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多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)是环境中广泛存在的有机污染物,具有持久性、生物蓄积性、半挥发性和致癌、致畸效应而引起人们的广泛关注,并被很多国家列入优先污染物控制名单甚至被禁止使用。城市是人们集中居住区,其公园更是市民休闲娱乐的场所,因此,本研究调查了南京市公园绿地土壤和常绿植物叶片中的典型有机污染物(15种PAHs和10种OCPs)的污染状况,分析了土壤和植物叶片中PAHs和OCPs的来源,通过研究南京市区公园绿地土壤和叶片中典型有机污染物的分布状况,了解城市的环境质量,同时基于植物叶片中的典型有机污染物含量,对不同植物叶片指示大气污染状况进行了比较,为城市的大气有机污染物的污染监测提供新的方法。主要有以下结论:
1.本文优化了复杂环境样品中同时分析OCPs和PAHs的方法--通过加速溶剂同时萃取土壤或叶片中的OCPs和PAHs,SPE柱(氧化铝+弗罗里硅土)净化,使用正己烷/二氯甲烷(9/1,V/V)为淋洗液;分别通过GC和HPLC测定其中的OCPs和PAHs含量的方法。建立了适合本实验的同时提取、净化土壤或植物叶片中OCPs和PAHs。采用建立的方法,在土壤和叶片(松针)中的OCPs的加标回收率分别在77.3%和70.1%以上,PAHs(除Nap以外)的加标回收率分别73.3%和70.8%以上,且重现性较好。
2.南京公园绿地土壤中的15种PAHs含量(∑PAHs)在134.3-3192.6μg/kg,均值是1232.1μg/kg,七种致癌性PAHs的含量为34.3-1647.8μg/kg,均值为555.0μg/kg,致癌性最强的BaP含量为4.1-319.0μg/kg,均值为103.3μg/kg。土壤中PAHs以4环的PAHs为主,占∑PAHs的51.0%,5环和6环的次之,占∑PAHs的30.3%,2环和3环的最少。单个PAH中,Phe、Flt、Pyr、Chr、BbF、BaA和BaP是主要的化合物,其中Flt含量最高,均值为226.5μg/kg。与荷兰政府制定的土壤中PAHs的修复标准相比,很多采样点的Phe、Flt、BaA、Chr、BkF、BaP和BghiP都超过标准,存在一定的环境风险。特征化合物比值法和主成分分析表明土壤中的PAHS主要来源于汽车尾气排放和燃煤。
3.公园绿地土壤中的OCPs残留总量为14.3-114.4μg/kg,平均值为33.2μg/kg。土壤中DDT、HCH和HCB的残留量大小顺序为DDT>HCH>HCB,其平均值分别为24.0μg/kg、9.2μg/kg和3.0μg/kg。90.0%的采样点中的OCPs含量均未超过国家一级标准限定值。γ-HCH/α-HCH和DDT/DDE的比值研究表明土壤中的OCPs主要来源于历史使用带来的大气沉降以及最近几年使用的林丹(纯的γ-HCH)和三氯杀螨醇(含DDT杂质)带来新的输入。
4.15种PAHs在南京市公园4种植物叶片中均有较高的检出率。叶片中总的PAHs平均含量(∑PAHs)为雪松>马尾松>龙柏>冬青,分别为1507.9μg/kg、1438.0μg/kg、936.5μg/kg和462.3μg/kg。4种植物叶片中PAHs均以2环和3环PAHs为主,占∑PAHs的55.7%-66.8%;4环次之,占∑PAHs的25.0%-41.0%;5环和6环最少,这表明植物叶片主要富集气态的PAHs。Nap、Flu、Phe、Flt、Pyr和Chr均是不同叶片中主要的污染物,这六种化合物在不同叶片中占∑PAHs的86.1%以上,在雪松、马尾松和龙柏中Phe是最主要的化合物,冬青中Nap是最主要的化合物。研究表明植物叶片中的PAHs主要来源于汽车尾气排放,燃煤或生物质燃烧也有一定贡献。
5.∑OCPs在四种不同植物叶片中含量为雪松>龙柏>冬青≈马尾松针,其平均含量分别为52.1μg/kg、41.4μg/kg、30.2μg/kg和27.5μg/kg。4种不同的植物叶片中,DDTs类化合物对叶片中总的OCPs贡献最大,HCHs次之,但这两者差异不显著,两者占∑OCPs的79.8%以上,HCB的贡献最少。p,p-DDE和p,p-DDT是主要的DDTs,不同公园相同植物叶片中p,p-DDE或p,p-DDT含量没有显著差异,叶片中p,p-DDE/p,p-DDT比值表明DDTs除了过去使用的残留外,最近几年还有新的DDTs输入(三氯杀螨醇的使用)。α-HCH和γ-HCH为HCHs中主要化合物,不同公园相同植物叶片中α-HCH或γ-HCH含量没有显著差异,叶片中α-HCH/γ-HCH值说明HCHs为历史的使用残留和最近有新的γ-HCH(林丹)使用输入。
6.植物叶片尤其是雪松松针能长时间大量的富集大气中不同的亲脂性有机污染物,反映一段时间内的大气有机污染状况,同时具有分布广泛,采集方便的特点,是一种较好的大气污染生物指示物。