兰州市大气OPAHs污染特征及潜在来源分析

对兰州市冬季(2016-12-01~07)和夏季(2017-08-03~10)大气气相和颗粒相(PM_(1.0)、PM_(2.5)和PM_(10))中含氧多环芳烃(OPAHs)进行观测,结果显示:Σ8OPAHs(气相+颗粒相)的浓度范围为1.83~19.28ng/m^(3),平均浓度为(6.45±3.43)ng/m^(3).冬季是夏季的2.06倍.冬季颗粒相OPAHs在2.5~10和<1.0μm粒径段均具有较大占比,而夏季则主要赋存于PM_(1.0)中.9-芴酮(9-FLU)、9,10-蒽醌(9,10-ANT)和苯并蒽酮(BZA)为OPAHs中最主要的几种单体物质,其占比为51.8%~94.9%.气粒分配机制研究结果表明:OPAHs在气粒两相间的分配以吸收机制为主导.基于浓度权重轨迹分析法(CWT)对兰州市大气中OPAHs的潜在污染源区进行了分析,发现其潜在污染源区在冬季主要位于当地及其西北方向位于新疆和青海境内的部分地区,而夏季则主要位于该研究区域的东南方向(定西市、天水市等)和东北方向(宁夏回族自治区中卫市).

土壤中9-芴酮和9,10-蒽醌的分析方法及赋存形态

为探究含氧多环芳烃(oxygenated polycyclic aromatic hydrocarbon,OPAHs)在土壤中的赋存形态特征,以9-芴酮和9,10-蒽醌为OPAHs模式物,建立了其在不同基质中的提取及测定方法,分析了其在土壤中30 d内的赋存形态。结果表明:以甲醇-二氯甲烷(1∶1,V/V)溶液为萃取剂,采用超声-高效液相色谱法提取测定土壤中的9-芴酮和9,10-蒽醌,回收率为102.4%~104.2%。以二氯甲烷为萃取剂,通过液液萃取-高效液相色谱法测定水相及生物有效态相(羟丙基-β-环糊精)中的9-芴酮和9,10-蒽醌,回收率分别为87.2%~87.8%和78.7%~86.3%。采用连续提取方法,研究了这2种OPAHs在土壤中30 d内的形态分布,各形态9-芴酮和9,10-蒽醌含量之和的顺序为难解吸态>粗胡敏素结合态>干酪根结合态>生物有效态>胡敏酸结合态>富里酸结合态>矿物结合态。可提取态(生物有效态与难解吸态加和)为主要存在形态(58.0%),结合态亦占有相当大的比例(42.0%),有机质结合态较矿物结合态含量占比更高。土壤中9-芴酮和9,10-蒽醌在前15 d生物有效性降低较快,后15 d趋缓,9-芴酮较9,10-蒽醌生物有效性下降更快。

天津市大气中多环芳烃衍生物污染特征和来源

为探究天津市大气中多环芳烃衍生物污染特征与来源,使用石英纤维滤膜(QFFs)和聚氨酯泡沫(PUFs)采集环境空气样品,并使用气相色谱-质谱法测定其浓度.结果表明,天津市大气中∑_(18)NPAHs在秋季和冬季平均浓度分别为840,894pg/m^(3),∑_(5)OPAHs在秋季和冬季平均浓度分别为8.08,9.36ng/m^(3),表现为冬季略大于秋季.大气中9N-ANT、2N-NAP、1N-NAP、2+3N-FLT、BZO和9-FO为主要的多环芳烃衍生物.PM_(2.5)中多环芳烃衍生物的浓度冬季大于秋季,在气相中则为秋季大于冬季.从昼夜差异来看,PM_(2.5)中,多环芳烃衍生物浓度的夜昼比在大部分采样天数都大于1,在秋季的气相和PM_(2.5)中,昼间二次形成的NPAHs较冬季高.基于特征比值法进行来源初析,发现天津秋冬季大气PM_(2.5)中NPAHs主要以一次排放为主,同时二次生成对NPAHs也有一定贡献,大气PM_(2.5)中NPAHs二次生成方式以与OH·催化反应生成为主.气粒分配特征表现为:多数化合物在冬季PM_(2.5)占比较秋季高,同时气相中多环芳烃衍生物占比秋季较冬季呈上升趋势.

TOF SIMS Study on PAHs in Individual Particle from a Power Station

The individual particles collected from a power station were analyzed by time of flight secondary ion mass spectrometry (TOF SIMS). The result indicates the presence of the polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) as well as the oxygenated one. They might be derived from the incomplete combustion of coals. SIMS has proved to be a rapid method for the qualitative analysis of PAHs and OPAHs absorbed on the aerosol particles. New perspectives for better understanding the SIMS spectra obtained from complex mixture such as environmental samples have been opened.

淄博市供暖前后PM_(2.5)中多环芳烃及其衍生物污染特征、来源及健康风险

大气中的多环芳烃(PAHs)及其衍生物是影响环境和威胁人类健康的全球性问题.为了研究淄博市PM_(2.5)中PAHs及其衍生物的污染特征、来源和健康风险,于2020年11月5日至12月26日期间采集PM_(2.5)样品,使用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析PM_(2.5)中的16种常规PAHs、9种NPAHs和5种OPAHs的浓度,利用特征比值法和PMF模型对其主要来源进行解析,并使用基于源解析结果的终生致癌风险模型(ILCR)评估了供暖前后PAHs及其衍生物对成年男女的健康风险.结果表明,采样期间淄博市PM_(2.5)中∑_(16)pPAHs、∑_(9)NPAHs和∑5OPAHs浓度均值分别为:(41.61±13.40)、(6.38±5.70)和(53.20±53.47)ng·m^(−3),供暖后3类PAHs浓度明显增加,分别为供暖前的1.31、2.04和5.24倍.采样期间(Chr)、苯并[a]芘(BaP)和苯并[a]蒽(BaA)为pPAHs的优势组分,9-硝基蒽(9N-Ant)和2-硝基荧蒽+3-硝基荧蒽(2N-Flt+3N-Flt)为NPAHs的优势组分,蒽醌(ATQ)和苯并蒽酮(BZO)为OPAHs的优势组分.煤和生物质燃烧混合源以及二次生成是采暖后PM_(2.5)中PAHs及其衍生物增长的主要来源.采样期间BaP毒性当量浓度(TEQ)为14.5 ng·m^(−3),供暖后TEQ明显增加,约为供暖前的1.2倍.淄博市PM_(2.5)中PAHs及其衍生物对成年男性(1.06×10^(−5))和女性(9.32×10^(−6))均存在一定的潜在致癌风险.其中,汽油车、柴油车和煤炭/生物质排放的PAHs造成的健康风险更高.

低密度聚乙烯微塑料对土壤中含氧多环芳烃自然衰减的影响

农田土壤中微塑料的不断积累可能会影响含氧多环芳烃(OPAHs)的自然衰减行为.通过土壤微宇宙实验,研究了质量分数为1%和0.01%低密度聚乙烯微塑料(LDPE)对土壤中OPAHs自然衰减的影响,并探究了细菌群落响应与OPAHs自然衰减的关联.土壤中初始ω(OPAHs)为34.6 mg·kg^(-1),培养14 d时LDPE抑制了土壤中OPAHs的自然衰减,LDPE处理组ω(OPAHs)较对照组高出0.9~1.6 mg·kg^(-1),抑制程度随LDPE质量分数增大而增大;28 d时3个处理组间土壤中OPAHs含量无显著差异,LDPE抑制效应消失.LDPE处理未改变OPAHs污染土壤中群落优势物种组成,但影响了部分优势物种相对丰度;使门水平上变形菌门和放线菌门等相对丰度增加;使属水平上芽孢杆菌属相对丰度下降,而小单孢菌属、鞘氨醇单胞菌属和硝化螺旋菌属相对丰度增加(为LDPE及内源物的潜在降解菌),这4个菌属均是属水平上主导组间群落差异的主要物种.LDPE使细菌群落的α和β多样性发生了变化,但差异不显著.LDPE影响了细菌群落的功能,降低了多环芳烃降解基因的总丰度及部分降解酶丰度,抑制了多环芳烃降解菌的生长,进而干预了OPAHs自然衰减.

成晶节杆菌NT16对含氧多环芳烃1-羟基-2-萘甲酸的降解

以从含氧多环芳烃污染的土壤中筛选的优势菌株成晶节杆菌NT16为对象,对菌株的生长特性和1-羟基-2-萘甲酸降解特性进行初步研究。结果发现,该菌以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长时,其最佳浓度为50 mg/L,最佳接菌量为10%,最适pH为9,最佳氮源为NH_4NO_3。在最适条件下,添加共存碳源丁二酸、丙二酸培养120 h时,菌株的生长量分别增加了62%、53%,且1-羟基-2-萘甲酸的降解率分别提高了9%、7%。研究发现,1-羟基-2-萘甲酸的浓度与降解时间符合一级反应动力学,而且碳源的添加可通过改变1-羟基-2-萘甲酸的降解途径而提高体系的矿化度。

成晶节杆菌NT16和共生芽孢杆菌NG16联合代谢1-萘酚的特性

1-萘酚是多环芳烃降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃,其难降解、毒性大,直接影响多环芳烃污染环境的修复效果.为探究微生物联合代谢1-萘酚的特性,以前期从含氧多环芳烃污染土壤中分离出的两种共生菌株——成晶节杆菌NT16和芽孢杆菌NG16为受试菌株,结合HPLC、TOC、GC-MS等测定方法进行降解特性的测定.结果表明,NT16菌和NG16菌均能以1-萘酚为唯一碳源和能源生长,两种菌株联合代谢比NT16菌、NG16菌单独降解1-萘酚的生长量分别高2.758×10~9 cfu·mL^(-1)和1.4×10~9 cfu·mL^(-1),对1-萘酚的降解率可提高20%,使体系中TOC值加速降低.NT16菌和NG16菌联合代谢1-萘酚可按照两个途径进行,其一,1-萘酚羟化后开环,进入邻苯二甲酸代谢途径.NT16菌更易进入该途径,而NG16菌则不易通过该途径降解1-萘酚;其二,1-萘酚羟化后开环,进入苯丙酸代谢途径.NG16菌迅速将1-萘酚降解为对羟基苯乙酸,其在降解体系中积累,NT16菌无法高效降解1-萘酚却能够降解对羟基苯乙酸至较短烷基链的小分子化合物.该研究结果将为含氧多环芳烃污染环境实际修复中微生物群落协同作用降解污染物奠定基础.