAHs）的定义，它的来源及其危害，并着重介绍在水、大气、土壤、废水和固体废弃物的环境介质中，多环芳烃的分布特征。 关键词：多环芳烃污染分布危害 一、多环芳烃（PAHs）的定义 多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环的一类有机化合物。多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，包括萘、蒽、菲、芘等 150余种化合物。英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon，简称PAHs。有些多环芳烃还含有氮、硫和环戊烷，常风的多环芳烃具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。 二、多环芳烃的污染源 自然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合成等自然因素所形成的污染，每年全世界因火山喷发向大气中释放的苯并芘就有12-14t,森林火灾给环境释放大量的PAHs也不能忽视。 人为源分为四大类：1、燃烧作为能源的过程，比如煤、石油、天然气及木材。2、废弃物的燃烧及矿化过程，比如城市固体废弃物、污水处理过程中沉降的活性污泥、医院垃圾、农田秸秆等的燃烧处理及一些零星的杂物的燃烧过程。3、吸烟，吸烟能产生多环芳烃的污染。4、燃料作为化工原料进行化工生产的过程。5、食品的加工，在食品的加工过程中，特别在烟熏、火烤或烘焦过程中滴在为上的油脂也能热聚产生苯并芘。贮存过程中窗口或包装纸，含有不纯的油脂浸出溶剂提取的油脂中含有一定量的多环芳烃。 三、不同环境介质中多环芳烃的分布特征 1、水体 在不同的水系中污染状况是不同的。一般来说，未受人类影响的水系中，水中的PAHs的质量分数约在2—93ng/L范围内，其水底沉淀物中PAHs的本底质量分数约在0.01—0.6mg/kg范围内；在受多环芳烃的轻度污染的水系中，水中的PAHs的质量分数约在100-700ng/L范围内，其水底沉淀物中PAHs的质量分数约在1-15mg/kg范围内；重度污染的水系中，水中的PAHs的质量分数约在700-3000ng/L范围内，水底沉淀物中PAHs的质量分数约在20-100mg/kg范围内.有80%的地面水处于多环芳烃轻度污染状态，有50%的水系处于重度污染状态。