福建闽江沿岸土壤中多环芳烃含量、来源及健康风险评价

孙 焰,祁士华,李 绘,黄焕芳,杨 丹,范宇寒,闵 洋,瞿程凯



福建闽江沿岸土壤中多环芳烃含量、来源及健康风险评价

孙 焰,祁士华*,李 绘,黄焕芳,杨 丹,范宇寒,闵 洋,瞿程凯

(中国地质大学(武汉)环境学院,生物地质与环境地质国家重点实验室,湖北 武汉 430074)

为研究福建省闽江沿岸土壤中多环芳烃(PAHs)的残留状况、潜在来源及健康风险,采集闽江沿岸16个土壤样品,利用气相色谱/质谱(GC/MS)分析其中16种PAHs含量,结果表明:研究区土壤中16种PAHs的总含量为70.70~1667.83μg/kg,平均值为480.28μg/kg,其沿闽江沿岸呈“W”型分布模式,具体表现为城市高于郊区的变化;PAHs以2~3环为主,其中萘(Nap)的含量最高.基于PAHs的特征比值和主成分回归结合分析,研究区土壤中PAHs主要是石化和燃烧混合污染源,其中化石燃料高温燃烧占41.45%,石油源及生物质燃烧占49.34%,煤燃烧占9.21%.PAHs总毒性当量浓度值(TEQBaP)为3.10~121.15μg/kg,平均值为36.71μg/kg,37.50%的采样点超过荷兰土壤标准目标参考值(33.00μg/kg),表明闽江沿岸土壤已经受到PAHs不同程度的污染.健康风险评价表明,研究区土壤中PAHs的致癌风险(ILCRs)在10-8~10-6间,说明其致癌风险较小.

闽江；土壤；多环芳烃；来源；健康风险评价

多环芳烃(PAHs)具有较强的致癌、致畸和致突变性[1].环境中PAHs主要是人为来源,如石油的直接泄漏或者石油、木材及其他有机质燃烧[2-3],少量来自森林火灾和火山爆发[4].PAHs具有疏水性,且易被土壤颗粒吸附,使得土壤成为环境中PAHs重要的载体,约有90%的PAHs残留在土壤中[5-6].土壤中的PAHs可通过人的皮肤、口腔及呼吸道直接进入人体,同时也可被动植物吸收进入食物链威胁人类健康,对人体造成不同程度的危害.随着我国工业化、城市化的高速发展,由PAHs造成的污染问题已日趋严重,其对人类健康和生态环境产生潜在的负面影响不容忽视[7].

闽江是福建最大的独流入东海的河流.闽江流域是福建省内重要的机械、商贸、旅游、水电发达地区.近年来福建工业发展迅速,城市化进程明显加快,闽江周边地域被大规模开发,大量城市废水、农业污水及交通污染物排放进入闽江,致使闽江福州段生态环境质量总体上呈现下降趋势[8-9].本文选取南平以下闽江干流沿岸土壤作为研究对象,以城市-郊区-乡镇-郊区-城市这一剖面分析土壤中PAHs的残留情况、来源并进行健康风险评价,以期为该地区绿色经济发展及区域环境保护提供科学依据.

1 实验方法

1.1 样品采集

于2009年3月,沿闽江沿岸以10km为一个采样长度,采集0~20cm表层土壤样16个,采样点沿着城市-郊区-乡镇-郊区-城市这一剖面分布在闽江两侧,其中点A01、A02位于南平市市区,A03、A04、A05、A06、A07位于城郊过渡区,A08、A09位于福州市乡镇,A10、A11、A12位于福州市市郊,A13、A14、A15、A16位于福州市内,其中点A16位于闽江入海口附近,具体的采样点位如图1所示.

单个采样点的样品采集在直径为20m的范围内,由4个方向采集的土壤样品,均匀混合后作为该点位的代表性土壤样品.采集的土壤样品装入聚乙烯密实袋中,并尽快运回实验室进行后续实验分析.样品自然风干,过20目不锈钢筛,去除石块及植物根系,储存于棕色磨口玻璃瓶中,冷冻保存(-4℃).

1.2 分析方法

实验检测并分析了美国国家环境保护署(USEPA)列出的16种PAHs优控污染物:萘(Nap),苊(Acy),二氢苊(Ace),芴(Flu),菲(Phe),蒽(Ant),荧蒽(Fluo),芘(Pyr),苯并[a]蒽(BaA),(Chr),苯并[b]荧蒽(BbF),苯并[k]荧蒽(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(BghiP).

土样经过筛选后,称取10g用滤纸包裹,加入1000ng回收率指示物(氘代萘(Naphthalene-d8)、氘代二氢苊(Acenaphthene-d10)、氘代菲(Phenanthrene-d10)、氘代(Chrysene-d12)和氘代苝(Perylene-d12).用二氯甲烷索式抽提24h,并加入铜片脱硫.抽提液经旋转蒸发仪浓缩至约3mL,加入3mL正己烷,继续经旋转蒸发仪浓缩至3mL.浓缩液通过装体积比为1:2的氧化铝和硅胶(经过48h抽提,然后分别在240℃和180℃温度下活化12h,加入3%的去离子水去活化)层析柱净化,然后用30mL二氯甲烷和正己烷(体积比2:3)混合液淋洗.淋洗液经旋转蒸发仪浓缩至0.5mL,将其转移至2mL样品瓶中,使用柔和的高纯氮气浓缩至0.2mL.上机前,每个样品加入1000ng六甲基苯内标物质.

PAHs检测使用Agilent公司气相色谱-质谱仪(GC/MS,7890A/5957MSD),色谱柱是DB-5MS熔融石英毛细柱(30m×0.25mm×0.25μm).质谱在70ev和选择离子监测模式下利用电子轰击电离运行.色谱条件为:进样口温度270℃,检测器温度280℃.柱箱升温程序为:初始温度80℃,保持5min,再以5℃/min的速率上升至290℃,保持20min.载气为高纯氦气,流速为1.0mL/min,不分流进样.

1.3 质量保证与质量控制

实验通过空白样、加标空白样和平行样来保证预处理过程中样品的质量.16种PAHs的检出限范围0.27~0.78μg/kg.在空白样中,目标物均为未检出.平行样品中PAHs的相对标准偏差均小于15%.本方法回收率指示物的回收范围在52%~129%之间,其中Nap-D8低于80%,Chr-D12和Pyr-D12高于110%, Nap易挥发,在实验过程中会发生损耗,数据均经过回收率校正.

2 结果与讨论

2.1 闽江沿岸土壤中PAHs的残留状况

沿闽江流域采集的16个土样中,16种PAHs的检出率均达100.00%,土壤中∑16PAHs在70.70~1667.83μg/kg,平均值为480.28μg/kg(表1).相较于其他研究,研究区土壤中PAHs含量低于福州市表层土壤(平均值595.90μg/kg)[10]、福建内河沉积物(平均值899.60μg/kg)[11]和闽江福州段沉积物(平均值630.90μg/kg)[12],略高于大清河流域表层土壤(平均值405.10μg/kg)[13],高于福建九江流域土壤(平均值117.03μg/kg)[14]及青藏高原湖泊流域土壤(平均值194.00μg/kg)[15].从图2可知,闽江沿岸土壤中∑16PAHs空间分布呈“W”型,主要是因为点位A01~A16是沿城市-郊区-乡镇-郊区-城市依次延展分布,该趋势与我国PAHs含量总体分布一致:即城区土壤中PAHs的含量高于郊区[16].

表1 闽江沿岸土壤PAHs含量及毒性当量Table 1 The concentration and TEQBaPof PAHs in soil samples collected along the banks of Minjiang River

我国在《全国土壤污染状况评价技术规定》[17]中规定苯并(a)芘标准值为0.1mg/kg,对于其余15种PAHs没做出相应的规定,若按照我国环境土壤质量评价方法, 苯并(a)芘的单向污染指数£1,研究区土壤未受到苯并(a)芘污染.根据Maliszewska-Kordybch[18]在1996年建立的PAHs土壤含量分类标准:未污染(<200μg/kg)、轻微污染(200~600μg/kg)、中度污染(600~ 1000μg/kg)、重度污染(>1000μg/kg).从图2可知,A01、A14和A16属于重度污染,A08属于中度污染,A02、A04、A05、A06、A09、A13、A15属于轻微污染,A03、A07、A10、A11、A12未污染.A16号点的∑16PAHs值高达1667.83μg/ kg,该采样点位于城区,在河流下游入海口附近,交通复杂,受污染程度比较大;点A01附近有加油站,其他处于中度或重度污染的点均位于城区附近,人口较多,紧邻省道或国道,交通繁忙,使得PAHs含量较高;轻微污染的点主要位于城郊或郊区,人口较少;未污染的点主要位于交通较少的县道或公路旁.根据荷兰土壤质量标准[19],研究区土壤中Nap超标率达到100.00%,Fluo的超标率达60.00%,Chr、BghiP的超标率达43.75%,BaP、InP的超标率达37.50%,BkF的超标率达25.00%,BaA的超标率达18.75%,Phe、Ant的超标率达6.25% (表1),闽江沿岸附近土壤PAHs的污染应引起重视.

2.2 闽江沿岸土壤中PAHs的组成特征

根据苯环数不同,可将PAHs分为低环PAHs(2~3环),中环PAHs(4环)和高环PAHs(5~6环).环境中PAHs的人为来源大致分为石油源和燃烧源,通常高环PAHs来源于煤等化石燃料的高温燃烧,低环PAHs主要来源于低温转化和石油产品的泄漏[20-21].研究区低环PAHs所占比例为16.79%~85.42%,平均值为50.02%,中环PAHs所占比例为7.19%~45.01%,平均值为22.93%,高环PAHs所占比例为7.38%~46.62%,平均值为27.05%.从图3可知,该地区PAHs主要以低环为主,且Nap的含量最高,平均达到145.68μg/kg,表明PAHs来源于原煤和原油燃烧[22].低环相对于高环更易降解[23],且有较好的挥发性,除本地源输入外,还可能经远距离迁移作用,在季风影响下通过干、湿沉降进入土壤[24].

由图3可知,闽江流域不同采样点的PAHs组成差异较大,其中点A01、A02、A08、A15以中环和高环为主,周边交通污染及化石燃料燃烧是PAHs的主要来源;点A04、A06、A07、A09、A12、A13、A16主要是低环占优势,样点主要位于市郊,邻近公路,受道路交通污染及生物质燃烧影响[10],点A16位于闽江入海口附近,受亚热带海洋季风气候的影响,低环更易从海上向内陆迁移、沉降进入土壤,因此受到海洋和城区的综合影响使低环所占比重大[24];其余采样点低环、中环及高环均没有表现出明显的优势,主要来源为混合源,污染来源复杂,包括工业、交通及燃烧源等.闽江沿岸土壤PAHs不同环数及各组分化合物含量百分比有明显不同,说明其PAHs来源也有明显的区别.

闽江沿岸土壤PAHs化合物组分含量有所区别,为了解样点间的异同,采用ward系统聚类法分析,利用方差分析的思想对样品进行分类.结果显示,研究区16个样点分成2类(图4).Ⅰ类和Ⅱ类存在一定的差别, Ⅱ类区样点更靠近城市,Ⅰ类区样点较多位于郊区.从图5A可知,Ⅱ类区PAHs各组分含量总体高于Ⅰ类区,从图5B可知,相对于Ⅰ类区而言,Ⅱ类区Fluo、Chr、BbF化合物含量所占比例偏高,Nap、Phe、Flu、Ace化合物含量所占比例偏低,说明其来源有所不同,Ⅱ类区临近城市,煤的燃烧及交通污染来源对PAHs贡献更多,Ⅰ类区临近郊区,生物质燃烧对PAHs贡献更大[10],Ⅱ类区相较Ⅰ类区,交通更为复杂,污染程度相对更大.

2.3 闽江沿岸土壤中PAHs来源分析

采用PAHs特征组分比值法和主成分回归分析法对研究区PAHs来源进行分析.

不同来源的PAHs有相应的特征比值范围,从图6A可知,9个样品点(A02、A03、A04、A06、A07、A09、A10、A12、A15)的BaA/(BaA+Chr)<0.2,表明PAHs是石化来源,另7个点(A01、A05、A08、A11、A13、A14、A16)的BaA/(BaA+Chr)在0.2~0.35,表明PAHs是石化和燃烧混合来源,InP/(InP+BghiP)值均在0.3左右,表明PAHs是石油燃烧源[25].从图6B可知,Fluo/(Fluo+Pyr)值均大于0.5,其PAHs来源是煤油、煤及生物(如植物、木炭等)燃烧[23];样品Phe/Ant值在0.90~25.31之间,其中有5个样品(A03、A07、A09、A10、A12)的Phe/Ant>15,其PAHs来源是石油源,另6个样品(A01、A02、A04、A11、A13、A14)的Phe/Ant<1,说明PAHs来源于化石燃料等的燃烧[26],其余5个样品在10~15之间,但因蒽较菲易于发生光化学反应,大气中经远距离迁移沉降下来的颗粒Phe/Ant值将会增大(从近源的3~4变为10~30)[27],所以PAHs来源可能是较远地区的燃烧源.通过比例分析及样点所处位置综合判断,可知点A03、A04、A06、A07、A09、A10、A12、A15的PAHs主要是石化来源及生物质燃烧,除A09、A15样点位于城镇附近外,其余均位于郊区,且靠近公路或铁路,交通污染及生物质燃烧是PAHs的主要来源;点A01、A02、A05、A08、A11、A13、A14、A16的PAHs是石化和燃烧混合来源,除点A05、A11在郊区外,其余点均位于城镇附近,人口较多,或有厂房,邻公路,煤炭是福建最主要的能源[28],主要是煤、化石的燃烧及交通污染源.因此,郊区PAHs主要是石化及生物质燃烧,城镇基本是石化和煤的燃烧.

利用主成分回归分析定量其来源.按主成分分析因子提取原则,提取了3个主成分(特征值>1),其累计贡献率达91.63%,主成分1、主成分2、主成分3的贡献率分别是53.79%、23.14%、14.70%. Kaiser标准化斜交旋转因子载荷如表2所示.

由表2可知,4、5、6环的PAHs在主成分1中具有较高载荷,其中Fluo和Pyr是汽车尾气和燃油燃烧排放的特征化合物[29],煤的燃烧会造成较高的Fluo、Pyr、BaA及BaP的释放[30],InP、BkF、BbF、BaP及BghiP是机动车尾气排放的特征物[31-32],因此,主成分1代表的是煤、石油等化石燃料的高温燃烧.Nap、Acy、Ace和Flu在主成分2上有较高的载荷,这4种物质均属于2环,Ace是生物质燃烧的特征物[10],Nap等低环主要是石油源(石油、原油等的泄漏)[22],因此,主成分2代表的是石油源及生物质的燃烧.主成分3的Phe和Ant载荷较高,Phe、Ant是燃煤的特征物[30],因此主成分3代表的是煤燃烧源.通过3组主成分得分与PAHs标准值来进行回归分析,2=0.986,值为0.01<0.05,回归方程=0.631+ 0.752+0.143,研究区土壤中PAHs来源于煤、石油等化石燃料高温燃烧占41.45%,由石油源及生物质燃烧产生的PAHs占49.34%,由煤燃烧产生的PAHs占9.21%(图7).

表2 闽江流域PAHs主成分分析Table 2 Principle components analysis of PAHs in soils from the banks of Minjiang River

特征组分比值分析结果与主成分回归分析结果一致,研究区土壤中PAHs主要是石油源、化石燃料和燃烧源的混合来源.

2.4 闽江沿岸土壤中PAHs的健康风险评价

不同污染物之间存在着协同和拮抗作用,多种污染物混合会产生毒性低于或者高于单一污染物产生的毒性,因此需综合考虑多种污染物的毒性来对研究区风险进行评价[33].通过毒性当量浓度(TEQBaP)对闽江沿岸土壤PAHs进行健康风险评价分析,由表1可知,16种PAHs的总TEQBaP在3.10~121.15μg/kg间,平均值为36.71μg/kg;7种致癌PAHs(BaA、Chr、BbF、BkF、BaP、InP和DBA)的TEQBaP在3.02~117.98μg/kg间,平均值为35.93μg/kg;荷兰土壤标准[19]中的10种PAHs的总TEQBaP值在2.54~83.82μg/kg间,平均值为27.33μg/kg,其中,研究区37.50%的采样点超过荷兰土壤标准目标参考值(33.00μg/kg).7种致癌PAHs的总TEQBaP占16种总TEQBaP的97.89%,说明致癌的PAHs是总的TEQBaP的主要贡献者.对单一PAHs而言,BaP占总TEQBaP的58.61%,其次为DBA(14.61%)和BbF(12.20%),这三种物质主要来源于交通尾气的排放[32],需要重点关注.

PAHs通过被直接摄取、皮肤接触和吸入对人类健康造成潜在的威胁,本文计算终身致癌风险(ILCRs)来评估PAHs对人体健康的潜在风险[34-36].具体计算公式如下:

(2)

(3)

式中:CS为总的TEQBaP值,mg/kg;CSF为致癌斜率因子,1/(mg×kg×d);BW为人平均体重,kg;EF为暴露频率,d/a;IR摄取为土壤摄取速率,mg/d;ED为暴露时间,a;SA为与土壤接触的皮肤面积, cm2/d;AF为土壤的皮肤粘附因子,mg/cm2; ABS为皮肤吸收因子;PEF为颗粒物排放因子,m3/kg.参数由文献[34]提供.

从图8可知,不同暴露途径对不同年龄段人影响不同,对于儿童(0~10岁)和青年(11~18岁)而言,ILCRs的值是:直接摄取>皮肤接触>吸入;但对于成年人(19~70岁)而言,成年女性,其ILCRs的值是:直接摄取>皮肤接触>吸入,但成年男性是:皮肤接触>直接摄取>吸入.对于同一年龄段不同性别而言,其总ILCRs值差别不大,但是对不同年龄段的人而言,成年人的ILCRs值最高,其次是儿童,青年人最低.

当ILCRs的值为10-6或者更小,其风险极小,当ILCRs的值在10-6~10-4之间,说明对人类有潜在的风险,当ILCRs的值大于10-4,说明存在较高的风险[37].通过对闽江沿岸土壤PAHs的ILCRs的计算可知其均在10-8~10-6之间,说明其致癌风险较小.从图8B可知,A01号点位的ILCRs值最大,但是PAHs含量不是最高的,说明其高的PAHs不一定对应着高致癌风险,其与总的BaPeq值关,BaPeq值越大,其致癌风险越高,研究区土壤样品中7种致癌物质的BaPeq含量占总的BaPeq的90%以上,说明7中致癌的PAHs对ILCRs的贡献最大,这7种物质主要是4~5环PAHs,因此煤及化石燃料的燃烧会对人的健康造成很大的致癌风险,同时BaP、DBA、BbF对总的BaPeq的贡献最大,说明汽车尾气的排放存在较大的致癌风险.

3 结论

3.1 闽江沿岸土壤中总的PAHs为70.70~ 1667.83μg/kg,平均值为480.28μg/kg,其PAHs含量表现为城市高郊区低,沿闽江沿岸呈“W”型分布.研究区土壤中PAHs以2~3环为主,其中Nap含量较高,不同点位其PAHs组分含量有差异,其来源有区别.郊区PAHs主要是石化来源及生物质燃烧,城镇基本是石化和燃烧混合源.

3.2 来源分析表明闽江沿岸土壤中PAHs主要是石油源、化石燃料和燃烧的混合来源,其中化石燃料主要是交通尾气的排放,燃烧主要是煤以及生物质燃烧等.其中PAHs来源于煤、石油等高温燃烧占41.45%,由石油源及生物质燃烧产生的PAHs占49.34%,由煤燃烧产生的PAHs占9.21%.

3.3 根据荷兰土壤质量标准,用毒性当量因子分析研究区10种PAHs的总TEQBaP值为2.54~ 83.82μg/kg,平均值为27.33μg/kg,其中,37.50%的采样点超过荷兰土壤标准目标参考值(33.00μg/kg),闽江沿岸附近的土壤已经受到了PAHs的污染.研究区土壤PAHs的ILCRs值均在10-8~10-6之间,对当地居民的致癌风险较小.其中BaP、DBA、BbF对总的BaPeq的贡献最大,说明汽车尾气的排放会产生较大的致癌风险.

Carmichael L M, Christman R F, Pfaender F K. Desorption and mineralization kinetics of phenanthrene and chrysene in contaminated soil.Environ [J]. Sci. Technol., 1997,31:126-132.

Readman J W, Fillmann G, Tolosa I,et al. Petroleum and PAH contamination of the Black Sea [J]. Mar. Pollut. Bull., 2002, 44:48-62.

Simpson C D, Mosi A A, Cullen W R,et al.Composition and Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in surficial marine sediments from Kitimat Harbour [J]. Canada Sci. Total Environ., 1996,181:265-278.

Lian J J, Ren Y, Chen J M, et al. Distribution and source of alkyl polycyclic aromatic hydrocarbons in dustfall in Shanghai, China: The effect on the coastal area [J]. Journal of Environmental Monitoring, 2008,11(1):187-192.

Yin C Q, Jiang X, Yang X L, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the vicinity of Nanjing, China [J]. Chemosphere, 2008,73(3):389-394.

Tang L, Tang X Y, Zhu Y G, et al. Contamination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in urban soils in Beijing, China [J]. Environ. Int., 2005,31(6):822-828.

Yang D, Qi S, Zhang Y, et al. Levels, sources and potential risks of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in multimedia environment along the Jinjiang River mainstream to Quanzhou Bay, China [J]. Marine Pollution Bulletin, 2013,76(1):298-306.

曹宇峰.2002~2006年福建省闽江口以南近岸海域水质状况评价 [J]. 海洋环境科学, 2009,28(增刊1):40-42.

阮金山,罗冬莲,李秀珠.福建中、东部沿海主要养殖贝类体重金属的含量与评价 [J]. 海洋环境科学, 2003,22(2):44-48.

倪进治,陈卫锋,杨红玉,等.福州市不同功能区土壤中多环芳烃的含量及其源解析 [J]. 中国环境科学, 2012,32(5):921-926.

陈卫锋,倪进治,杨红玉,等.福州内河沉积物中多环芳烃的分布、来源及其风险评价 [J]. 中国环境科学, 2010,30(12):1670- 1677.

陈卫锋,倪进治,杨红玉,等.闽江福州段沉积物中多环芳烃的分布、来源及其生态风险 [J]. 环境科学学报, 2012,32(4):878- 884.

赵 健,周怀东,陆 瑾,等.大清河流域表层土壤中多环芳烃的污染特征及来源分析 [J]. 环境科学学报, 2009,29(7):1452- 1458.

刘 佳,祁士华,李 丰,等.九江流域土壤中多环芳烃分布、来源及风险评价 [J]. 中国科技论文, 2013,8(9):896-901.

谢 婷,张淑娟,杨瑞强.青藏高原湖泊流域土壤与牧草中多环芳烃和有机氯农药的污染特征与来源解析 [J]. 环境科学, 2014,35(7):2680-2690.

Zhang H B, Luo Y M, Wong M H,et al. Distributions and concentrations of PAHs in Hong Kong soils [J]. Environ. Pollut., 2006,141(1):107–114.

环发[2008]39号 全国土壤污染状况评价技术规定 [S].

Maliszewska-Kordybach B. Polycyclic aromatic hydrocarbons in agricultural soils in Poland: preliminary proposals for criteria to evaluate the level of soil contamination [J]. Appl. Geochem., 1996,11:121-127.

Yin C Q, J iang X, Yang X L, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils in the vicinity of Nanjing, China [J]. Chemosphere, 2008,73:389-394.

卜庆伟,张枝焕,夏星辉.分子标志物参数在识别土壤多环芳烃(PAHs)来源中的应用 [J]. 土壤通报, 2008,39:1204-1209.

Readman J W, Fillmann G, Tolosa I, et al. Petroleum and PAH contamination of the Black Sea [J]. Marine Pollution Billetin, 2002,44:48-62.

史兵方,吴启琳,欧阳辉祥,等.百色市工业区表层土壤中多环芳烃污染特征及来源分析 [J]. 中国环境科学, 2014,34(10):2593- 2601.

Wang C Y, Gao X L, Sun Z G,et al. Evaluation of the diagnostic ratios for the identification of spilled oils after biodegradation [J]. Environmental Earth Sciences, 2013,68(4):917-926.

刘炎坤,汪 青,刘 敏,等.上海市大气沉降物中多环芳烃赋存特征及其来源 [J]. 中国环境科学, 2015,35(9):2605-2614.

张 莉,张 原,祁士华,等.武汉市洪山区春季PM2.5浓度及多环芳烃组成特征 [J]. 中国环境科学, 2015,35(8):2319-2325.

李法松,韩 铖,周葆华,等.安徽省室内降尘中多环芳烃分布及来源解析 [J]. 中国环境科学, 2016,36(2):363-369.

Gschwend P M, Hitee R A. Fluxes of polycyclic aromatic hydrocarbons to marine and lacustrine sediments in the northeastern United States [J]. Geochim. Cosmochim. Acta., 1981, 45(12):2359-2367.

王鸿皆.福建省煤炭消费现状及中长期需求预测 [J]. 能源与环境, 2005,(2):19-22.

Manolie, Kourasa, Samara C. Profile analysis of ambient and source emitted particle-bound polycyclic aromatic hydrocarbons from three sites in Northern Greece [J]. Chemosphere, 2004,56: 867-878.

朱先磊,刘维立,卢妍妍,等.燃煤烟尘多环芳烃成分谱特征的研究 [J]. 环境科学研究, 2001,14(5):4-8.

Harrison R M, Smith D J T, Luhana L, et al. Source apportionment of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons collected from an urban location in Birmingham. UK [J]. Environmental Science & Technology, 1996,30:825-832.

Duval M M, Friedlander S K. Source resolution of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Las Angeles atmosphere— Application of a CMB with First Order Decay; U.S [C]//U. S. Government Printing Office. EPA Report EPA­ 600/2. Washington D C, 1981:81-161.

刘爱霞,郎印海,薛荔栋,等.黄河口表层沉积物多环芳烃的生态风险评价 [J]. 生态环境学报, 2009,18(2):441-446.

Zhang J, Qu C, Qi S,et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in atmospheric dustfall from the industrial corridor in Hubei Province, Central China [J]. Environmental Geochemistry and Health, 2014:1-13.

Peng C, Chen W, Liao X, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons in urban soils of Beijing: status, sources, distribution and potential risk [J]. Environ. Pollut., 2011,159:802-808.

Wang W, Huang M J, Kang Y, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in urban surface dust of Guangzhou, China: Status, sources and human health risk assessment [J]. Sci. Total Environ., 2011,409:4519-4527.

Chen S C, Liao C M. Health risk assessment on human exposed to environmental polycyclic aromatic hydrocarbons pollution sources [J]. Science of the Total Environment, 2006,366(1):112– 123.

致谢：感谢福建省地质调查研究院在野外采样工作中的帮助和指导.

* 责任作者, 教授, shihuaqi@cug.edu.cn

SUN Yan, QI Shi-hua*, LI Hui, HUANG Huan-fang, YANG Dan, FAN Yu-han, MIN Yang, QU Cheng-kai

(State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, School of Environmental Studies,430074, China)., 2016,36(6)：1821~1829

The potential sources and health risks associated with 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in 16 samples of topsoil collected from the banks of Minjiang river in Fujian Province, China, analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) are discussed. The results indicate the total concentrations of the 16PAHs ranged from 70.70 to 1667.83 μg/kg, with the mean of 480.28 μg/kg. The distribution of the PAHs along the Minjiang River revealed a W-shaped pattern, with the higher concentrations of PAHs detected in the soil of urban districts, and lower concentrations detected in the suburbs. The dominant compounds were 2~3 ring PAHs, with the highest concentrations relating to naphthalene. Diagnostic ratios including the proportions of PAHs, their principle components and multiple linear regression analyses indicate that the sources of the PAHs in soils were most likely a mixture of fossil fuels and combustion residues, namely 41.45% from the combustion of petroleum fuel, 49.34% from the combustion of biomass and petroleum sources, and 9.21% from the combustion of coal. The concentration of the toxic benzo[a]pyrene equivalent (TEQBaP) varied from 3.10 to 121.15 μg/kg (mean, 36.71 μg/kg), and in total, 37.50% of the sample sites exceeded Dutch agricultural soil standards(33.00 μg/kg), suggesting the soil is polluted by PAHs. The incremental lifetime cancer risk values (ILCRs) fluctuated from 10-8to 10-6, indicating a lower carcinogenic risk to residents.

Minjiang River；soil；polycyclic aromatic hydrocarbons；source diagnosis；health risk assessment

X825

A

1000-6923(2016)06-1821-09

孙 焰(1992-),女,湖南常德人,中国地质大学(武汉)硕士研究生,主要研究方向为环境有机污染化学.

2015-10-15

中国博士后科学基金第56批面上资助(1231426)