抚顺地区土壤中多环芳烃污染水平与风险评价

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摘要 在8个点位采集了抚顺地区表层土壤样品，以液相色谱法检测其多环芳烃（PAHs）含量。结果表明：土壤中PAHs单体浓度在0.6～121.0 μg/kg，以3环、4环结构为主；2家化工企业附近土壤属燃煤和煤/焦炭污染源造成的轻度污染，具一定潜在致癌性。

关键词 土壤；多环芳烃；分布特征；毒性当量；特征比值；辽宁抚顺

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）08-0180-02

Pollution Level and Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soil in Fushun Area

XU Tian-ci ZHU Guang-qin FU Yu HE Ye-ju

（Liaoning Environmental Monitoring and Experiment Centre，Shenyang Liaoning 110161）

Abstract The soil samples were collected from 8 different locations in Fushun Area and the polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） contents were determined by high-performance liquid chromatography.The results showed that individual PAHs concentration ranged from 0.6 μg/kg to 121.0 μg/kg，and among them the 3-ring and 4-ring PAHs were the dominant form.The soil samples near two chemical enterprises were slightly polluted probably by coal burning，coal and coke，and the samples showed potential carcinogenicity compared with other samples.

Key words soil；PAHs；distribution characteristics；toxic equivalent；diagnostic ratios；Fushun Liaoning

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指由2个及2个以上苯环稠合而成的一类持久性有机污染物（POPs）。它广泛存在于各类环境介质中，具有远距离迁移性、难降解性和生物累积性，多种单体具有致癌、致畸和致突变性[1-2]。16种PAHs已被美国环境保护总署（USEPA）列为优先控制污染物：萘（Nap，2环）、苊（Acy，3环）、二氢苊（Ace，3环）、芴（Fl，3环）、菲（Phe，3环）、蒽（Ant，3环）、荧蒽（Flu，4环）、芘（Pyr，4环）、苯并[a]蒽（BaA，4环）、 （Chr，4环）、苯并[b]荧蒽（BbF，5环）、苯并[k]荧蒽（BkF，5环）、苯并[a]芘（BaP，5环）、二苯并[a，h]蒽（DBA，5环）、苯并[g，h，i]（BghiP，6环）、茚并[1，2，3-cd]芘（IcdP，6环）。

环境中绝大部分的PAHs来源于人为污染，如机动车尾气、化石燃料（煤和石油等）、木材、塑料等物质的不完全燃烧[3]。PAHs可由大气沉降、污水灌溉、污泥和农药化肥的施用、石油泄露等多种途径进入土壤，使土壤成为环境中PAHs的重要储库和中转站，且承担了90%以上PAHs的环境负荷[4]。土壤中的PAHs既可通过食物链进入人体，又可通过土壤与气、水界面间的扩散进入大气和水体[5]，对生态环境和人类健康构成较大威胁。因此，开展土壤中PAHs污染特征分析、风险评价和来源解析的研究，对于土壤环境保护与生态安全具有重要意义。

该文在中国煤都――抚顺市设立不同点位，采集表层土壤样品，分析了土壤中PAHs污染水平、组成特征和污染来源，评价了PAHs的潜在风险，以期为抚顺地区土壤污染控制和治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

Summit HPLC高效液相色谱仪（Dionex），ASE 300快速溶剂萃取仪（Dionex），LL1500冷冻干燥机（Thermo），固相萃取装置（Supelco），TurboVap LV氮吹浓缩仪（Biotage）。LC-PAH色谱柱（4.6×250 mm，5 μm；Supelco），LC-Florisil净化柱（1 g，6 mL；Supelco）。16种PAHs混合标准溶液（500 μg/L；AccuStandard），十氟联苯（200 μg/L；AccuStandard），实验所用乙腈、二氯甲烷、正己烷、丙酮等有机溶剂均为色谱纯（Sigma），试验用水为超纯水（Milli-Q Gradient；Millipore），无水硫酸钠（优级纯，450 ℃下烘烤4 h），硅藻土（优级纯，400 ℃下烘烤4 h），玻璃棉（乙腈提取处理）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集。选择3家企业和1处农田，各采集2个表层（0～20 cm）土壤样品，共计8个样品。A1、A2，B1、B2分别为2家化工企业外土壤样品（厂区主导下风向厂界200 m内）。C1、C2为某矿山企业外土壤样品（尾矿库坝下400 m内农田）。D1、D2为某处普通农田土壤样品（方圆约200 m内无公路）。采样方法参照HJ/T 166-2004。

1.2.2 样品提取与分析。取适量新鲜土壤样品，除去沙砾和和植物残骸等异物，冷冻干燥后混入硅藻土研磨至粒径1 mm以下，供ASE萃取。ASE萃取条件：萃取剂：丙酮/正己烷（1/1，v/v）；炉温：100 ℃；压力：1.03×107 Pa；萃取池体积：60%池体积；静态萃取时间：5 min；静态萃取循环：2次。将萃取液浓缩转底至1 mL正己烷，过LC-Florisil柱净化，以10 mL二氯甲烷/正己烷（1/1，v/v）洗脱，浓缩转底至1.0 mL乙腈，参照HJ 478-2009所列色谱条件上机分析。测试结果以干重计。

1.2.3 质量控制与质量保证。采取全程空白、加标空白、基体加标等质量控制手段，实际样品萃取前均加入替代物十氟联苯。基体加标试验中，16种PAHs的回收率为62.6%～104.5%。方法检出限为0.4～5.2 μg/kg。

2 结果与分析

2.1 土壤中PAHs浓度水平

各土壤样品中PAHs浓度见表1。可以看出，化工企业周边土壤中16种PAHs有着不同程度的检出，矿山企业附近农田和某普通农田中菲均有检出。与荷兰土壤环境质量标准限值[6]相比，A企业附近土壤中：萘平均超标1.58倍、菲平均超标1.45倍、荧蒽平均超标3.13倍，其余单体未超标；B企业附近土壤中：菲平均超标2.41倍、荧蒽平均超标3.28倍，其余单体未超标；C企业附近和D农田各单体均未超标。此外，根据土壤中16种PAHs的总量，可以判断土壤的污染程度[7]：∑PAHs

2.2 土壤中PAHs分布特征

图1为不同样品中PAHs的环数量和分子量分布。可以看出化工企业附近土壤中的PAHs以3环（46.3%～60.5%）、4环（33.5%～43.1%）结构为主，主要成分为中低分子量的PAHs；5环以上的高分子量PAHs占总量的比例为3.4%～10.2%，这部分PAHs往往具有较高的致癌性。矿山企业的2处土壤样品组成差异较大，C1样品中低分子量（3环、4环）PAHs占75.3%，其余为高分子量PAHs。而C2样品和D农田样品中最多只有2个单体被检出。

2.3 土壤中PAHs风险评价

为了更科学地评价不同采样点PAHs的总体毒性特征，该文基于BaP的毒性当量浓度（TEQBaP，单体PAH浓度与其毒性当量因子TEFi的乘积）进行了PAHs的潜在风险评价，结果见表2。从表2可以看出，3家企业和1处农田的各自2个点位的PAHs毒性当量平均浓度呈现出下列的趋势：A>B>C>D。A、B企业附近的土壤存在较明显的潜在致癌性，致癌PAHs的毒性当量平均浓度分别占总量的96.3%和93.5%，对总体毒性贡献较大。而在C企业附近采集的土壤总TEQBaP值差异较大，C1土壤的主要检出成分具有致癌性。C2土壤未检出致癌性PAHs。D农田处的土壤状况相对较好，只在D2土壤中检出致癌性Chr，其TEQBaP的值为0.032 μg/kg。

（下转第193页）

（上接第181页）

2.4 土壤中PAHs来源解析

特征比值（diagnostic ratios））法是判断PAHs污染来源常用的方法。该文利用不同PAHs的特征比值对土壤样品进行源解析，结果见表3（数据不满足计算条件的点位未列出）。可以看出，A企业PAHs特征比值基本符合燃煤污染源，但A企业土壤IcdP/（IcdP+BghiP）值和BaA/（BaA+Chr）值又接近煤/焦炭污染源特征比值，据此分析A企业附近土壤中PAHs可能来源于燃煤和煤/焦炭造成的复合污染。B企业附近土壤接近煤/焦炭污染特征，其成因可能为原料运输和生产过程中的颗粒沉降。C1点位土壤未呈现金属冶炼污染源特征，符合石油及其燃烧源特征，可能为机动车排放源。

3 结论与讨论

在抚顺市采集的8个土壤样品中，PAHs总浓度为1.9～322.2 μg/kg，半数点位的土壤属轻度污染，其余未受污染；土壤样品PAHs分布以中低分子量的PAHs为主；化工企业附近土壤具有相对明显的潜在致癌性；化工企业附近土壤呈现出明显的燃煤和煤/焦炭污染源的特征。

4 参考文献

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