陽泉市(開發(fā)區(qū))城市綠化帶表層土壤中多環(huán)芳烴污染研究

鄭悅，陳勝華

山西工程技術(shù)學(xué)院地質(zhì)與環(huán)境工程系，山西陽泉045000

1 多環(huán)芳烴

多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是廣泛地存在于自然環(huán)境和土壤混合物中的一種非常典型的持久性有機化學(xué)污染物，具有三致(致癌、致畸、致突)特性［1］.它們主要是一些有機物質(zhì)如高分子化合物和其他有機化學(xué)物質(zhì)在未完全分解或燃燒時所產(chǎn)生的一種揮發(fā)性碳氫化合物，如煤炭，石油，木材，煙草等.多環(huán)芳烴主要是化學(xué)上泛指兩個或兩個以上的揮發(fā)性芳環(huán)稠在一起的一中烴類化合物，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200 多種PAHs，目前重度環(huán)境污染物主要類型有16 種，包括萘(Nap)、苊(Any)、苊烯(Ane)、芴(Fle)、菲(Phe)、蒽(Ant)、熒蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并(a)蒽(Baa)、屈(Chr)、苯并(b)熒蒽(Bbf)、苯并(k)熒蒽(Bkf)、苯并(a)芘(Bap)、茚并(1，2，3-cd)芘(Inp)、二苯并(a，h)蒽(Dba)和苯并(g，h，i)苝(Bgp)［2，3］.此類化合物具有生物降解，水解，光解和其他自然消除方法，因此在環(huán)境中的PAHs 具有動態(tài)平衡從而保持了較低的濃度水平.

近年來，由于人類生產(chǎn)的集中化活動破壞了其在環(huán)境中的動態(tài)平衡，使其在環(huán)境中大幅度的增加.多環(huán)芳烴主要吸附在大氣和水的小分子顆粒上，大氣中的多環(huán)芳烴會通過降水和沉淀的方式污染地表水和土壤，但是植物的莖，葉和種子中的多環(huán)芳烴主要來自大氣.因此，土壤是重要的環(huán)境載體之一，土壤中的多環(huán)芳烴污染問題不容忽視［4］.

2 研究區(qū)概況

陽泉市地處山西省東部，是重要的煤炭資源和重工業(yè)城市.陽泉市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)是集科工貿(mào)于一體的省級開發(fā)區(qū)，于1993 年2 月正式成立，區(qū)域總面積為10.06 平方公里.陽泉市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)地處桃河北岸，雖然屬于園林城市建設(shè)的集中地，但是基于陽泉市屬于我國重要的工業(yè)城市［5］，陽泉市的主要污染源是人為因素，例如工礦生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙塵和污水排放，交通排放以及垃圾焚燒.

3 研究目的

該項檢測的主要目的是分析陽泉市開發(fā)區(qū)綠化帶表層土壤中多環(huán)芳烴的污染情況，檢測結(jié)果可為此類污染物的控制和處理以及污染的生態(tài)風(fēng)險評價提供參考指標.

4 材料與方法

4.1 樣品采集

采集地區(qū)選擇陽泉市開發(fā)區(qū)3 個綠化主干道:大連街，煙臺街，桃北東街(圖1)，每個主干道從始點開始每隔200 米采集一個樣品，共15 個樣品.采集深度為0 m ～20 m 之間.采集點的緯度在北緯37.86 度～37.87 度之間，經(jīng)度集中在東經(jīng)113.58 度～113.60 度之間.樣品采集后將每個樣品去除其中積石與草根樣雜物，裝入100 mL 容量的棕色玻璃品以防止揮發(fā)，最后用標簽記.

4.2 土壤多環(huán)芳烴(PAHS)的提取與檢測

土壤中PAHS 的提取和檢測方法采用我國環(huán)境保護部發(fā)布的HJ834-2017 土壤沉積物半揮發(fā)性有機物的測定——氣相色譜-質(zhì)譜法.

首先，將樣品取10 g 進行脫水，加入等量的無水硫酸鈉，攪拌均勻，研磨至其完全成為細粒狀.其次，加入索氏提取儀器內(nèi)代替中間液后轉(zhuǎn)入紙質(zhì)套筒中，在圓底溶劑瓶中加入100 mL 丙酮-正己烷混合溶劑并收集提取液.隨后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進行濃縮，濃縮至2 mL.然后，采用硅膠層析柱凈化，在層析柱中逐次加入適量戊烷，樣品濃縮液及二氯甲烷-戊烷混合溶劑得到凈化液，最后再進行一次濃縮.檢測儀器采用氣質(zhì)聯(lián)用儀進行多環(huán)芳烴含量測定［6，7］.

5 檢測結(jié)果與討論

檢測結(jié)果表1 顯示:3 條主街道15 個樣品中，大連街有2 個樣品檢測出多環(huán)芳烴污染物中萘和菲含量超標，煙臺街有1 個樣品檢測出菲和蒽含量超標，其余樣品中16 種PAHs 有機物的含量均未超出限數(shù)值.

表1 土壤檢測結(jié)果含量表Tab.1 Content table of Soil test results

土壤中PAHs 含量除去一些自然因素外，主要來自人類利用能源進行活動的過程中煤、石油不完全燃燒，然而天然氣導(dǎo)致的污染微乎其微，如1999 年天然氣貢獻的PAHs 僅占全國總排放量的0.5 %［8，9］，因此本文在分析PAHs 來源時忽略天然氣的影響.多環(huán)芳烴污染來源主要集中地是工業(yè)地區(qū)，包括電廠，化工廠等.污染途徑還包括取暖用煤等的不完全燃燒.檢測區(qū)域中，除其他污染源之外，煙臺街和大連街均位于該市的氧化鋁廠附近，致使大量的多環(huán)芳烴有機污染物隨沉降和降水積聚于土壤之中.

6 結(jié)論與建議

分析的樣品中檢測多環(huán)芳烴污染物:萘，菲和蒽.陽泉市的重工業(yè)和煤炭開采主要城市的性質(zhì)導(dǎo)致了嚴重的污染，多環(huán)芳烴土壤中的污染會破壞植物的成長和空氣的質(zhì)量. 即使綠化帶會使其一部分代謝分解，但對于污染程度來說，綠化的效果微乎其微，還會對綠化植被帶來污染［10］.所以針對多環(huán)芳烴的降解特點，建議采用更多的方式來凈化綠地，如生物降解法等，充分發(fā)揮人工的改良系統(tǒng)的自然凈化能力，從而使得被污染嚴重的城市地表土壤環(huán)境徹底得到改善.