应用单体碳同位素分析技术探析农田土壤中多环芳烃的植物降解过程

长期以来,研究者在探讨土壤中多环芳烃(PAHs)的降解及修复过程中,缺乏简便有效的手段对化合物的降解动态进行定量研究。前人尝试用投加实验、对比采用降解措施前后污染物的浓度变化、模型计算等方法研究PAHs的降解过程,其结果常互相矛盾,或不能真实反映复杂的实际环境。本文应用单体碳同位素技术对农田土壤中多环芳烃的植物降解过程进行定量表征,采集了某地农田表土作为供试土壤,选择玉米作为供试作物,开展了作物对土壤中PAHs降解及消除过程的研究。气相色谱-质谱分析结果表明,培养所用的玉米原始土及分4批收集的空白土、根际土、非根际土样品中16种PAHs的浓度总和(∑PAHs)平均分别为380.8 ng/g、(281.5±34.7) ng/g、(272.2±11.6) ng/g和(299.8±37.9) ng/g;玉米生长期间,各土壤样品 的∑PAHs均比原始土壤有所下降,但除3环化合物(苊烯、苊、芴、菲、蒽)外,其他化合物并未随玉米的生长表现出显著趋势。与玉米根、叶倾向于富集低环PAHs化合物相对应,可以判断植物对土壤中的低环化合物去除作用最为显著。各采样时期玉米根际土、非根际土和空白土壤样品中多环芳烃单体化合物的碳同位素分馏值(δ¹³C)在-34.31‰~-23.95‰之间,且除芘外的其他化合物的δ¹³C值随时间呈现逐步变轻的趋势,波动值位于-0.6‰~-9.0‰之间;本文对于PAHs单体化合物,尤其是4、5环化合物,在玉米降解过程中的碳同位素分馏与浓度变化之间未发现明显关系。考虑3环以下的PAHs化合物更倾向于被降解和清除,且其碳、氢同位素分馏情况更容易被观察到,因此稳定同位素分析更有助于探明该类单体多环芳烃污染物在环境中的迁移、转化规律。     

渤海水体中多环芳烃时空分布及来源北大核心CSCD

以渤海水体中多环芳烃(PAHs)为研究对象,分别于2019年6月(春夏季)、8月(夏季)和11月(秋季)采集渤海海域的表、底层海水样品,利用气相色谱–质谱联用仪分析了水体中15种优控PAHs,并对其污染水平、单体组成、时空分布及来源特征进行了分析。结果表明,6月、8月和11月渤海表层海水15种PAHs的总浓度(∑_(15)PAHs)范围分别为10.1~67.0、3.20~24.2和6.14~21.5 ng/L,均值浓度分别为34.2±16.8、9.75±4.94和16.0±3.96 ng/L,季节性特征表现为6月>11月>8月。从存在形式看,海水溶解相中PAHs主要以低环为主,高环PAHs更易赋存在海水颗粒相中。水平分布上总体表现出近岸高、中部低的分布特征,河流输入是渤海水体中PAHs的主要来源,渤海南部海域受黄河流域河流输入影响污染尤其严重;垂直分布上春秋季节渤海表、底层没有明显的浓度差异,说明在强烈季风影响下水体垂直混合能力增强,而夏季则在中部海域形成PAHs表层浓度高、底层浓度低的现象,推测与夏季渤海中部冷水团和温跃层的出现有关。特征比值和主成分分析结果表明,多环芳烃的污染源没有明显的季节差异,化石燃料和生物质燃烧是渤海水体中PAHs的主要来源。     

济阳拗陷特殊生物降解油的初步研究

济阳拗陷草古100平19井奥陶系储层原油,饱和烃馏分均已损失殆尽,仅残余藿烷系列化合物;同时,芳烃馏分化合物也已损失殆尽,仅残余三芳甾烷系列化合物。上述芳烃化合物俱已损失殆尽的蚀变特征,在相关文献中的报道较为少见。原油中不受水洗作用影响的正构烷烃和不受生物降解作用影响的有机硫化合物(苯并噻吩和二苯并噻吩)均已损失殆尽,显然暗示了原油蚀变是遭受水洗作用和生物降解作用共同作用的结果。原油芳烃馏分的“UCM”鼓包幅度明显大于饱和烃馏分的“UCM”鼓包,暗示了芳烃化合物的降解速率平行甚至超过饱和烃的降解速率。原油中低分子量芳烃化合物的快速降解,暗示了油藏可能是在氧化条件下而非在还原条件下发生蚀变的。     

高效液相色谱法测定贵州铜仁地区优质矿泉水中16种多环芳烃

本文使用高效液相色谱仪对贵州铜仁地区优质矿泉水中16种多环芳烃进行分析测试,研究了测定优质矿泉水中多环芳烃的方法,并进行了方法验证和实际样品测试,对仪器柱温箱温度和萃取溶剂种类等条件进行优化,选出最适条件。建立的检测方法线性关系良好(R2均大于0. 999 0),检出限为0. 002 6 0. 009 8μg/L,16种多环芳烃的回收率为73. 87%116. 16%,替代物十氟联苯的回收率为70. 17%85. 61%,方法精密度(RSD)为0. 85%16. 77%。方法前处理过程简单,有利于实际样品快速分析,在贵州铜仁地区优质矿泉水资源调查项目中发挥重要作用。     

楚科奇海陆架沉积物中几种低环的多环芳烃的垂直分布特征

于2014年中国第6次北极科学考察期间,采集了楚科奇海陆架4根沉积物柱状样,据此开展了其中几种低环的多环芳烃(PAHs)的总体水平调查,并结合~(210)Pb测年,探讨了其垂直分布特征及历史沉降规律。结果表明,楚科奇海陆架沉积物中几种低环PAHs含量变化范围为50—1 553 ng·g~(–1),总体处于较低水平,且与粒径变化关系不明显。楚科奇海陆架区沉积物的沉积速率为0.05—0.19 cm·a~(–1),低环PAHs垂直变化较小,总体受人类影响极少,局部高值可能受到石油渗漏或成岩作用等过程的影响。     

南京北郊气溶胶中多环芳烃的污染特征及来源解析

利用2010年8月采集的南京北郊气溶胶样品,使用GC-MS对美国环保总局推荐的16种优先控制的多环芳烃含量、分布特征进行了研究。在此基础上,用特征比值法、主因子分析法分析得到南京市北郊大气中PAHs的主要来源为车辆尾气、燃煤、天然气和草木秸秆燃烧,并应用绝对因子分析法进一步定量计算主要源对PAHs的浓度贡献率。结果表明:1)大气颗粒物中16种多环芳烃的平均总质量浓度为135.85 ng/m~3,多环芳烃以4环为主,在可吸入颗粒物中的浓度占总浓度的88.7%;2)PM10中多环芳烃呈双模态分布,在9~10μm的粗模态和0.65~1.10μm的积聚模态上各出现一个峰值;3)天然气等对PAHs的贡献率为5.7%~44.1%,燃煤源的贡献率为20.7%~57.8%,汽车尾气的贡献率为4.6%~46.7%,木材燃烧的贡献率为2.9%~38.1%。本地交通排放和燃料燃烧是南京北郊大气颗粒物中PAHs的主要来源,远距离输送也对南京北郊气溶胶中的PAHs有重要贡献。     

海洋沉积物中烃类化合物预处理条件优化及应用

运用分辨率高、稳定性好的ＨＰ６８９０ 毛细管气相色谱仪定性、定量测定海洋沉积物中的正构烷烃和多环芳烃。对沉积物样品的预处理中抽提、蒸发、柱层析、萃取等步骤条件进行优化。优化方法中,正构烷烃系列化合物回收率为６５ ％ ～７６ ％ ,多环芳烃系列化合物为８８ ％ ～９５％ ,标准偏差是２．７％ ～２０．２％ （ｎ＝ ３）     

湖泊疏浚堆场淤泥污染及潜在生态风险评价

疏浚淤泥内通常含有不同类型的有毒有害物质,在堆场直接堆放过程中可能会对周围环境产生有害影响.本文针对太湖及巢湖相应疏浚堆场内淤泥进行研究,探讨淤泥中重金属、多环芳烃以及多氯联苯等污染物含量及潜在生态风险;根据重金属的风险指数法和持久性有机污染物的风险商法,对各污染物的潜在生态风险进行定量分析.研究结果表明,太湖白旄堆场以及孔湾堆场淤泥内重金属及多环芳烃含量较小,潜在生态风险较低;巢湖南庄堆场淤泥内各类有害物质含量较大,种类较多,对于周围环境具有较高的潜在生态威胁.多氯联苯则在各个疏浚堆场淤泥中具有很高的积累量,潜在生态风险较高,应引起管理者的重视.     

东太湖沉积物中多环芳烃-菲系列化合物的来源探讨

本文用索氏抽取法提取了东太湖的沉积物和水生植物中的可溶性有机质,用不同极性溶剂在硅胶／氧化铝柱上分离了饱和烃、芳烃、酮馏分,利用GC-MS至芳烃组分进行了鉴定分析,并对其中重要多环芳烃－菲系列化合物的来源进行了探讨。     

多环芳烃在小白洋淀挺水植物中的分布、组成及其影响因素

利用GC-MS测定了端村小白洋淀5个采样点三种主要挺水植物(荷花、蒲草和芦苇)中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量,分析了其分布与组成特征及其影响因素。结果表明:(1)16种优控多环芳烃总量(PAH_(16))在三种挺水植物中的平均干重含量范围为82.5-448.6ng/g(dw),七种挺水植物组织荷叶、荷茎、蒲叶、蒲茎、蒲根、苇叶与苇根中PAH_(16)的平均干重含量分别为448.6ng/g(dw)、129.3ng/g(dw)、292.6ng/g(dw)、166.8ng/g(dw)、82.5ng/g(dw)、141.5ng/g(dw)和90.0ng/g(dw),这些数据表明同种植物的叶中PAHs含量最高、茎中次之、根中最低;PAHs各组份在七种挺水植物中的含量具有显著的正相关关系,反映了PAHs在植物组织中的分布模式极为相似.(2)七种挺水植物组织中,均以低环PAHs为主,中环PAHs次之,高环PAHs很低,其百分比范围分别为66.2%(荷叶)-89%(蒲茎)、10.2%(蒲茎)-32.6%(荷叶)和0.6%(蒲叶)-3.7%(苇根);菲、荧蒽、萘、芴、芘和屈6种PAHs组分在挺水植物组织中的平均百分含量较高,分别为35.3%、15.5%、12.1%、11.7%、9.2%和5.2%,占PAH_(16)的89%.3)PAHs在挺水植物中的含量与植物含脂率具有显著的正相关关系,与PAHs组分的辛醇-水分配系数(K_(ow))以及辛醇-大气分配系数(K_(oa))具有显著的负相关关系.