遼寧省典型污染場地土壤多環(huán)芳烴組成特征研究

王堅

摘 ? 要：為研究遼寧省典型場地土壤多環(huán)芳烴（PAHs）的組成特點，選取遼寧省6個典型污染場地（1個煉焦場地、5個大氣沉降影響型場地），采集超過1000個土壤樣品，分析其PAHs組成。結(jié)果表明，煉焦場地低環(huán)（二、三環(huán)）PAHs和高環(huán)（四～六環(huán)）PAHs含量均較高，大氣沉降影響型場地以高環(huán)PAHs為主;土壤超標(biāo)率較高的均為苯并（a）芘、苯并（a）蒽、二苯并（a，h）蒽及苯并（b）熒蒽等高環(huán)PAHs。場地土壤中高環(huán)PAHs之間的相關(guān)性較好，苯并（a）芘與其他三種高環(huán)PAHs相關(guān)系數(shù)總體上高于0.94。土壤中苯并（a）芘不超標(biāo)時，另幾種PAHs也不超標(biāo)，表明苯并（a）芘可作為此類場地的指示性特征污染物。研究結(jié)果可為同類場地的調(diào)查評估提供參考。

關(guān)鍵詞：污染場地 ?多環(huán)芳烴 ?苯并（a）芘

中圖分類號：X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0116-04

Abstract： In order to determine the compositional characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in soil of typical contaminated sites in Liaoning Province， more than 1000 soil samples from six typical contaminated sites， including one manufactured gas plant site and five atmospheric precipitation affected sites， were collected and analyzed. The results showed that the contents of low-ring （2-， and 3-ring） PAHs and high-ring （4- to 6-ring） PAHs in the manufactured gas plant site soil were both high， while high-ring PAHs dominated in soil of atmospheric precipitation affected sites. The PAHs with higher rate of over-standard in both types of sites were the same， i.e.， benzo（a）pyrene， benzo（a）anthracene， dibenzo（a，h）anthracene， and benzo（b）fluoranthene. The major high-ring PAHs had good correlation ships， and the correlation coefficient between benzo（a）pyrene and other three high-ring PAHs were generally higher than 0.94. It was found that other PAHs were below the standards when the benzo（a）pyrene in the soil was below the standard， indicating that benzo（a）pyrene could be used as an indicative contaminant for such sites. The results can provide a reference for the investigation and evaluation of similar sites.

Key Words： Contaminated sites; Polycyclic aromatic hydrocarbons; Benzo（a）pyrene

1 ?背景

多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs）因具有“三致”效應(yīng)和檢出率較高成為最受關(guān)注的土壤污染物之一[1-2]。PAHs是石化燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，土壤中的PAHs可來自石油開采、煉焦生產(chǎn)和大氣沉降[3]。遼寧省是我國老工業(yè)基地，冬季燃煤供暖期也較長，即使在沒有PAHs生產(chǎn)使用歷史的場地中也常常檢出PAHs。

本研究選擇遼寧省典型污染場地，分析土壤中PAHs的組成和相關(guān)性特征，識別指示性PAHs，以期對同類場地的調(diào)查評估提供參考。

2 ?材料與方法

2.1 土壤樣品

土壤樣品來自遼寧省6個污染場地，其中1個為焦化廠場地，其他5個均無明確的PAHs使用歷史。場地基本信息見表1。

2.2 多環(huán)芳烴檢測與數(shù)據(jù)分析

利用氣相色譜-質(zhì)譜方法檢測土壤中14種PAHs [萘、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并（a）蒽、?、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、苯并（g，h，i）苝]，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為美國EPA 8270C[4]，檢出限為0.1mg/kg。檢測結(jié)果與《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）[5]第一類用地土壤風(fēng)險篩選值進行比較，GB 36600不涉及的指標(biāo)，采用美國EPA區(qū)域篩選值居住用地篩選值[6]或美國馬里蘭州居住用地土壤標(biāo)準(zhǔn)[7]進行比較。

3 ?結(jié)果與討論

3.1 土壤PAHs超標(biāo)情況

不同場地土壤PAHs含量范圍及超標(biāo)情況如表2所示。焦化場地PAHs特點體現(xiàn)在二三環(huán)PAHs含量較高，同時四～六環(huán)PAHs含量也較高。焦化場地PAHs超標(biāo)率較高的為苯并（a）芘（82.6%）、苯并（a）蒽（82.0%）、二苯并（a，h）蒽（60.9%）及苯并（b）熒蒽（58.6%）;同時二三環(huán)PAHs如萘、芴、熒蒽等的超標(biāo)率也超過20%。

與焦化場地相比，其他不涉及PAHs使用場地中PAHs的來源主要是受到大氣沉降影響。這類場地PAHs含量明顯低于焦化場地，同時以高環(huán)（四～六環(huán)）多環(huán)芳烴為主。PAHs超標(biāo)率較高的與焦化場地相同，也是苯并（a）芘（27.3%）、苯并（a）蒽（23.8%）、二苯并（a，h）蒽（7.9%）及苯并（b）熒蒽（26.9%）;但二、三環(huán)PAHs超標(biāo)率均低于1%。

標(biāo)準(zhǔn)值來源：a-《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）第一類用地土壤風(fēng)險篩選值，b-美國EPA區(qū)域篩選值居住用地篩選值，c-美國馬里蘭州居住用地土壤標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 超標(biāo)PAHs的相關(guān)性

針對場地中超標(biāo)率較高的苯并（a）芘、苯并（a）蒽、二苯并（a，h）蒽及苯并（b）熒蒽進行分析，結(jié)果如圖1所示。由于場地中高環(huán)PAHs來源途徑相似（煉焦生產(chǎn)或燃料不完全燃燒后大氣沉降），因而PAHs之間相關(guān)性較好。除D2場地外，其他5個場地苯并（a）芘與苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽和二苯并（a，h）蒽的相關(guān)系數(shù)可達0.964～0.997、0.970～1.000、0.942～0.006，表明苯并（a）芘可以代表其他高環(huán)PAHs。

圖1右半部顯示的是不同PAHs在含量較低范圍內(nèi)的關(guān)系，由于苯并（a）芘的風(fēng)險篩選值（標(biāo)準(zhǔn)）較低，可以發(fā)現(xiàn)，土壤中苯并（a）芘不超標(biāo)時，另幾種PAHs也不超標(biāo)。以上結(jié)果表明，一方面苯并（a）芘可作為此類場地重點關(guān)注的污染物。

PAHs是一類混合物，但在煉焦生產(chǎn)或大氣沉降類型的場地上，其組成在多個場地表現(xiàn)出較為一致的組成特點，這些特點一方面可以用于檢查檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量，另一方面可簡化評估工作，污染刻畫和污染土方量計算以苯并（a）芘為對象進行分析，即可表征整個場地的污染情況。

4 ?結(jié)語

本研究采集了遼寧省典型場地土壤，分析了PAHs的組成特征，結(jié)論如下。

（1）煉焦場地低環(huán)PAHs和高環(huán)PAHs含量均較高，大氣沉降影響型場地以高環(huán)PAHs為主，超標(biāo)率較高的均為苯并（a）芘、苯并（a）蒽、二苯并（a，h）蒽及苯并（b）熒蒽等高環(huán)PAHs。

（2）場地土壤中高環(huán)PAHs之間的相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)總體上高于0.94。

（3）土壤中苯并（a）芘不超標(biāo)時，另幾種PAHs也不超標(biāo)。苯并（a）芘可作為此類場地的指示性特征污染物。

參考文獻

[1] 廖曉勇，崇忠義，閻秀蘭，等.城市工業(yè)污染場地：中國環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的新課題[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32（3）：784-794.

[2] 鄧紹坡，吳運金，龍濤，等.我國表層土壤多環(huán)芳烴（PAHs）污染狀況及來源淺析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報， 2015，31（6）：866-875.

[3] Boehm P D. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons （PAHs）， In： Morrison R D and Murphy B L （Eds.）， Environmental Forensics. Burlington： Academic Press， 2006.

[4] EPA Method 8270C. Semivolatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Spectrometry （GC/MS）， 1996.

[5] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）[S].GB 36600-2018.

[6] EPA Regional Screening Levels， 2018. https：//www.epa.gov/risk/regional-screening-levels-rsls-generic-tables.

[7] 孫鐵珩，李培軍，周啟星，等.土壤污染形成機理與修復(fù)技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2005.