多环芳烃的分布特征

1、不同环境介质中多环芳烃的分布特征唐鹏 201314020136 环境本 1301山东师范大学 人口资源与环境学院摘要：介绍多环芳炷(PAHs)的定义，它的来源及其危害，并着重介绍在水、大气、土壤、 废水和固体废弃物的环境介质中，多环芳炷的分布特征。关键词：多环芳炷污染分布危害一、多环芳烃(PAHs)的定义多环芳炷(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环的一类有机化合物。多环芳炷是分子中含有 两个以上苯环的碳氢化合物，包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物。英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon，简称PAHs。有些多环芳炷还含有氮、硫和环戊烷，常风的多环芳炷具 有致

2、癌作用的多环芳炷多为四到六环的稠环化合物。二、多环芳烃的污染源自然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合成等自然因素所形成的污染，每年全世界因火 山喷发向大气中释放的苯并芘就有12-14t,森林火灾给环境释放大量的PAHs也不能忽视。人为源分为四大类：1、燃烧作为能源的过程，比如煤、石油、天然气及木材。2、废弃物 的燃烧及矿化过程，比如城市固体废弃物、污水处理过程中沉降的活性污泥、医院垃圾、农田 秸秆等的燃烧处理及一些零星的杂物的燃烧过程。3、吸烟，吸烟能产生多环芳炷的污染。4、 燃料作为化工原料进行化工生产的过程。5、食品的加工，在食品的加工过程中，特别在烟熏、 火烤或烘焦过程中滴在为上的油脂也

3、能热聚产生苯并芘。贮存过程中窗口或包装纸，含有不纯 的油脂浸出溶剂提取的油脂中含有一定量的多环芳炷。三、不同环境介质中多环芳烃的分布特征1、水体在不同的水系中污染状况是不同的。一般来说，未受人类影响的水系中，水中的PAHs的质 量分数约在293ng/L范围内，其水底沉淀物中PAHs的本底质量分数约在0.010.6mg/kg范 围内；在受多环芳炷的轻度污染的水系中，水中的PAHs的质量分数约在100-700ng/L范围内， 其水底沉淀物中PAHs的质量分数约在1-15mg/kg范围内；重度污染的水系中，水中的PAHs的 质量分数约在700-3000ng/L范围内，水底沉淀物中PAHs的质量分数约

4、在20-100mg/kg范围内. 有80%的地面水处于多环芳炷轻度污染状态，有50%的水系处于重度污染状态。水中PAHs主要来源于大气沉降、工业污水及农业污水排放等。PAHs水溶性较差，水中溶 解度很低。研究发现,通常低环化合物的检出率大于高环化合物检出率，尤其萘的检出率最高, 菲、芘、荧、蒽、芴及其他化合物较低，高环化合物检出率最低。河口、海湾和港口污染 较严重，而河流与湖泊污染相对较轻。造成不同水体PAHs污染差异的原因可能是河口、海港 口等地经济发达、污水直接排入。在调查水中PAHs的污染时发现，间隙水的PAHs浓度远大 于上覆水（分别为158- 949 g /L和6.96- 26.9

5、g/L），间隙水中PAHs含量高于表层水。而且, 水中PAHs含量通常也随季节发生变化，一般来说，枯水期水中PAHs含量明显高于丰水期。沉积物在PAHs的迁移转化中起着重要作用。由于PAHs水溶性较差，大部分PAHs最终都 被沉积物吸附;但当上覆水中PAHs浓度降低时，沉积物中PAHs又重新释放到水中，成为新的污染 源，因此研究沉积物中多环芳烃污染状况对于评价水体环境风险具有重要意义。美国EPA规定 的16种优先控制PAHs在我国沉积物中也都检出。PAHs含量急剧上升，并在90年代达到最高 值;机动车尾气排放和燃煤是其主要来源。2、土壤土壤承担着每年数千万吨多环芳烃污染量的90%以上的负荷。土

6、壤中的PAHs主要来自于大 气中沉降粒子及降水降雪，对于污染严重地区（如废弃的炼油厂及工业城市）土壤中的多环芳 烃则主要来自直接倾倒、排污及大气沉降。土壤中多环芳烃污染应在土壤表层下15cm内的耕作 土层范围内。按照无人的偏远地区农村地区城市地区工业化地区的顺序，土壤中PAHs 的浓度逐渐增加，并且浓度的差别很大，大的浓度与小的浓度可以相差3个数量级。据统计一 般土壤中多环芳烃质量分数本底在0.001-0.01mg/kg范围内，各种不同程度污染的土壤中多环 芳烃的质量分数在0.1-60mg/kg范围内。被多环芳烃污染土壤的面积可达到总土地面积的 60-90%，甚至，无人居住区的北极地区土壤样品

7、中能够检测出高于土壤本底值的多环芳烃。土壤中PAHs主要来源于大气干湿沉降、化学品施用、农用污水污泥以及意外渗漏等PAHs 一旦进入土壤，即被土壤中有机质吸附，很难消失，从而造成土壤的污染，对人类健康构成威胁。因 此，土壤PAHs污染的研究已引起人们的高度重视。我国不同利用类型土壤中的PAHs含量存在 明显差异，其中油田区土壤最高，城市土壤远高于乡村。研究发现,PAHs含量峰值一般位于土壤 表层或次表层，并随着土壤剖面的加深而减少。此外，土壤中4- 6环PAH通常占总PAHs的 66 %左右，且高环P AHs与总P AHs有较大相关性。我国土壤中PAH大部分远低于国外，如英 国城市和乡村土壤中

8、PAH含量分别为4 239 000 ng /g和187 000 ng /g,希腊农业土壤中PAHs 平均为707 000 ng /go可见，我国土壤中PAHs属于轻度污染状态，生态风险较小。3、大气事实上多环芳烃对环境的污染大多数是随废气首先进入大气的，大气的流动性大，并且多 环芳烃容易吸附在颗粒物上，随之还会通过各种沉降离开大气。所以一般认为从大气中直接到 的PAHs硬主要分散在细小尘粒上或以气态分子形式存在于大气中，并且应以小分子多环芳烃为 主。大气是多环芳烃进入环境的主要入口，近年来我国关于大气中多环芳烃污染状况的调查研 究报道较多。根据调查焦化厂废气中颗粒物吸附的多环芳烃超过13种多环

9、芳烃，它们的总质量 分数高达12.97mg/kg。对城市大气中总悬浮颗粒物（TSP）中有机污染物的调查时发现，总悬 浮颗粒物中含有近100种有机物，其中致癌性多环芳烃所占的比例较大。大气中多环芳烃主要来源于化石燃料、生物质及塑料等有机物的不完全燃烧。PAHs在大 气中主要以颗粒态和气态2种形式存在，气相中主要以芴、菲等低环数为主,而高于四环的主要分 布在颗粒相中。研究发现，我国北方大气中PAHs的污染比南方严重得多。而且，我国大气中 PAHs的含量还与季节变化有很大的关系，冬季一般高于夏季，北方这种差异尤为明显，而南方大气 中PAHs季节性差异较小。我国城市大气中PAHs污染南北差异以及北方的

10、季节性差异的原因 可能和我国燃煤用量以及燃煤方式有关。4、废水和固体废弃物固体废弃物中如城市废水产生的淤泥、城市固体垃圾、工业废弃物及煤灰渣等含多环芳烃 浓度高。有关固体废弃物中PAHs的监测数据不多城市污水淤泥中PAHs的质量分数可高达 16.1mg/kg，其中芴、菲、芘、苯、花等的含量较高。将城市污水处理厂的活性污泥作为肥料施 于土壤中会直接土壤。城市固体废弃物中多环芳烃的质量分数高达27.33mg/kg，其中荧蕙质量 分数达到13.4mg/kg，苯并荧蕙为6.3mg/kg，苯并蕙为3.1mg/kg，苯并花质量分数为3.1mg/kg。 这些含有PAHs的固体废弃物在堆放和再利用是对环境造成

11、危害。四、不同环境介质中多环芳炷的危害多环芳烃是强致癌物质，可通过接触导致人体致癌。在已知的500多种致癌物中，有200 多种和多环芳烃有关，已成为癌症的代名词。国际癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94 种对实验动物致癌的化合物。其中15种属于多环芳烃，由于苯并a芘是第一个被发现的环境化 学致癌物，而且致癌性很强，故常以苯并（a）芘作为多环芳的代表，它占全部致癌性多环芳烃 1%-20%。在水系中，PAHs污染的最大危害就是含有多环芳烃或多环芳烃转化产物的动植物进入食物 链，对人类的健康造成危害。一方面，植物通过根部的吸收作用，将含有PAHs的水吸收到体 内，该植物再被动物食用，最后在

12、人类体内富积，对人类的健康造成威胁。另一方面，受污染 的水体通过复杂的水系扩散，直接成为人类的饮用水，危害人类健康。因为水是万物之本，所 以水体的污染，直接影响了生物圈，影响了动植物和人类的进化历程。在土壤中，多环芳烃的 污染直接导致农作物减产，并且农作物可能吸收富积PAHs，是多环芳烃进入食物链造成危害。 同时，水体在渗入土壤中的过程中，会将PAHs溶入水体中，使污染范围进一步扩大。人们长 期处于多环芳烃污染的大气环境中，可引起急性或慢性伤害。据报道，人体在质量浓度为 0.75mg/L的多环芳烃空气中，经过1015min.上呼吸道粘膜及眼睛会受到剧烈刺激。多环芳 烃对皮肤和呼吸系统有致癌作用

13、，因此引起人们的关注。多环芳烃落在植物叶片上.会堵塞叶 片呼吸孔，使其变色，萎缩，卷曲，直至脱落，影响植物的正常生长和结果。五、总结放眼全球不同环境介质中都检测到了多环芳烃，而且美国EP A规定的16种优先控制多环 芳烃也大多在环境介质中检出。同样，我国的污染情况也比较严重，大气中P AHs污染较重, 特别是北方，而且部分城市大气中苯并（a）芘已超标,因此存在相当大的生态风险。我国是发展 中国家，生物质和煤炭等化石燃料是我国的主要能源,而生物质和煤炭燃烧释放又分别占我国多 环芳烃释放总量的60 %和20 %。在今后相当长一段时间内，煤炭仍然是我国主要能源，在广大 农村生物质仍然是主要能源之一，因此仍然存在较大的生态风险。我国水体已普遍受到PAHs污 染，其中部分水体污染严重。我国沉积物中多环芳烃污染大多处于低生态风险水平但研究表明 有越来越严重的严峻趋势。与国外相比，目前我国土壤中PAHs属于轻度污染状态，生态风险较 小。我国生物体内PAHs污染开展较少，生态风险评价困难。少量的研究虽表明我国水生生物P AHs污染较小，但这是局部调查的结论,很难全面的评价其生态风险。蔬菜等食品类多环芳烃含量 直接关系到人类健康，但我国报道不多，有调查表明我国部分地区蔬菜PAHs