不同地區農田土壤多環芳烴汙染特徵與來源解析

2020-12-08 農業環境科學

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來源:《農業環境科學學報》2020 年 11 期

作者:劉月仙1,解小凡1,杜志偉1,邱慧1,張瑞麗1,張萌2,3,王偉4

單位:1. 中國科學院大學資源與環境學院;2. 中國礦業大學(北京)化學與環境工程學院;3. 煤炭開採水資源保護與利用國家重點實驗室;4. 農業農村部環境保護科研監測所

摘 要

通過對農田土壤多環芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的分布特徵、汙染程度及成因解析,深入了解工業活動引發的土壤汙染問題,實現工業園區周邊農田土壤的汙染預警和科學合理利用。在黃河三角洲石油開採區和西南鉛鋅冶煉區附近的農田分別採集89 個和148 個土壤樣品,採用氣相色譜-質譜儀(GC-MS)分析美國環境保護署(Environmental protection agency,EPA)優控的土壤中PAHs 組成與含量,運用主成分分析(Principal component analysis,PCA)和正定矩陣因子法(Positive matrix factorization,PMF)模型比較兩個區域農田土壤中PAHs 的來源。

結果表明:石油開採區農田土壤中16 種PAHs 總含量(以幹質量計)平均值為149.8 μg·kg-1(含量範圍31.5~1 399 μg·kg-1),鉛鋅冶煉區農田土壤PAHs 總含量平均值為267.6 μg·kg-1(含量範圍8.99~2 231 μg·kg-1),兩個地區主要以4~6 環PAHs 為主。聚類分析、PCA 和PMF 3 種源解析方法對兩個區域的PAHs 來源進行比較,石油開採區農田土壤中PAHs 主要來源及其貢獻率分別為燃煤9.1%、生物質燃燒和石油源60.7%、化石燃燒24.1%以及柴油燃燒6.2%,鉛鋅冶煉區分別為生物質燃燒和石油源31.6%、汽油及重油的燃燒28.3%、煤燃燒40.1%。鉛鋅冶煉區周邊農田土壤PAHs 汙染程度相對較高。

結 論

(1)兩個地區有機汙染高風險區農田土壤均檢測出PAHs 汙染,其中,石油開採區PAHs 總量為31.5~1399.0 μg·kg-1,平均含量為149.8 μg·kg-1,鉛鋅冶煉區多環芳烴總量為8.99~2 231.0 μg·kg-1,平均含量為267.6 μg·kg-1,主要以4~6 環PAHs 為主;鉛鋅冶煉區周邊農田土壤PAHs 汙染程度相對較高。

(2)石油開採區農田土壤中PAHs 主要來源及其貢獻率分別為燃煤9.1%、生物質燃燒60.7%、化石燃燒24.1%、柴油燃燒6.2%;鉛鋅冶煉區農田土壤中PAHs 主要來源及其貢獻率分別為生物質燃燒31.6%、汽油及重油的燃燒28.3%、煤燃燒40.1%。

責任編輯:鄭慶祥

校對和審核:潘淑君 王農

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