陽泉市(開發區)城市綠化帶表層土壤中多環芳烴污染研究

鄭悅，陳勝華

山西工程技術學院地質與環境工程系，山西陽泉045000

1 多環芳烴

多環芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是廣泛地存在于自然環境和土壤混合物中的一種非常典型的持久性有機化學污染物，具有三致(致癌、致畸、致突)特性［1］.它們主要是一些有機物質如高分子化合物和其他有機化學物質在未完全分解或燃燒時所產生的一種揮發性碳氫化合物，如煤炭，石油，木材，煙草等.多環芳烴主要是化學上泛指兩個或兩個以上的揮發性芳環稠在一起的一中烴類化合物，到目前為止已經發現了200 多種PAHs，目前重度環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，因此在環境中的PAHs 具有動態平衡從而保持了較低的濃度水平.

近年來，由于人類生產的集中化活動破壞了其在環境中的動態平衡，使其在環境中大幅度的增加.多環芳烴主要吸附在大氣和水的小分子顆粒上，大氣中的多環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，葉和種子中的多環芳烴主要來自大氣.因此，土壤是重要的環境載體之一，土壤中的多環芳烴污染問題不容忽視［4］.

2 研究區概況

陽泉市地處山西省東部，是重要的煤炭資源和重工業城市.陽泉市經濟技術開發區是集科工貿于一體的省級開發區，于1993 年2 月正式成立，區域總面積為10.06 平方公里.陽泉市經濟技術開發區地處桃河北岸，雖然屬于園林城市建設的集中地，但是基于陽泉市屬于我國重要的工業城市［5］，陽泉市的主要污染源是人為因素，例如工礦生產中產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區綠化帶表層土壤中多環芳烴的污染情況，檢測結果可為此類污染物的控制和處理以及污染的生態風險評價提供參考指標.

4 材料與方法

4.1 樣品采集

采集地區選擇陽泉市開發區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，經度集中在東經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，最后用標簽記.

4.2 土壤多環芳烴(PAHS)的提取與檢測

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

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代替中間液后轉入紙質套筒中，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.隨后用旋轉蒸發儀進行濃縮，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.檢測儀器采用氣質聯用儀進行多環芳烴含量測定［6，7］.

5 檢測結果與討論

檢測結果表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值.

表1 土壤檢測結果含量表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.多環芳烴污染來源主要集中地是工業地區，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，致使大量的多環芳烴有機污染物隨沉降和降水積聚于土壤之中.

6 結論與建議

分析的樣品中檢測多環芳烴污染物:萘，菲和蒽.陽泉市的重工業和煤炭開采主要城市的性質導致了嚴重的污染，多環芳烴土壤中的污染會破壞植物的成長和空氣的質量. 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，充分發揮人工的改良系統的自然凈化能力，從而使得被污染嚴重的城市地表土壤環境徹底得到改善.