上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的研究進展

韓昊

【摘要】：以上海市表層土壤多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）為研究對象，查閱近十年間發(fā)表的關于上海市表層土壤多環(huán)芳烴的文獻，分析了中國主要地區(qū)表層土壤中 PAHs 的含量、組分、主要來源及區(qū)域分布情況，為上海市表層土壤中多環(huán)芳烴污染防治提供科學依據。

[關鍵詞]：上海市；表層土壤；多環(huán)芳烴

多環(huán)芳烴（PAHs）是一種環(huán)境中常見的典型持久性有機污染物，具有穩(wěn)定的苯環(huán)結構，對環(huán)境和生物具有高度的危害性。多環(huán)芳烴具有難降解性、遷移性和生物累積性，可通過食物鏈積累和放大，危害人體健康和環(huán)境安全1。多環(huán)芳烴一般是在溫度高于 400℃時，經過熱解環(huán)化、聚合作 用而生成的，它的最適宜的生成溫度是 600～900℃2-4。1979年，美國環(huán)保局（USEPA）公布的129種優(yōu)先監(jiān)測污染物包括l6種多環(huán)芳烴，分別是萘（NaP）、苊（AcNe）、苊烯（AcNy）、芴（Fl）、菲（Phe）、蒽（An）、熒蒽（Fla）、芘（Py）、苯并（a）蒽（BaA）、?（Chy）、苯并（b）熒蒽（BbF）、苯并（k）熒蒽（BkF）、苯并（a）芘（BaP）、茚并（123-cd）芘（IP）、二苯并（a，h）、蒽（BghiP）、苯并（ghi）、苝（DBahA）。

多環(huán)芳烴的來源主要來自自然因素和人為因素，自然因素主要包括燃燒（森林大火和火山噴發(fā)）和生物合成（沉積物成巖過程、生物轉化過程和焦油礦坑內氣體），人為因素主要包括工業(yè)工藝過程、燃煤、垃圾焚燒和填埋等等一系列的人類活動。固體廢物堆放、廢水廢液泄漏、污水灌溉、化學農藥施用等人類排放和空氣干濕沉降等自然過程會導致多環(huán)芳烴進入土壤環(huán)境，從而導致土壤中多環(huán)芳烴的濃度的不斷增加，因此土壤已成為環(huán)境中多環(huán)芳烴的儲藏庫和中轉站，且承擔了 90%以上多環(huán)芳烴的環(huán)境負荷5，尤其對于人口眾多的城市而言，土壤的污染問題將更為嚴重，更應該引起重視6，7。

上海是中國經濟金融中心和民族工業(yè)的發(fā)祥地，占地面積 6340km 2，與江蘇、浙江兩省相接，占據長三角經濟區(qū)的龍頭地位。上海是中國最繁華的、人口密度最高的、集工業(yè)和商業(yè)于一體的特大型城市8。由于改革開放以來的飛速發(fā)展，上海城區(qū)內面臨著嚴重的環(huán)境污染問題，尤其以土壤污染為重點關注的問題。目前已有一些關于上海表層土壤多環(huán)芳烴的含量、組成和源解析的相關報道。本文基于近10年的文獻調研，分析了上海市表層土壤多環(huán)芳烴的污染狀況，研究成果可為上海市的土壤環(huán)境質量評價提供一定的參考價值。

2.上海市表層土壤中 PAHs 含量的濃度水平

將近十年上海市表層土壤16∑PAHs 含量同國內其它地區(qū)進行比較，平均值在2000 μg/kg左右 ，與北京（1637μg/kg）相近，高于天津（1148μg/kg）、南京（975μg/kg）、西安（591μg/kg）、深圳（290μg/kg）和青藏高原（267μg/kg），整體來說，與國內其它地區(qū)相比，上海市土壤中多環(huán)芳烴的含量處于較高水平。將近十年上海市表層土壤16∑PAHs 含量同其它國家研究成果進行比較，平均值遠低于英國城市 （4239.5μg/kg ）和新奧爾良（3730 μg/kg ），高于韓國（394μg/kg ）和希臘（707μg/kg）。總體看來，相比其他國家，上海市土壤多環(huán)芳烴的含量處于中等水平.

3.上海市表層土壤中 PAHs 的組成

近十年關于上海市的研究結果認為，上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的組成以高環(huán)為主。Yu-Feng Jiang等在2006年采集了上海城區(qū)（浦西外環(huán)路以內）共計55個表層土壤樣本，PAHs的組成是以高分子量的PAHs為主，熒蒽（Fla）、芘（Py），苯并[b]熒蒽（BbF）、苊（AcNe）為含量最高的組分；Yu-Feng Jiang等又于2007年在全上海市范圍采集了共36個耕地土壤樣本，PAHs的含量最多的是具有高分子量的多環(huán)芳烴，七個可能的致癌多環(huán)芳烴占到總多環(huán)芳烴的4.8–50.8%，、熒蒽（Fla）、芘（Py）、苯并[B]蒽（BbF）是土壤樣品中最主要的成分；杜芳芳等在2012年采集了80個上海市表層土樣，各個功能區(qū)樣點的組分分布特征較為一致，低環(huán)組分含量較低，中環(huán)和高環(huán)組分含量較高，高環(huán)含量最高。以上結果說明著上海市表層土壤中PAHs 的組成可能具有一定程度的相似性.

4.上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的來源解析

土壤中 PAHs 種類多，來源較為復雜。目前被廣泛運用于判斷 PAHs 來源的方法主要有不同環(huán)數PAHs 的相對豐度法、同分異構體比率法、聚類分析和主成分分析法。

近十年關于上海市的研究結果認為，上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的來源主要以人為因素導致的燃燒源為主。孫小靜等在2006～2007年采集了上海北部郊區(qū)48塊農田土壤，根據不同環(huán)數 PAHs 的相對豐度法和 PAHs同分異構體比率法判斷， PAHs 主要來源于石油和煤等化石燃料的高溫燃燒及汽車尾氣排放等燃燒源. Ying Liu等于2007年在全上海范圍內采集54個表層土壤樣本，經過一系列研究確定了城市區(qū)域和工業(yè)區(qū)為污染的熱點區(qū)域，這表明當地的人類活動（如交通、石化工業(yè)和煤燃燒）可能是主要的貢獻者。通過分層聚類分析和主成分分析法分析，上海表層土壤中高多環(huán)芳烴污染主要是由于燃燒源的貢獻（交通源、煤燃燒和生物質）。因此，隨著交通和工業(yè)的發(fā)展，人為因素導致的燃燒所產生的PAHs比重越來越多，它已經成為了多環(huán)芳烴最重要的來源。

5.上海市表層土壤中 PAHs 的區(qū)域分布

近十年關于上海市的研究表明，土壤中的多環(huán)芳烴濃度往往隨著區(qū)域的不同而表現出明顯的差異。Yu-Feng Jiang等和Xue-Tong Wang等研究的城市區(qū)域濃度（2290和1970）明顯高于孫小靜等和Xue-Tong Wang等研究的城郊區(qū)域濃度（1172和807），從不同功能區(qū)的含量梯度來看，也體現出了明顯的差異，Yu-Feng Jiang等的采樣地點包含了多種土地類型，各種土地類型的濃度均值大小次序為：道路兩側（6280μg/kg）>綠地（2540μg/kg）>公園（2130μg/kg）>商業(yè)區(qū)（2000μg/kg）>居民區(qū)（1260μg/kg）。杜芳芳等的研究表明，不同功能區(qū)呈現了交通區(qū)>文教區(qū)>公園綠地>商業(yè)區(qū)>住宅區(qū)的含量梯度變化。endprint

結論與展望：

近十年上海市表層土壤16∑PAHs平均值在2000 μg/kg左右，和國內其他城市相比，處于較高水平；和其他國家相比，處于中等水平；在上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的組成以高環(huán)（4環(huán)及以上）多環(huán)芳烴為主。

近十年關于上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的研究結果表明，上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的來源主要以人為因素導致的燃燒源為主。目前廣泛運用于探尋PAHs 來源的方法主要有不同環(huán)數PAHs 的相對豐度法、同分異構體比率法、聚類分析和主成分分析法。

從區(qū)域分布來看，上海市表層土壤中的多環(huán)芳烴表現為城市濃度大于城郊濃度；不同功能區(qū)呈現了交通區(qū)>>商業(yè)區(qū)>住宅區(qū)的含量梯度變化。

雖然能夠通過近十年的研究報告得出一些結論，但是近十年來的研究報告仍然存在一些不足，1.缺少2012年以后關于上海市土壤中多環(huán)芳烴的研究2.缺少對上海市內同一個區(qū)域不同年份的持續(xù)研究。希望以后的研究者能夠繼續(xù)的關注上海市表層土壤中多環(huán)芳烴的情況。

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