史兵方,吳啟琳,歐陽輝祥,劉細(xì)祥,張金磊,左衛(wèi)元 (百色學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系,廣西 百色 533000)

多環(huán)芳烴(PAHs)是一類廣泛存在于環(huán)境中的持久性有機(jī)污染物.由于其較強(qiáng)的毒性及致癌性[1],引起國際社會(huì)的共同關(guān)注[2-7].研究表明,隨著全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及工業(yè)化,土壤(尤其是城市地區(qū)土壤)中PAHs含量在不斷增加,土壤已經(jīng)成為環(huán)境中一個(gè)重要的 PAHs匯[8].進(jìn)入土壤中的PAHs經(jīng)歷復(fù)雜的環(huán)境生物地球化學(xué)過程,即遷移、轉(zhuǎn)化和暴露,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成危害[9-10],且由土壤進(jìn)入人體的 PAHs數(shù)量要高于大氣和水[11].因此,研究土壤中PAHs的污染特征,對(duì)于有效控制 PAHs的污染,保護(hù)人類健康,具有重要意義.目前,國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作,已建立了實(shí)地的不同的污染特征數(shù)據(jù)庫,并逐漸揭示了 PAHs的環(huán)境行為和暴露機(jī)制[9].20世紀(jì) 90年代中期以來,我國逐步深入研究土壤中PAHs的環(huán)境行為[12-16].但這些研究主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集的城市或地區(qū)[17-19],環(huán)境相對(duì)脆弱的西南部城市生態(tài)土壤中 PAHs的研究相對(duì)滯后[20],尤其對(duì)地處邊疆的后發(fā)展地區(qū)工業(yè)區(qū)土壤中PAHs污染特征的研究較少見.

百色地處廣西西北山區(qū),位于珠江水系的上游,該區(qū)交通發(fā)達(dá),工業(yè)密集,盛產(chǎn)糧食和經(jīng)濟(jì)作物.本文選擇百色市幾類典型工業(yè)區(qū)作為監(jiān)測(cè)對(duì)象,對(duì)其表層土壤中PAHs的污染特征進(jìn)行調(diào)研,并初步評(píng)價(jià)工業(yè)區(qū)土壤中 PAHs的污染程度和來源,以期為進(jìn)一步建立和完善我國環(huán)境介質(zhì)中PAHs的不同污染特征數(shù)據(jù)庫積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

16種 PAHs標(biāo)樣(甲醇作溶劑,濃度均為100mg/L)購于美國 Supelco公司.硅膠、無水硫酸鈉(400℃下預(yù)處理4h)為分析純,丙酮、甲醇、二氯甲烷、正己烷為色譜純,購于南寧精密儀器有限公司;水為三次水(水蒸發(fā)儀,美國Bedford公司).

1.2 樣品的采集

表1 采樣區(qū)基本情況Table 1 Characteristics of the different soil sampling sites

根據(jù)百色市工業(yè)特點(diǎn),分別選擇電廠1、電廠2、煉油廠、潤滑油廠和水泥廠5個(gè)產(chǎn)污企業(yè)所在地或周邊土壤作為研究對(duì)象,以各企業(yè)為中心半徑為1200m范圍內(nèi)布設(shè)采樣區(qū).各采樣區(qū)的基本情況如表1所示.

百色市常年的風(fēng)向以東風(fēng)和東南風(fēng)為主,2013年3～5月在各企業(yè)的南、西、北、東4個(gè)不同方向相應(yīng)設(shè)置 4個(gè)采樣區(qū),4個(gè)采樣區(qū)內(nèi)分別布設(shè)5、7、11和3個(gè)樣點(diǎn)數(shù),共26個(gè).采集0～10cm 表層土壤樣品,土壤樣品在野外均勻混合,采用四分法取0.5kg.土樣在室溫條件下陰干4～7 d,研磨至 180μm,過 80 目篩,并于-20℃保存于洗凈的棕色玻璃瓶?jī)?nèi),以備PAHs分析測(cè)定用.

1.3 樣品的提取和凈化

精確稱取5.0g土壤樣品,各加入約2.0g無水Na2SO4,用濾紙包好放到索氏提取裝置中.選用丙酮和正己烷混合溶劑(V:V1:1)為提取劑,恒溫60℃的條件下提取 24h.將提取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至 2mL,使用 10mL正己烷定量轉(zhuǎn)移到50mL雞心瓶中,再次濃縮定容至 1mL,完成溶劑替換.將1mL待凈化濃縮樣品用滴管移入硅膠凈化柱(SUPELCO),浸泡 5min以上,保證樣品與凈化柱充分接觸交換.用15mL正己烷分3次清洗雞心瓶,進(jìn)一步以5mL正己烷/二氯甲烷(V/V=7:3)混合液淋洗硅膠凈化柱,洗脫液用 50mL濃縮瓶收集.用柔和的氮?dú)獯嫡?用甲醇定容至 5mL,低溫(4℃)保存以備分析用.

1.4 分析測(cè)定和質(zhì)量控制

儀器:LC20A高效液相色譜儀,配熒光(RF-20Axl)檢測(cè)器、紫外檢測(cè)器和色譜工作站,分析柱為Agilent ZORBAX Eclipse PAH(4.6×100mm,3.5μm).

分析條件:流動(dòng)相為乙腈/超純水,流動(dòng)相流速為 2mL/min,梯度淋洗程序?yàn)?0～9min,淋洗液為V(水):V(乙腈)=6:4;9～12min,改為100%乙腈淋洗;12～18min,用V(水):V(乙腈)=6:4 溶劑淋洗.柱溫30℃.保留時(shí)間定性,外標(biāo)峰面積定量.

質(zhì)量保證:整個(gè)分析過程采用樣品平行實(shí)驗(yàn)、空白實(shí)驗(yàn)、基質(zhì)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行監(jiān)控,并用回收率指示分析過程中樣品的制備、分析和基質(zhì)等對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響.16種PAHs的保留時(shí)間的RSD小于0.1%,峰面積測(cè)量值的RSD均小于6.9%;分析方法的檢測(cè)限在 0.50～0.91ng/g之間(s/n=3,N=5),加標(biāo)回收率在(75.5±5.8)%～(99.6±3.4)%.實(shí)驗(yàn)用的玻璃儀器用超聲波清洗,恒溫150℃干燥;方法空白實(shí)驗(yàn)無待測(cè)物檢出.

2 結(jié)果與討論

2.1 工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的殘留及污染特征

16種PAHs在5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤樣品中均有檢出,檢出率的范圍為 19.8%～100%,其中 Any的檢出率為19.8%,表明PAHs普遍存在于所研究功能區(qū)表層土壤中.工業(yè)區(qū)表層土壤中16種PAHs含量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表 2所示.標(biāo)準(zhǔn)差分析表明,總體上來說電廠2附近土壤中16種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)差明顯高于其他工業(yè)區(qū);水泥廠土壤 16種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)差最低.但5個(gè)工業(yè)區(qū)土壤中16種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)差差異較大,大部分PAHs的標(biāo)準(zhǔn)差值相對(duì)較小,說明各工業(yè)區(qū)采樣土壤中PAHs的組成比較穩(wěn)定,各PAHs含量的分散度小.數(shù)據(jù)可靠.

表2 百色市不同工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs濃度分布特征(μg/kg)Table 2 Concentration of PAHs in the surface soil of different industrial areas from Baise(μg/kg)

由表 2可見,不同工業(yè)區(qū)表層土壤中 PAHs的含量、檢出率相差較大.電廠 2表層土壤中PAHs的殘留組分最多,且單種PAH的檢出率也較大;水泥廠附近土壤中 PAHs的檢出率最小.電廠2表層土壤中PAHs含量高達(dá)1923.4μg/kg,水泥廠附近土壤中PAHs含量最低,僅為298.2μg/kg,遠(yuǎn)高于歐洲和北美地區(qū)推薦的背景水平(約100ng/g)[21].本研究選擇地處偏遠(yuǎn)的山區(qū)土壤中PAHs的含量為參考,其 PAHs平均含量為76.5μg/kg.參照本地區(qū)、歐洲和北美地區(qū)土壤中PAHs的背景水平,表明研究區(qū)域表層土壤均受到PAHs污染.PAHs來源標(biāo)記物Flu、Phe、Chr、Fla和Bap等在5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤樣品中均有不同程度的檢出,表明研究區(qū)域內(nèi)土壤 PAHs殘留明顯來源于周邊工業(yè)污染物的排放.工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢氣、廢水及廢渣是造成環(huán)境中PAHs污染的一個(gè)重要來源,污染其周圍的環(huán)境[22].5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤樣品中 PAHs的含量從高到低順序?yàn)?電廠2>電廠1>煉油廠>潤滑油廠>水泥廠.電廠2附近表層土壤中PAHs含量高于其他工業(yè)區(qū),是因?yàn)樵搹S發(fā)電以煤為主要燃料的化工企業(yè),且歷史比較悠久,缺乏PAHs減排或控制的有效技術(shù)措施.電廠1是新建的火力電廠,和其他 3個(gè)化工企業(yè)一樣,在建設(shè)之初就采取了一系列環(huán)保措施.

圖1 各環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴百分含量Fig.1 Composition profile of PAHs by ring size in soils

不同環(huán)數(shù)PAHs的相對(duì)豐度可以反映其污染源的相關(guān)信息[23].通常4環(huán)及4環(huán)以上PAHs主要來源于化石燃料高溫燃燒,而2環(huán)和3環(huán)PAHs則來源于石油類污染[24],也可能來源于木材、煤的低溫燃燒.本研究區(qū)域內(nèi)表層土壤中內(nèi)PAHs的相對(duì)豐度見圖 1.數(shù)據(jù)顯示,不同功能區(qū)的土壤中 PAHs的構(gòu)成不同,不同環(huán)數(shù)的PAHs含量差異也比較大.在電廠2、電廠1、煉油廠、潤滑油廠4個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中,4環(huán)及4環(huán)以上PAHs之和所占百分含量分別為:62.4%、74.1%、73.2%和54.3%,4環(huán)及4環(huán)以上PAHs的相對(duì)豐度明顯高于其他環(huán)數(shù)的PAHs,故這4個(gè)區(qū)域表層土壤中PAHs殘留主要來源于化石燃料燃燒,與百色市工業(yè)以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)有關(guān).而水泥廠附近表層土壤中不同環(huán)數(shù)的PAHs質(zhì)量含量大小順序?yàn)?3環(huán)>2環(huán)>4環(huán)>5環(huán)>6環(huán),2環(huán)和3環(huán)PAHs之和所占百分含量為54%,所以該功能區(qū)表層土壤中PAHs主要來源于煤低溫燃燒和交通源的污染,這也與水泥廠生產(chǎn)過程燃煤、地處緊靠交通要道有關(guān),研究結(jié)果與采樣點(diǎn)的污染特征相吻合.

表3 不同工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs特征因子Table 3 Characteristic factors of PAHs in the surface soil of different industrial areas

單種PAHs在5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤樣品中檢出情況差別較大.以單種 PAH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%的組分為特征因子,則不同工業(yè)區(qū)表層土壤中的的特征因子見表3.由表3可見,電廠1表層土壤中 PAHs的特征因子主要是 3～5環(huán)之間的Phe、Bkf、Bap,特征因子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為31.7%;電廠2表層土壤中PAHs的特征因子主要是3環(huán)的Phe和4環(huán)的Bkf,特征因子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為22.7%.Duval和Friedlander等[25]認(rèn)為Phe是煤燃燒產(chǎn)生PAHs的主導(dǎo)組分,Bkf在柴油機(jī)排放的廢氣中被檢出[26],Bap來自于燃油的燃燒[27],電廠1、電廠2表層土壤中PAHs的特征因子與大量燃煤、煤運(yùn)輸有關(guān),這 2個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs污染與電廠的污染特征相吻合.煉油廠表層土壤中PAHs的特征因子主要是2～5環(huán)之間的Flu、Baa、Chr、Bbf和 InP,特征因子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為67.1%.Flu屬于低環(huán)PAHs,在石油污染源中大量存在,主要來源于石油產(chǎn)品的泄漏,如原油、燃油和使用過的機(jī)油等[28];Baa是汽油燃燒的特征指示物[29];Fla、Chr是煤燃燒的標(biāo)記物[28];化石燃料的燃燒也會(huì)產(chǎn)生少量的Bbf和Pyr[30].這些特征因子與煉油廠污染特征相匹配.潤滑油廠表層土壤中PAHs的特征因子主要是2～4環(huán)之間的Flu、Ant、Fla和 Pyr,特征因子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為43.8%.其中 Ant通常存在于燃燒源中,如煤、木材、化石燃料的燃燒[27],潤滑油廠表層土壤中PAHs的特征因子指示該工業(yè)區(qū)的污染來源于石油產(chǎn)品的泄漏和化石燃料的燃燒.水泥廠表層土壤中PAHs的特征因子主要是2環(huán)的Any和4環(huán)的 Ant,特征因子質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為 20.3%.該工業(yè)區(qū)的特征因子分析結(jié)果表明,土壤中 PAHs來自于交通源的污染,研究的結(jié)果與采樣點(diǎn)緊靠繁華的交通要道有關(guān).

2.2 不同土地利用類型中PAHs含量

圖2 不同土地利用類型土壤中PAHs 含量Fig.2 Total concentrations of PAHs in different types soils

各工業(yè)區(qū)不同方向土壤中 PAHs的含量存在差異,西、北方向土壤中 PAHs的含量相對(duì)較高,組分穩(wěn)定,標(biāo)準(zhǔn)差較小,可見氣候(風(fēng)向)條件是影響PAHs在土壤中分布的因素之一.由圖2可見,PAHs在不同土地利用類型土壤中的含量大小為菜地(3312.7μg/kg)>廠區(qū)土(1824.3μg/kg)>道路旁土(1515.1μg/kg)>果林地(169.3μg/kg).原因是菜地大多受到企業(yè)能源消耗、交通、居民生活用煤、堆肥和污水灌溉等因素的影響,因此菜地中 PAHs含量最高.廠區(qū)土壤多受到企業(yè)能源消耗、交通污染的影響大,因此含量次之.果林地大多數(shù)遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū),受人類活動(dòng)的影響較小,因此PAHs含量較低.從環(huán)數(shù)分布來看,菜地、道路旁土和城區(qū)土壤中PAHs以4環(huán)及以上PAHs為主;而果林地中2環(huán)和3環(huán)的PAHs占優(yōu)勢(shì).

2.3 工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs污染評(píng)價(jià)與分析

國際上關(guān)于土壤中 PAHs污染的評(píng)價(jià)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).本研究區(qū)域中 PAHs污染情況與國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的比較結(jié)果見表 4.本研究的 5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中 PAHs平均含量約為法國塞納河流域工業(yè)土壤和美國新澤西州城區(qū)土壤的一半,但高于韓國煉鋼廠附近土壤的程度,與西班牙塔拉戈納省化工區(qū)土壤中的含量相當(dāng).與國內(nèi)工業(yè)區(qū)土壤中PAHs含量比較,本研究的5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中 PAHs污染程與天津?yàn)I海工業(yè)區(qū)相接近,高于國內(nèi)同類經(jīng)濟(jì)展較快的工業(yè)區(qū)域——汕頭工業(yè)區(qū)和香港工業(yè)區(qū),低于南京某工業(yè)區(qū).與國內(nèi)其他不同功能區(qū)土壤中 PAHs含量相比,5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的含量明顯低于南京農(nóng)業(yè)區(qū)、大連城市公路邊.造成這種差異的原因可能與百色市的工業(yè)布局有關(guān),也可能是百色市地處我國南方,屬于亞熱帶氣候,具有氣溫高、太陽照射久等氣候特點(diǎn),有利于土壤中PAHs的揮發(fā)、光解和生物降解[31].可見,百色市工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的污染程度與文獻(xiàn)報(bào)道值相比,處于中等污染水平,且部分點(diǎn)位污染嚴(yán)重.根據(jù)Maliszewska-Kordybach[32]提出的總量標(biāo)準(zhǔn),土壤分為4個(gè)級(jí)別:清潔(<200μg/kg)、輕度污染(200～600μg/kg)、中度污染(600～1000μg/kg)和重污染(>1000μg/kg),百色市工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的污染程度屬于中等偏重污染水平.

參考荷蘭 Aannokkee對(duì)土壤中10種 PAHs治理和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[43],5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中單種PAHs污染超標(biāo)倍數(shù)列于表5.從表5可以看出,電廠2表層土壤中10種PAHs超標(biāo)率為100%, Bkf污染超標(biāo)最大,超標(biāo)倍數(shù)為8.4;Nap污染超標(biāo)倍數(shù)最小(1.8).電廠1附近表層土壤采樣點(diǎn)中Ant未超標(biāo),剩余 9種 PAHs都超標(biāo),Chr的超標(biāo)倍數(shù)最大(5.2).電廠2表層土壤中10種PAHs超標(biāo)倍數(shù)大于電廠 1,原因可能是電廠 2建立時(shí)間長(zhǎng),土壤中PAHs的累積量較大.表5中數(shù)據(jù)顯示,Fla、Baa、Bkf、Bap和InP在4個(gè)不同工業(yè)區(qū)表層土壤中含量超標(biāo),最大超標(biāo)數(shù)倍數(shù)分別達(dá)到7.2、8.3、8.4、5.8和3.8;Nap、Phe、Chr和Bgp在3個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中檢出超標(biāo),其中 Chr在煉油廠表層土壤中檢測(cè)超標(biāo)倍數(shù)高達(dá)8.0倍;Ant在電廠1、煉油廠和水泥廠表層土壤中均未超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)出現(xiàn)在電廠2表層土壤中,為超標(biāo)2.6倍.值得注意的是,在超標(biāo)的 PAHs中,Baa、Bkf、Bap、InP、Chr及Bgp均屬致癌污染物,百色市不同工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不容樂觀.

表4 相關(guān)研究區(qū)域土壤中PAHs殘留的對(duì)比分析(μg/kg)Table 4 Comparison of PAHs in soils with other regions reported (μg/kg)

表5 百色市不同工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs污染評(píng)價(jià)Table 5 Pollution assessment of PAHs in surface soil of different industrial areas of Baise

2.3 土壤中PAHs的來源分析

2.3.1 同分異構(gòu)體比率法 土壤中 PAHs污染主要來源于化石燃料或木材的不完全燃燒(燃燒源)和石油或石油類產(chǎn)品的泄漏(石油源).不同污染源附近土壤中 PAHs的組分不同.因此,不同PAHs組分的含量比常常用來判斷、區(qū)分燃燒源和石油源.雖然 PAHs產(chǎn)生過程存在差異性,但在遷移過程中,同分異構(gòu)體同時(shí)被等同地稀釋,所以,每一種狀態(tài)下熱分解都有自己獨(dú)特的成分和比值.同分異構(gòu)體比率法是利用環(huán)境介質(zhì)中特殊母體PAHs濃度的比值對(duì)PAHs污染源進(jìn)行診斷的一種方法.Baa/(Baa+Chr)和 Fla/(Fla+Pyr)是常用的方法之一.當(dāng)Baa/(Baa+Chr)<0.2,表明PAHs污染主要來自于石油源;Baa/(Baa+Chr)>0.35,為燃燒源;0.20.5表明PAHs主要來源于草本植物、木材和煤的不完全燃燒,0.4

圖3 不同工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs的Baa/(Baa+Chr)和Fla/(Fla+Pyr)分子比率Fig.3 Bivariate plots of Fla/(Fla+Pyr) versus Baa/(Baa+Chr) in the surface soil of different industrial areas

運(yùn)用同分異構(gòu)體比率對(duì)5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs污染源進(jìn)行診斷的結(jié)果如圖3所示.本研究中Baa/(Baa+Chr)的比值主要集中在0.35～0.9之間,表明研究區(qū)域土壤中的 PAHs污染主要來自于燃燒源;Fla/(Fla+Pyr) 的比值介于 0.1～0.7之間,說明研究區(qū)域土壤中的 PAHs污染來自于石油的泄露、石油的燃燒和煤的燃燒.煉油廠土壤中Fla/(Fla+Pyr)的比值大部分小于 0.4,表明 PAHs污染主要來自石油源;其他 4個(gè)工業(yè)區(qū)土壤中 Fla/(Fla+Pyr)的比值大部分大于0.6,說明土壤中PAHs主要是煤和石油的燃燒造成的.5個(gè)工業(yè)區(qū)土壤中的Fla/(Fla+Pyr)的比值均有部分介于0.4～0.5之間,可以推斷交通源(油類燃燒)對(duì) 5個(gè)工業(yè)區(qū)土壤中PAHs污染均有貢獻(xiàn).研究結(jié)果與百色市交通發(fā)達(dá)及以燃煤為主的工業(yè)能源結(jié)構(gòu)相吻合.

表6 土壤中16種PAHs主成分分析中各因子總方差解釋情況Table 6 Total variance explained of PCA of soil 16 PAHs in Baise

2.3.2 主成分分析法運(yùn)用主成分分析法 對(duì) 5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤中 PAHs的來源進(jìn)行解析,提取因子解釋總體變量情況見表 6.表 6中的數(shù)據(jù)顯示,前3個(gè)提取因子初始特征值超過1,這3個(gè)因子的總方差解釋都超過9.1%,累積達(dá)95.0%,可作為主成分進(jìn)行因子提取.16種PAHs旋轉(zhuǎn)后主成分負(fù)荷矩陣見表7.從表7可見,3個(gè)主成分表現(xiàn)了95.0%的PAHs原始數(shù)據(jù)的變化.因子1解釋了45.2%的總變化,在 Phe、Chr、Bbf、Bap、InP、Daa和Bgp組分上有較大的荷載(>0.800),因子2解釋了35.2%的總變化,在Nap、Any、Ant和Fla四個(gè)組分上荷載較重(>0.794).因子 3解釋了14.6%的總變化,在Flu組分上荷載較重(>0.959).因子 1對(duì)應(yīng)第一主群,這一主群的主要組分以4～6 環(huán) PAHs為主,并且 Phe、Chr、Bbf、Bap 分別是煤、化石燃料、燃油燃燒的特征指示物

[25,27,30],所以因子1代表PAHs污染來自于混合污染源.因子2對(duì)應(yīng)第二主群,高荷載組分為2環(huán)和3環(huán)PAHs,其中Nap、Any屬于低環(huán)PAHs,通常在石油源中大量存在,主要來源于石油產(chǎn)品的泄漏[28];Ant通常存在于燃燒源中[27],Fla是煤燃燒的標(biāo)記物[28];因子2代表燃燒源和石油源混合污染;因子3對(duì)應(yīng)第三主群,這一主群高荷載組分Flu,Flu屬于低環(huán)PAHs,因此,因子3代表石油源染源,研究結(jié)果與同分異構(gòu)體比率法一致.

以標(biāo)準(zhǔn)化主因子得分為自變量,以 16種PAHs標(biāo)準(zhǔn)化總含量為因變量,用 0.05為缺省的顯著性水平,進(jìn)行多元線性逐步回歸,獲得標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù).通過標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)計(jì)算得到 3個(gè)因子的平均貢獻(xiàn)率[46].因子得分的多元線性回歸的結(jié)果見表8.由表8可見,百色市5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤PAHs污染源中,燃燒源貢獻(xiàn)最大(占45.0%),石油源和燃燒源混合貢獻(xiàn)率為 36.8%,而石油源所占比例相對(duì)較小(占18.2%).可決系數(shù)為0.998,表明回歸模型的擬合程度較好.百色市地處珠江源頭,該區(qū)交通較發(fā)達(dá),工業(yè)燃煤量較大.隨著地方經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的發(fā)展和區(qū)域物流中心的建設(shè),燃煤量、燃油量巨增,使該地區(qū)工業(yè)區(qū)表層土壤中PAHs污染以燃煤、燃油為主.

表7 土壤中16種PAHs旋轉(zhuǎn)后主成分負(fù)荷矩陣Table 7 Rotated component matrix of 16 PAHs from soil

表8 PAHs因子得分的多元線性回歸結(jié)果Table 8 Multiple regression statistics using factor scores for PAHs

3 結(jié)論

3.1 工業(yè)區(qū)表層土壤中 PAHs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.7～6437μg/kg,與國內(nèi)外相關(guān)研究比較,處于中高等污染水平;5個(gè)工業(yè)區(qū)表層土壤樣品中 PAHs的殘留大小順序?yàn)?電廠 2>電廠 1>煉油廠>潤滑油廠>水泥廠,Fla、Baa和Bkf是主要的超標(biāo)化合物.

3.2 電廠2、電廠1、煉油廠和潤滑油廠4個(gè)工業(yè)區(qū)土壤中PAHs污染以4環(huán)為主,毒性較高的4環(huán)和5環(huán)PAHs均高于其他環(huán)數(shù)PAHs,表明工業(yè)歷史對(duì)土壤 PAHs的污染程度有明顯的影響;水泥廠附近土壤中PAHs污染以2、3環(huán)為主.

3.3 工業(yè)區(qū)土壤中 PAHs污染的主要來自于自于燃燒源、石油源及石油源和燃燒源的混合源,燃燒源貢獻(xiàn)最大(占 45.0%),石油源和燃燒源混合貢獻(xiàn)率為 36.8%,而石油源所占比例相對(duì)較小(占18.2%).

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