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公路沿线农田土壤和玉米中多环芳烃风险评价

陈亚南  
【摘要】:公路交通车辆是环境中多环芳烃排放源之一,公路交通产生的污染问题受到国内外许多学者的广泛关注。交通工具会排放大量的污染物,这些污染物会通过路面径流和大气扩散进入土壤中并进行积累,然后通过土壤—农产品系统富集在农产品中,农产品受到污染后降低了其自身的质量,同时还成为损害人类身体健康的潜在威胁。研究公路沿线农田环境多环芳烃污染,分析其分布特征及影响因素,可为公路沿线农田的合理利用与保护提供理论依据,对于多环芳烃污染的防控工作具有至关重要的意义。本论文以长春市区周边主要公路沿线农田土壤和玉米以及德惠市主要公路沿线农田土壤、玉米及玉米叶片中多环芳烃为研究对象,测定了研究区农田土壤、玉米及玉米叶片中多环芳烃含量,分析了其多环芳烃的分布特征和来源,对土壤和玉米中多环芳烃进行了综合风险评价,并针对公路沿线农田环境多环芳烃污染提出了一些相关的防治对策。本文获得的主要结论如下:(1)长春市区周边主要公路沿线农田土壤中多环芳烃的总含量范围为1340.69~5230.30 ng/g之间,平均值为2954.93 ng/g。德惠市主要公路沿线农田土壤中多环芳烃总含量范围在197.65~5544.10 ng/g之间,平均值为1529.48 ng/g。京哈高速公路两侧土壤中多环芳烃的分布大致为随距离增加呈先降低后增加再降低的规律,各个断面土壤背景值基本上都小于相对应断面的150 m范围内采样点的值。(2)长春市区周边7条主要公路沿线玉米中多环芳烃的总含量范围为202.70~716.00 ng/g之间,平均值为362.01 ng/g。德惠市主要公路沿线玉米中多环芳烃总含量范围在25.53~70.12 ng/g之间,平均值为47.45 ng/g。玉米叶片中多环芳烃总含量范围在163.39~2254.7 ng/g之间,平均值为1279.43 ng/g。京哈高速公路两侧玉米和玉米叶片中多环芳烃的含量没有出现随距路基距离的增加而减少的规律。(3)分析了样品中多环芳烃产生的来源,结果表明,长春市区周边主要公路沿线农田土壤多环芳烃主要来源为煤和生物质的燃烧,并伴随着交通源和石油源,玉米与其对应的土壤中多环芳烃来源一致;德惠市主要公路沿线农田土壤中多环芳烃的主要来源为煤和生物质以及石油的燃烧源,伴随着交通源和石油源,与长春市研究区土壤中多环芳烃的来源相似。玉米和玉米叶片中多环芳烃的主要来源为煤和生物质的燃烧来源,与其对应的土壤样品中多环芳烃来源基本一致。(4)对研究区土壤中多环芳烃含量与土壤理化性质之间进行了相关性分析,研究区土壤的pH值与土壤中多环芳烃没有相关性,和有机质之间有相关性。对德惠市研究区玉米叶片中多环芳烃含量与叶绿素之间相关性进行了分析,表明叶绿素与多环芳烃之间没有相关性。(5)运用了4种不同的评价方法对研究区农田土壤进行了生态风险评价。根据Maliszewska-Kordybach提出的多环芳烃污染等级标准,长春市研究区土壤中多环芳烃含量均属于严重污染水平;德惠市研究区土壤样品中,中等污染以上的样品占总样点数的79.00%。运用内梅罗综合污染指数法的评价结果表明,长春市研究区土壤样品中,中等污染以上的样品占91.43%;德惠市研究区土壤样品中,中等污染以上的样品占76.00%。采用毒性当量因子(TEF)法的研究结果表明,长春市区周边农田土壤受到轻微的多环芳烃污染风险,需要引起一定的关注。德惠市主要公路沿线农田土壤不存在超标现象。运用生物毒性评价法的评价结果表明,长春市区研究区土壤样品中的多环芳烃,有部分超过了最高临界安全值;德惠市研究区土壤样品中的多环芳烃,也有部分超过了最高临界安全值,会造成稍微频繁的生物毒性。(6)对研究区农田土壤及玉米进行了健康风险评价,结果表明,长春市区周边主要公路沿线农田土壤和玉米样品中,非致癌多环芳烃含量均在可接受范围;土壤和玉米中致癌性多环芳烃含量可能会存在一定风险,应加以关注。德惠市主要公路沿线农田土壤和玉米样品中,多环芳烃的含量均在可接受范围内。


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