中国城市污泥土地利用关注的典型有机污染物

污泥土地利用是国内外城市污泥主要的处置方式之一,而污泥中的有机污染物是污泥土地利用的限制性因素之一.本文分析了国内外城市污泥中有机污染物的浓度和研究现状,针对我国国情,认为多环芳烃(PAHs)是城市污泥中一种常见的有机污染物,总含量一般在1 ～ 10 mg·kg-1,有的因污水来源复杂而超过了100 mg·kg-1;壬基苯酚(NP/NPE)在我国污水处理厂污泥样品中均有检出,浓度在1～128 mg·kg-1.污泥园林绿化、林地利用、土壤改良等将是今后主要的利用方向,要实现污泥安全、环保的土地利用,多环芳烃(PAHs)和壬基苯酚(NP/NPE)将是主要考虑的典型有机污染物.     

贵阳市表层土壤中多环芳烃的分布特征及来源解析

运用高效液相色谱仪对贵阳市区及近郊的表层土壤中16种多环芳烃(PAHs)进行了定量分析,对其分布特征、污染水平以及来源进行了探讨.结果表明:土壤中PAHs含量为61～ 1560 μg·kg-1,城区土壤样品中PAHs含量为247～1560 μg·kg-1,郊区土壤样品中PAHs含量为61 ～339 μg· kg-1,土壤中4环、5环PAHs含量较高,在土壤PAHs含量中占有绝对优势;参照国外环境标准,对区域表层土壤PAHs的污染现状进行了评价,结果显示,贵阳市表层土壤受到一定程度的PAHs污染.利用相关系数法和典型源三角图法对PAHs的可能来源进行了解析,发现贵阳市的土壤主要受到燃煤排放以及混合污染源——燃煤与汽车尾气排放PAHs的联合污染.     

沈阳细河水中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

通过测定不同季节细河水中多环芳烃(PAHs)的含量,研究了细河水中PAHs的分布,探讨了PAHs的来源,评价了其生态风险。细河水中6月(夏季)16种PAHs的含量为0.214～0.857μg·L-1,平均为0.562μg·L-1;9月(秋季)水中PAHs含量为0.195～0.633μg·L-1,平均0.380μg·L-1;11月(冬季)水中PAHs含量为0.122～0.486μg.L-1,平均含量为0.236μg·L-1。苯并(a)芘含量明显高于国家地表水环境质量标准(GB3838-2002);对细河水中PAHs污染来源分析发现,6月和9月PAHs的主要来源为石油污染和石油及其精炼产品的燃烧;通过商值法对细河的初步风险评价表明,细河水中苯并(a)芘存在较大的生态风险,应引起关注。     

某大型化工场地土壤中多环芳烃(PAHs)污染现状与风险评价

以东北某大型化工场地为研究区域,采集了18个剖面点,4个土层,共计95个土壤样品;使用GC/MS检测了16种PAHs。本研究主要分析PAHs在该场地浅层(0～3 m)土壤的分布特征及在土壤剖面中的垂直分布特征,采用终生致癌风险进行了健康风险评价。结果表明:浅层土壤∑PAHs范围为0.13～553.5 mg·kg~(-1),均值67.0 mg·kg~(-1),化学品公司和热电厂周围土壤样点中PAHs含量相对较高; 0～3、4～7 m土壤层中PAHs以中环4环为主,8～11 m土壤层PAHs以低环2～3环为主。场地中未受扰动的土壤样品PAHs浓度随土壤深度增加而减小,受扰动的样点在深度大于16 m仍有较高浓度的PAHs。根据我国《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》,BaP浓度超出一类建设用地筛选值60.6倍。健康风险评估显示,场地ILCRs值为9.6×10~(-11)～7.2×10~(-5),具有潜在致癌风险。     

贵阳市主干道降尘中的多环芳烃及其健康风险评估

用GC-MS方法测定了贵阳市主干道32个降尘样品中13种多环芳烃(PAHs),并运用美国能源部和美国环保局的方法对其健康风险进行了评估。结果表明,贵阳市主干道降尘中PAHs的含量范围为1291~9215μg·kg-1,平均值为4006μg·kg-1,在国内外同类样品中处于中等水平。主成分分析结果表明,降尘中PAHs主要源于机动车尾气的排放和家庭燃煤的燃烧。健康风险评估结果显示,降尘中PAHs的非致癌危害和致癌风险主要由呼吸途径贡献。PAHs的综合非致癌危害指数远小于1,但综合致癌风险值是一般可接受致癌风险值的10倍以上,说明PAHs的致癌风险不容忽视,其中BaP和DBA对综合致癌风险的贡献最大,应引起关注。     

紫松果菊对多环芳烃重污染土壤修复效能

采用盆栽试验,以实际油田污染土与自然土和沙土按照一定比例配置两种污染浓度的土壤(PAHs总浓度分别为122.40和183.60 mg·kg-1),以株高、生物量变化以及芘(Pyr)、屈(CHR)、苯并b荧蒽(Bb F)、苯并k荧蒽(Bk F)4种多环芳烃去除率为指标,研究了紫松果菊对PAHs污染土壤的修复效能。结果表明:(1)4种多环芳烃污染土壤对紫松果菊株高和生物量有明显抑制作用,在PAHs总浓度为183.60 mg·kg-1时,紫松果菊仍能存活,说明紫松果菊对PAHs污染土壤具有较强的耐性。(2)在PAHs总浓度为183.60mg·kg-1时,紫松果菊对土壤中4种PAHs的去除率分别为66.2%、70.3%、40.6%和65.4%,4种PAHs的总量由183.60 mg·kg-1降到104.52 mg·kg-1,总去除率为56.93%,远大于对照组中PAHs总去除率。说明紫松果菊具有修复PAHs重污染土壤的潜能。相关性分析发现,PAHs的去除率与地下生物量的相关性更好,说明植物地下生物量对多环芳烃去除率影响较大。本研究拓展了利用植物修复PAHs污染土壤的应用范围,使重污染土壤的植物修复成为可能。     

西沙永兴岛土壤中多环芳烃的分布特征及来源

通过采集西沙永兴岛表层土壤和土柱样品, 研究了21种多环芳烃(PAHs)在永兴岛土壤中的浓度和组成特征, 对土壤中PAHs的来源进行解析,并对生态风险进行了评估。结果表明, 永兴岛表层土壤中PAHs的浓度范围为38.9—176.4 ng·g-1, 16种优控PAHs的浓度为36.7—155.6 ng·g-1, 跟其它类似环境相比, 永兴岛土壤中PAHs污染相对较轻。芘、荧蒽、菲、苯并[b]荧蒽、、苯并[a]芘、茚并[1, 2, 3-cd]芘和苯并[e]芘是永兴岛表层土壤中最主要的PAHs。永兴岛土柱中总PAHs与2—3环PAHs浓度分布特征相似, 表层和底层浓度较高, 2—3环PAHs在土柱中占比为74%—96%。来源解析表明永兴岛土壤中PAHs主要以石油、木材或煤等燃烧源为主。16种PAHs的等效致癌风险浓度显示永兴岛土壤中PAHs生态风险较低。     

青海湖沉积物中多环芳烃的沉积记录

采用GC/MS方法分析了青海湖沉积柱中16种美国EPA优先控制的多环芳烃(TPAHs)的垂直分布状况,并对其来源进行了分析.研究表明,0～20 cm沉积柱中TPAHs的含量为495.1～1172.5 ng·g-1,随沉积年代的更新TPAHs的含量呈增加趋势.这与珠江口和东海沉积柱中的记录基本一致,但明显不同于发达国家同类研究的结果.青海湖沉积物PAHs以2～3环(包括萘、苊、苊烯、芴、菲和蒽)为主,其含量平均占沉积物中PAHs总量的(72.4±8.9)%.青海湖沉积物中的PAHs主要来自长距离的大气传输,家庭燃煤与木材的低温燃烧是其主要来源,高温燃烧过程释放的PAHs(如机动车尾气的排放)近年来有明显增加的趋势.     

城市污泥和化肥对水稻土种植的通菜中多环芳烃(PAHs)的影响

在水稻土上施用城市污泥和化肥盆栽通菜,应用GC／MS联机检测技术对通菜中17种多环芳烃化合物进行了分析。结果表明,各处理通菜中的∑PAHs含量在0．414-5.404mg/kg之间,依次是佛山污泥＋化肥＞广州污泥＋化肥＞化肥＞广州污泥＞佛山污泥＞空白,致癌性PAHs化合物的总含量（∑PAHscarc)在0.068-0.944mg/kg之间,绝大部分化合物在通菜中的含量大于在根系中的含量,与空白对照相比,施用城市污泥和化肥均使通菜中的∑PAHs含量明显提高,各处理通菜中的PAHs都只是以一种或几种化合物为主,主要是3,4个苯环的化合物,显示不同的分布特征,。     

4种城市绿化树种叶片PAHs含量特征与叶面结构的关系

用气质联用仪测定了长沙市樟树(Cinnamomu camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Opsmanthus fragrans)和红檵木(Redrlowered loropetalum)4个主要绿化树种叶片中PAHs含量,同时测定了叶片的气孔密度、气孔长宽比、叶片的宽长比和叶面积等叶面结构特征值,探讨了叶面结构与叶片中PAHs含量的关系。结果表明:红檵木叶片的PAHs含量最高,为11.13mg·kg-1,16种PAHs在4树种叶片中均有不同程度的检出,其中以3环和4环为主,菲的浓度最高。除桂花外,在气温较低的秋冬季节,其余3种植物叶片气孔密度大PAHs含量高。叶面宽长比、气孔长宽比均与叶片PAHs含量呈极显著正相关,而叶面积与PAHs含量呈极显著负相关。表明叶面结构是影响叶片PAHs含量的重要因素。研究结果可为城市绿化树种合理选择与配置提供科学依据。     

长江口南支表层沉积物中多环芳烃分布特征及生态风险

2008年5月和8月先后2次采集长江口南支表层沉积物样品,采用高效液相色谱进行多环芳烃测定,研究其分布、来源与生态风险。结果表明:长江口南支表层沉积物中PAHs总量在8.9~312.2ng.g-1;PAHs组成以芘、菲、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽、苯并[a]芘为主,各站芘的含量均最高,本研究PAHs总含量与长江口、黄河口和鸭绿江口近期的调查数据相近,但明显低于珠江口和闽江口数据,以及长江口潮滩沉积物中PAHs数据;PAHs环数组成以中、高环为主,表明长江口南支PAHs主要来源于相对高温条件下不完全燃烧过程。采用平均效应中值商法评价长江口南支PAHs生态风险结果表明,调查区域PAHs产生生态风险的概率较小(<10%)。     

污水和污泥中的人工合成麝香分析方法

市政污水和污泥排放是人工合成麝香输入土壤环境的主要途径,污染物排放是生态风险评价中暴露分析模型的必要输入参数。目前有关土壤中人工合成麝香的生态风险研究较少报道,其中缺乏快捷、简便、准确的检测技术是限制这方面研究的主要因素之一。本研究针对污水的固相萃取法和液-液萃取法,以及脱水污泥的索氏萃取法和快速溶剂萃取(ASE)法进行比较和优化,结果表明,采用液-液萃取法和ASE法结合硅胶小柱净化过程检测水样和污泥样品中的人工合成麝香能够获得较好的回收率。最后利用这2种方法检测了北京某污水处理厂的进出水和脱水污泥中的佳乐麝香(HHCB)和吐纳麝香(AHTN)的含量,结果表明,进水中的HHCB和AHTN的含量分别为897～1270ng·L-1和331～488ng·L-1,出水中含量分别为201～226ng·L-1和65～130ng·L-1,脱水污泥中的含量分别为137～348ng.g-1和64～138ng.g-1。     

大辽河水系表层水中多环芳烃的污染特征

采用GC/MS对大辽河水系的浑河、太子河和大辽河表层水和悬浮物中的多环芳烃 (PAHs) 进行了定量分析,探讨了大辽河水系表层水和悬浮物中多环芳烃分布特征与来源.结果表明,水样和悬浮颗粒物中PAHs总量浓度分布范围分别为：水样946.1～13 448.5 ng·L^-1;悬浮颗粒物317.5～238 518.7 ng·g^-1.多环芳烃的浓度分布表现为太子河>大辽河>浑河,靠近工业区的PAHs浓度明显高于城市和非工业区.水样中PAHs以3～5环为主,悬浮颗粒物样中PAHs以2环为主.PAHs特定分子比率分析表明,大辽河水系受到石油输入和热解的复合PAH污染,采样站位附近石油化工和钢铁工业是PAHs的主要来源.与世界其他河流和海洋地区相比,水和悬浮颗粒物中污染浓度较高,具有一定的生态风险.     

城市不同森林土壤溶解性有机碳和微生物生物量碳特征

土壤溶解性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)在生态系统碳循环中发挥重要作用。为了解城市森林土壤DOC含量和MBC特征及影响因素,本研究以合肥市城市森林为对象,分析不同植被类型(水杉、香樟、雪松)土壤DOC、MBC年动态特征及影响因素。结果表明:植被类型对土壤DOC含量影响显著(P0.05),0~30 cm土壤DOC含量年均值为水杉林(80.35 mg·kg-1)雪松林(60.13 mg·kg-1)香樟林(43.36 mg·kg-1),且总体上随土层深度的增加而递减;水杉林、雪松林土壤DOC含量夏秋季高于冬季,而香樟林则6月含量最低;0~30 cm土壤MBC年均值大小依次为水杉林(412.84 mg·kg-1)雪松林(358.85 mg·kg-1)香樟林(283.40 mg·kg-1);不同植被类型土壤MBC总体上随土层深度增加而递减,且夏、秋季较高,冬季较低。相关分析表明:水杉林、香樟林土壤DOC、MBC与有机碳显著正相关(P0.01),而雪松林土壤DOC、MBC与根量呈显著正相关(P0.01),表明雪松林根系分泌及分解转化是其土壤活性碳的重要来源。     

不同施肥处理对甜菊生长及糖苷含量和积累量的影响

采用盆栽法,以甜菊( Stevia rebaudiana Bertoni)品种‘中山4号'(‘Zhongshan No.4')当年生扦插苗为研究对象,研究不同形态氮肥(硫酸铵、硝酸钠和尿素)及不同施氮量(纯氮)、施磷量( P2 O5)和施钾量( K2 O)对幼苗生长及糖苷含量和单株积累量的影响。结果显示：随氮肥、磷肥和钾肥施用量的提高,甜菊幼苗的株高、茎粗、叶长、叶宽、单株叶干质量和单株茎干质量均呈先升后降的变化趋势,且总体上与对照无显著差异,仅施磷量300 mg·kg-1处理组的叶长显著高于对照;根据施肥量与单株叶干质量的回归方程,确定硫酸铵、硝酸钠、尿素、磷肥和钾肥的施用量分别为64.87、660.21、735.84、211.54和775.92 mg·kg-1时,幼苗单株叶干质量最高。在硫酸铵处理组中,300 mg·kg-1处理组甜菊叶片中的莱鲍迪苷A( R-A)含量及甜菊苷( St)、R-A和总苷的单株积累量以及600 mg·kg-1处理组的St单株积累量高于对照,多数处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;在硝酸钠处理组中,1200 mg·kg-1处理组的R-A和总苷含量、600和900 mg·kg-1处理组的St单株积累量以及300~900 mg·kg-1处理组的R-A和总苷单株积累量高于对照,其他处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;在尿素处理组中,1500 mg·kg-1处理组的R-A和总苷的含量和单株积累量以及600和900 mg·kg-1处理组的R-A和总苷单株积累量高于对照,其他处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均低于对照;各施氮处理组中,仅1500 mg·kg-1处理组的R-A含量与对照差异显著,其他指标均与对照无显著差异。在施磷处理组中,100 mg·kg-1处理组的R-A含量以及100和200 mg·kg-1处理组的St、R-A和总苷的单株积累量高于对照,多数处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量低于对照且与对照均无显著差异。在施钾处理组中,各处理组的St、R-A和总苷含量及单株积累量均高于对照,其中仅900 mg·kg-1处理组的St、R-A和总苷含量与对照显著差异。各施肥处理组的St含量占总苷含量的百分率均低于对照、R-A含量占总苷含量的百分率均高于对照,且总体上与对照无显著差异。经过综合分析,建议在甜菊生育期内的施肥量为纯氮600~900 mg·kg-1、P2 O5200~300 mg·kg-1和K2 O 600~900 mg·kg-1,其中氮肥以尿素为宜。     

北京市奥林匹克公园PM_(2.5)中多环芳烃在采暖季和非采暖季的特征、来源及健康风险评估

采集了北京市奥林匹克公园2017年12月至2018年6月的67个PM_(2.5)样品,对PM_(2.5)中多环芳烃(PAHs)在采暖季和非采暖季的污染情况、浓度分布特征、来源和健康风险等进行研究。利用GC-MS对16种PAHs进行了检测分析。采暖季和非采暖季的PAHs均值分别为213.6和52.5 ng·m~(-3)。利用比值法和主成分分析对PAHs进行源解析的结果显示,北京市城区采暖季16种PAHs主要来源于煤和石油等化石高温燃烧排放,非采暖季主要来源是机动车尾气排放;ILCR暴露风险评估模型评估表明,人群呼吸暴露在北京大气中具有潜在致癌风险。     

土壤四环素污染对蚯蚓生长发育、抗氧化防御系统及基因表达的毒性效应

采用室内模拟实验,研究了土壤四环素污染对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)生长发育、抗氧化系统及基因表达的毒性效应。结果表明:与对照组相比,四环素暴露初期(≤14d),蚯蚓体重及可溶性蛋白(SP)含量变化不显著;随着暴露时间的延长及四环素浓度的增加,蚯蚓体重呈现下降趋势,SP含量显著上升。1~100 mg·kg-1四环素胁迫下,蚯蚓体内抗氧化防御系统遭到破坏,暴露14 d后蚯蚓体内SOD、POD和CAT活性均有不同程度的上升。DDRT-PCR试验结果显示,1~100 mg·kg-1四环素胁迫下,暴露28 d后的蚯蚓基因表达发生变化。研究表明,四环素对蚯蚓具有慢性生态毒性效应,可以综合运用抗氧化酶和基因表达等生物标志物评价四环素的生态毒性。     

城市污泥和土壤中苯并（a）芘的初步研究

应用GC／MS技术对我国11个城市污泥和4种土壤中的苯并（a)芘进行研究,探讨苯并（a)芘在城市污泥和土壤中的含量和分布特征,结果表明,城市污泥中苯并（a)芘的含量在0．007－0．578mg.kg^-1之间,平均为1．272mg/kg^-1,绝大部分低于1．0mg/kg^-1,但在珠海和北京污泥中超过我国农用污泥的控制标准,褐土,水稻土和石灰性土中苯并（a)芘的含量分别为2．138,0．782和0．664mg.kg^-1,在赤红壤中未检出,城市污泥中苏并（a)芘含量与污水来源,污水处理方式和污泥类型等因素有关,土壤中苯并（a)芘含量与母质,大气污染,污水灌溉,污泥农用等因素有关。     

太子河水体中多环芳烃分布与污染源解析

利用振荡提取-硅胶柱净化-HPLC荧光(FLD)/二级阵列检测器(DAD)检测法测定了太子河水中USEPA16种优控多环芳烃(PAHs)的含量。结果表明,枯水期(4月)、丰水期(7月)和平水期(10月)太子河水中PAHs总浓度分别为454.5～1379.7、1801.6～5868.9和367.0～5794.5ng.L-1,同国内外河流相比,太子河水中PAHs污染较严重,且具有明显的季节分布特征,丰水期PAHs浓度远高于枯水期。丰水期、平水期和枯水期太子河水中均以2～3环PAHs为主,但不同季节代表性PAHs的种类不同。污染来源分析表明,枯水期太子河水中PAHs主要来源于石油污染,丰水期和平水期主要来源于石油源和燃烧源的混合源。     

污泥与园林废弃物混合堆肥对波斯菊生长及重金属积累的影响

随着城镇人口增加和城市化的快速发展,每天产生大量的污泥和园林废弃物,而厌氧消化的污泥与园林废弃物的混合堆肥产品应用于林地土壤改良,是城市废弃物循环利用的一种经济有效的方式。本研究在北京平原造林区开展试验,探讨混合堆肥对波斯菊的生长及对重金属元素吸收的影响。结果表明:施用堆肥对土壤全氮和有机质含量无显著影响; Cu、Zn、Cd三种重金属元素在土壤中主要以残渣态的形态存在;施用堆肥提高了土壤Cu、Zn含量,但Zn总量未超过土壤环境质量标准(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值300 mg·kg-1,Cu在施肥量较高时超过土壤污染风险筛选值100 mg·kg-1;土壤背景值中Cd含量已经高于土壤污染风险管制值4.0 mg·kg-1,施用堆肥对Cd含量的影响无明显规律;波斯菊株高、生物量和花数均随着堆肥施用量的增加而增加;波斯菊对重金属元素的富集性表现为CuCdZn。本研究表明,北京平原造林区的人工林生态系统可以忍受一定浓度的污泥和园林废弃物混合堆肥,并利用其中的营养物质,提高土壤肥力,促进植物生长。