不同形態(tài)多環(huán)芳烴在巖溶系統中的分布及遷移研究——以重慶老龍洞地下河系統為例.pdf

1、地下水是巖溶區(qū)極為重要的水資源，與居民生活及經濟發(fā)展息息相關。然而，隨著社會經濟的快速發(fā)展，人類活動排放的污染物日益增加，巖溶區(qū)由于自身的脆弱性，污染物極易從地表進入地下，進而對地下水造成污染。多環(huán)芳烴（PAHs）是一類難降解、揮發(fā)性較強、易在生物體內累積的持久性有機污染物（POPs），因其具有致癌、致畸、致突變等特性而受到廣泛關注。水體環(huán)境中的PAHs主要吸附在溶解性有機質（DOM）、膠體物質、懸浮顆粒物上。PAHs一旦進入巖溶環(huán)境，

2、在流水作用下，將很快遷移擴散到不同的環(huán)境介質中，進而污染整個巖溶系統，對巖溶生態(tài)環(huán)境構成威脅。因此，可通過探究巖溶系統PAHs的組成、分布遷移及污染水平，并分析其來源，認識PAHs污染巖溶系統的環(huán)境行為，從而為巖溶區(qū)污染物的防治提供借鑒。
　　本文選取重慶老龍洞地下河系統為研究對象，通過野外調查，定位取樣，以氣相色譜－質譜聯用儀為主要分析測試手段，研究土壤中PAHs的垂向分布、組成及來源，分析不同形態(tài)PAHs在土壤水及地下河水中的

3、含量變化、遷移特征、組成及污染水平，并探討土壤水與地下河水之間的聯系。結果分析表明：
　　1、老龍洞地下河流域土壤中∑PAHs（PAHs總量）、∑PAHscarc（7種致癌性PAHs總量）變化范圍分別為43.17~2127.96ng/g，11.84~1414.14ng/g，半邊街與石院子土壤中∑PAHs和∑PAHscarc均明顯高于新力村，16種PAHs在流域內土壤中普遍存在。地下河流域不同土壤中PAHs總量的垂向分布差異較大，但

4、總體上，流域內土壤中PAHs主要集中分布于淺層土壤（0-20cm）中，此外，7種致癌性PAHs總量與PAHs總量的垂向分布輪廓非常相似。流域內0-20cm土層中高環(huán)PAHs含量顯著高于20cm以下的深部土層中其含量，與高環(huán)PAHs相比較，低、中環(huán)PAHs在不同深度土層中的含量分布相對比較均勻。地下河流域土壤中PAHs的組成以高環(huán)為主，尤其是5環(huán)，與淺層土壤相比，深層土壤低、中環(huán)占PAHs的比重有一定增大，高環(huán)所占比重相應減小。對地下河流

5、域土壤中PAHs含量與pH、TOC含量進行相關分析發(fā)現，新力村土壤中，pH對PAHs含量的垂向分布影響很大，半邊街和石院子土壤中，TOC含量對PAHs含量的垂向分布有較大的影響。PAHs來源分析表明，流域內土壤中PAHs主要來自煤、石油及生物質的燃燒與交通排放，此外，還有部分來源為石油產品的低溫轉化或泄露。
　　2、地下河流域土壤水中15種溶解態(tài)PAHs（除DaA外）均被檢出，其中Nap的檢出率高達100%。流域內土壤水中溶解態(tài)∑

6、PAHs、∑PAHscarc變化范圍分別為105.90~4696.08ng/L、ND~1388.79ng/L，其中新力村溶解態(tài)∑PAHs最大，半邊街次之，石院子最小，但半邊街和石院子土壤水中溶解態(tài)∑PAHscarc明顯高于新力村。分析結果表明，新力村與石院子土壤水中溶解態(tài)∑PAHs均表現為隨深度增加而升高的垂向遷移特征，且50-80cm升高的幅度明顯大于20-50cm，此外，新力村土壤水中此遷移特征在旱季表現得更為明顯，半邊街采樣點及其

7、周圍土層受到強降雨影響較大，土壤水中溶解態(tài)∑PAHs的垂向變化在不同月份差異較大。土壤水中溶解態(tài)PAHs從20cm遷移到80cm過程中，不同深度溶解態(tài)PAHs的組成均以低環(huán)為主，尤其是3環(huán)，中、高環(huán)所占比重較低，并且PAHs隨土壤水遷移過程中，其組成發(fā)生了一定變化，低環(huán)比重增大，高環(huán)比重有所減小，這可能與低環(huán)PAHs疏水性較差，更易溶于水中，遷移能力更強有關，此外，分析發(fā)現土壤水中DOC不是影響溶解態(tài)PAHs含量的主要因素。總體上，地下

8、河流域土壤水受到溶解態(tài)PAHs中度污染，其中Bap、Phe污染較為嚴重。
　　流域內土壤水中膠體態(tài)PAHs在垂向遷移過程中，石院子∑PAHs表現出隨深度增加而升高的趨勢，且50-80cm升高的幅度明顯大于20-50cm，半邊街土壤水中膠體態(tài)PAHs從20cm遷移到50cm時，∑PAHs升高，而從50cm到80cm時，∑PAHs又表現出降低的趨勢，新力村土壤水中膠體態(tài)∑PAHs的垂向變化在不同月份差異較大。土壤水中膠體態(tài)PAHs的組

9、成與溶解態(tài)相似，但膠體態(tài)PAHs從20cm遷移到80cm過程中，PAHs的組成變化表現為低環(huán)比重減小，高環(huán)比重增大。
　　3、地下河水中15種PAH單體（除Ant外）均被檢出，其中Nap、Flu、Phe、Fla、Pyr在不同形態(tài)中均有很高的檢出率，7種致癌性PAH單體的檢出率較低。地下河水中溶解態(tài)和顆粒態(tài) PAHs總量相接近，其平均值分別為532.74、479.11ng/L，相對膠體態(tài)（平均值為271.59ng/L）較高，致癌性P

10、AHs主要富集在懸浮顆粒物上。2016年2月地下河水中溶解態(tài)、膠體態(tài)、顆粒態(tài)∑PAHs均較高，此月份河水中高含量的PAHs可能是由春節(jié)期間人類活動帶來的，地下河水中不同形態(tài)PAHs的組成均以低環(huán)為主，尤其是3環(huán)，與溶解態(tài)和膠體態(tài)PAHs相比，顆粒態(tài)PAHs中，中、高環(huán)占到的比重明顯更大。從空間上看，地下河水中不同形態(tài)PAHs從石凳子遷移到地下河出口過程中，由于沿途補給水源及PAHs組分發(fā)生不同降解的影響，其含量和組成均發(fā)生了一定的變化。