辽河保护区河岸带土壤中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

穆怡陶

[摘要]本课题主要研究了辽河保护区的河岸带土壤中16种多环芳烃的含量，其含量范围为8.33～77.34?g/kg，平均值为19.33?g/kg，PAHs组成以3、4、5环为主。与国内外的土壤环境质量标准以及土壤实际污染状况相比，辽河干流河岸带土壤的PAHs污染水平值偏低，但仍不能忽视。采用分子比值的方法计算出了河岸带土壤中Ant/（Ant+Phe）的比值，其比值大于0.1，表明其土壤中PAHs主要来自于燃烧源；通过Fla/（Fla+Pyr）为0.4～0.5指明石油燃烧。两种评价结果表明，辽河河岸带土壤中不存在严重的PAHs生态风险。

[关键词]多环芳烃；土壤；风险评价

[中图分类号]X131.3 [文献标识码]A

持久性有机污染物中包含多环芳烃，含量较少、危害较大是多环芳烃的显著特点，在国际环境科学研究较为广泛。环境中广泛存在的化合物中含有多环芳烃，多环芳烃的主要来源有泄露的化石燃料及不能完全燃烧、排放的木柴产物、“三废”排放以及固体废物等。目前，多环芳烃在水、土、气等环境介质中分布较为广泛，土壤中出现的多环芳烃通常是通过污水灌溉、大气干湿沉降、污泥农用等途径渗透进入。

我国的七大江河就包括位于中国东北地区的辽河。由于辽河的分支较少，途径流域分布许多大、中型企业，导致辽河的PAHs含量增高。为了准确掌握辽河干流河岸带土壤的污染现状，本研究的研究对象是16种优先控制的PAHs，通过对辽河干流河岸带土壤的采样分析，阐明土壤中多环芳烃的污染特征以及潜在污染源。通过研究辽河沉积物中PAHs的空间分布特征，探究PAHs的来源，对PAHs的生态风险进行评价，从而为相关机构部门制定PAHs污染防治对策提供帮助等。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2017年10月进行采样，共设置10个样点采集河岸带表层15cm的土壤样品。采样点分别为刘家屯、小塔子、通江口橡胶坝、西古城子、哈大高速橡胶坝、铁法铁路桥桥橡胶坝、大冯家窝堡、红庙子橡胶坝、盘山铁路桥、曙光公路桥。

1.2 样品分析

首先，加入5g样品、25mL二氯甲烷加入到100mL玻璃离心管中，在超声仪水浴中不间断提取2h，水浴温度保持在40℃以下。以4000r/min离心5min，将上清液在浓缩瓶中浓缩到1mL后注入到10mL玻璃离心管，使用过的浓缩瓶用二氯甲烷洗涤3次。3mL淋洗液冲洗由2g硅胶柱建立的净化柱，5mL正己烷平衡净化柱。把浓缩后的样品注入到已经平衡的净化柱中，装样品的容器用2mL正己烷洗涤，然后把洗涤液加入柱中，再用6mL淋洗液分3次洗涤，把浓缩液集中于10mL玻璃离心管，通过氮吹仪浓缩流出液至1mL，把溶剂换成乙腈，定容至2mL。多环芳烃高效液相色谱分析条件：萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、芘、荧蒽、屈、苯并[a]蒽、茚并[1，2，3-c，d]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[g，h，i]、苯并[k]荧蒽二苯并[a，h]蒽、苯并[a]芘共16种多环芳烃标准物质；紫外检测器检测苊，其他为荧光检测器检测。

2 结果与讨论

2.1 河岸带土壤中PAHs含量和组成特征

16种优控PAHs在所设的10个采样点中共检测出15种（苊未被检出）。辽河干流河岸带表层土壤中16种PAHs总含量（干重，下同）最高为77.34?g/kg，最低为8.33?g/kg，平均值为19.33?g/kg。此外，辽河干流河岸带表层土壤中PAHs的分布表现出明显的区域性，上游河岸带土壤中∑PAHs含量明显高于下游。

分析检测结果可知辽河干流河岸带土壤不同环数PAHs组成结构。整个区域土壤组成中2环的PAHs所占比例最少，为0～3.7%之间，占PAHs总量的1.9%。辽河中上游河岸带土壤中PAHs组成以3、4环为主，3、4环为67.53%～86.29%之间，占PAHs总量的78.4%，5、6环为13.71%～31.36%之间，占PAHs总量的21.28%。

2.2 多环芳烃的来源

按产生的过程可把多环芳烃的污染源分为2类：（1）燃烧源：不完全燃烧的煤、木材、石油及高分子化合物；（2）石油源：原油在运输、开采、使用过程、生产中的泄漏和排污。

检测PAHs来源的识别方法有很多，本研究采用分子比值法。通过Ant/（Ant+Phe）、Fla/（Fla+Pyr）结果判断PAHs的来源。当Ant/（Ant+Phe）<0.1表明石油类物质泄漏；Ant/（Ant+Phe）>0.15为石油、木材和煤的燃烧。Fla/（Fla+Pyr）<0.37指示石油类物质泄漏；Fla/（Fla+Pyr）>0.5为木材和煤的燃烧；Fla/（Fla+Pyr）介于0.4～0.5时，指示石油燃烧。

3 结论

（1）辽河干流河岸带土壤中PAHs含量范围为8.33～77.34?g/kg，平均值为19.33?g/kg。与国内外的土壤环境质量标准相比，辽河干流河岸带土壤的PAHs污染处于较轻污染水平，但仍不能忽视。

（2）辽河沉积物中的多環芳烃，主要以煤、石油等各类燃烧源为主，少数断面的分析结果说明存在石油源排放。辽河流域途径的重工业城市存在石油、化工、冶金等行业的大量点源排污和面源排放广泛的生物质燃烧、家庭燃煤等造成了辽河多环芳烃污染。

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