环渤海地区多环芳烃的区域分布特征及影响因素分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 焦文涛 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吕永龙 |
| 关键词 | 土壤 多环芳烃 环渤海北部地区 北京官厅水库 天津滨海新区 土地利用 Soil PAHs the Northern Watershed of Bohai Sea Beijing Guanting Reservoir Tianjin Binhai New Area Land use. |
| 其他题名 | Spatial distribution and influencing factors of PAHs around Bohai Sea |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 近年来，土壤中的多环芳烃（PAHs，polycyclic aromatic hydrocarbons）污染受到研究人员和政府部门的广泛关注。环渤海地区人口稠密，工农业发达，PAHs排放密度较高。本研究选取环渤海北部约100 km以内的区域及北京官厅水库、天津滨海新区和北京某废弃焦化厂等为研究区域，采集并分析表层土壤和沉积物中美国环境保护署优控的16种PAHs，较系统地研究了环渤海地区快速工业化过程中非有意排放PAHs的多介质残留水平、空间分布及生态风险，并对多种影响PAHs累积的因素进行了研究。研究结论可为环渤海地区PAHs的环境管理提供科学依据，相关结果也能为全面认识我国PAHs污染现状并形成环境管理策略提供重要资料。 本研究得出以下结论： 1) 环渤海北部地区土壤和沉积物中PAHs污染整体较轻，河流沉积物中PAHs浓度一般高于海洋沉积物，沉积物中PAHs的浓度一般高于土壤，官厅水库周边土壤PAHs污染相对较轻，滨海新区污染相对较重，重污染区主要集中在工业园区附近。环渤海北部地区土壤PAHs高残留区主要分布在葫芦岛、大连庄河及丹东等地，受城市活动和工业点源影响较大。官厅水库周边土壤中PAHs浓度为62.8-4110 ng/g，平均浓度为394 ng/g，处于中低等含量水平，但作为首都北京的重要饮用水源地，此水平已经明显偏高；其中62%属于被污染的土壤（＞200 ng/g），存在一定的环境风险。天津滨海新区PAHs的土壤浓度最高为48700 ng/g，出现在天津港；剩余样点中PAHs浓度介于68.3-5990 ng/g之间，平均含量为814 ng/g，处于中高等含量水平，并出现塘沽＞汉沽＞大港，与城市化水平密切相关；仅有10.4%的土壤属于清洁土壤（＜200 ng/g），重、中、轻度污染的比例分别为23.8%、21%、44.8%，有较高的环境风险。天津滨海新区土壤中PAHs明显高于官厅水库周边，不同的工业活动强度和城市化水平是造成两个地区差异的主要原因。两地土壤中PAHs分布极不平衡，高值区均分布在工业区附近，怀来县工业区和塘沽化工区分别是水库周边和滨海新区的主要高值区。 2) BkF、Phe、Inp、Flu和Pyr是环渤海北部地区主要的单体污染物，而官厅水库周边土壤中Phe所占比重最大，占Σ16PAHs的27.2%，之后是Chr＞Pyr＞BaA≈BbF≈BaP；滨海新区两个低环组分Nap和Phe所占比重最大，分别占到22.1%和10.7%，高环的BbF、 Chr、BaP、Inp和BkF在大部分采样点中普遍存在。环渤海北部地区PAHs的组分特征是以高环（4-6环）组分为主，在土壤和沉积物中分别占总含量的76%和78%，均高于官厅水库周边（67%）和滨海新区（56.2%），并呈现：4环＞5环＞3环＞6环＞2环的组分特征，而在滨海新区2环、3环、4环、5环和6环所占分别为21.8%、21.1%、22.1%、21.%和13.2%，没有明显优势环的PAHs。 3) 燃烧排放是整个研究区PAHs的主要来源，不同区域具有明显点源的存在。分子标志物参数和主成分分析显示，环渤海北部地区PAHs主要来源于燃料的不完全燃烧并混有石油源的影响。而官厅水库和滨海新区土壤中PAHs的来源十分复杂，燃煤、作物秸秆、燃油和其他人类活动都对官厅水库周边土壤PAHs污染有不同程度的贡献；工厂燃煤排放、交通释放、冬季取暖是天津滨海新区土壤PAHs的主要来源，石油输入、农作物秸秆焚烧或作为家庭燃料的使用也有一定贡献，生物合成过程可能是Nap的一个重要来源，但还有待于进一步研究。 4) 废弃焦化厂土壤中PAHs污染严重，达到了重度污染的水平（＞1000 ng/g）。由于污染严重及土壤受扰动较大的原因，该厂深层土壤中PAHs污染依然严重，其更深层土壤仍有可能受PAHs污染。PAHs在自然状态下主要集中于0-20 cm的表层土壤中，随着土壤深度的增加，PAHs含量迅速降低。随着土壤层深度的加深，高环PAHs所占的比例减少，这是由高环PAHs的水溶性更小，淋滤迁移作用更低的原因所造成。风险分析表明，12种PAHs单体均是通过人体皮肤接触的风险最大，且随着分子质量的增加其所占比例增大。敏感性分析表明，根层土壤中的半衰期反应、皮肤摄入土壤的分数、皮肤接触的暴露频率和皮肤对土壤的吸附量是风险计算中最为敏感的参数。因此，该工业废弃地在规划为其他用途时，必须进行土壤的深度修复并慎重考虑其用途。 5) 不同影响因素的研究表明，PAHs污染源的区域分布状况决定了土壤中PAHs浓度的高值区位分置，同时在气候因素如风向的影响下，PAHs浓度出现空间递变的规律。土壤总有机碳、总氮和PAHs总量及单体之间存在显著（p＜0.05）的相关关系，是影响研究区土壤中PAHs分布的重要因素，而pH对土壤PAHs分布无影响。不同质地土壤中PAHs含量顺序为轻壤土＞砂质土＞砂壤土＞壤质土，但对其单体和不同环组成无影响。研究区工业用地、城市用地、农业用地、荒地土壤中PAHs总量逐渐降低，组成无明显差异，不同农业土地利用对土壤中PAHs总量及组成均无影响。 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-04 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/309]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 焦文涛. 环渤海地区多环芳烃的区域分布特征及影响因素分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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