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多环芳烃(PAHs)是一类典型的半挥发持久性有机污染物,具有持久性、累积性、长距离迁移以及致畸致癌致突变的高毒性,因此受到了国际社会的广泛关注。表层土壤是陆地生态系统PAHs最重要的汇,尤其是城市土壤。在土壤中,PAHs将发生一系列的物理、化学和生物行为,其中一部分降解或转化为无害物质；一部分通过挥发等途径进入其他相中；还有一部分会长期存在于土壤环境中,进而对环境产生长期和深远的影响。城市是人类活动最为密集的地区,人类活动对城市环境的影响越来越显著。上海作为我国长三角城市群的中心,我国最大的经济活动中心,人类活动对环境的影响更为显著,已有研究表明上海市不同利用类型的土壤已经面临不同程度的生态风险。本研究系统地探讨了上海市土壤中PAHs的四季变化特征,重点探讨了中心城区不同功能区土壤中PAHs的分布特征,分析了土壤主要的理化参数对土壤中PAHs赋存水平的影响,并采用多种方法对研究区土壤PAHs进行了溯源分析,运用多种评价标准和评价模型相结合的方法对土壤中PAHs进行了生态风险评价,以期为上海市环境保护和PAHs环境污染的控制提供依据。对上海市表层土壤样品中PAHs的分析结果表明美国EPA公布的16种优控PAHs,除低环的萘、苊和二氢苊外均能检测到,且总量和组分的季节变化特征基本一致。春季16种PAHs的总量为120～24540ng/g,平均值为2500ng/g；夏季PAHs总量在170.439～30513.998ng/g之间,平均值为2340.771ng/g；秋季PAHs总量在159.935～41212.485ng/g之间,平均值为2949.273ng/g；冬季PAHs的总量为156.879～47337.448ng/g,平均值为3428.217ng/g。土壤中PAHs的季节变化和空间分布特征均比较明显,16种PAHs含量呈现出冬季>秋季>春季>夏季的季节变化,四季单体多环芳烃的含量变化整体上表现出特征一致性,也呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节变化。中心城区土壤中PAHs总量呈现出春季>冬季>秋季>夏季的季节变化趋势。春季总量最高,为2578ng/g,冬季为2098ng/g,秋季为2059ng/g,四个季节中含量最低的是夏季,为1540ng/g。从功能区含量看,PAHs含量在不同功能区均有明显的差异,工业区含量最高,其次是公园绿地,商业区、交通区、路边绿地和文教区土壤中的PAHs含量相当。不同功能区PAHs含量的差异与采样点所在的地理位置有密切关系,工业区四个季节均呈现最高值,明显地受到工业企业PAHs排放含量较高的影响,公园采样点含量也较高,杨浦公园和鲁迅公园是两个高污染点,可能与采样点的排放历史和公园所处的地理位置有关,因为这些高值点都位于交通繁忙的路段或者老工业区。各个功能区样点PAHs的组分分布特征较为一致,低环组分含量较低,中环和高环组分含量较高,4环含量最高。运用多种特征比值相结合的方法对土壤PAHs进行了初步判源,发现多种特征比值结果一致,上海市土壤中的PAHs主要来源于不完全燃烧。运用因子／主成分分析方法进一步判别了土壤中PAHs的主要来源,并计算出了各主要源的相对贡献率,结果表明,春季土壤PAHs汽油的不完全燃烧贡献率为63%,机动车排放的贡献率为36%;夏季土壤PAHs汽油的不完全燃烧贡献率为73%,焦炭、生物质燃烧以及石油泄漏的贡献率为27%;秋季土壤PAHs中,不完全燃烧的贡献率为77%,石油泄漏的贡献率为23%；冬季不完全燃烧的贡献率为49%,机动车排放的贡献率为41%,石油泄漏的贡献率为10%。四季土壤PAHs的主要排放来源基本一致,均以燃油为主,尤其是夏秋两季,燃油源的贡献率分别为73%和77%。土壤的理化性质,尤其是酸碱度(pH)和有机质(TOC)是土壤中重要的理化参数,因此重点开展了酸碱度(pH)和有机质(TOC)对土壤PAHs赋存水平影响的研究,结果表明,土壤pH值并非决定土壤对PAHs持留的因素。土壤pH值与PAHs无显著相关性,分析各环数PAHs含量与土壤pH值的相关性发现,2-3环、4环、5-6环PAHs与土壤pH值均没有比较明显的相关性。土壤TOC与土壤PAHs也无明显相关性,研究不同环数PAHs与TOC的相关性,发现2-3环、4环、5-6环PAHs与土壤中TOC均没有比较明显的相关性。这可能是因为采集土壤的土地利用类型较为多样化,受人类活动影响的程度有差异,也可能是土壤富集PAHs的影响机制更为复杂,土壤中生存着大量生物菌群,它们能通过代谢利用降解土壤中吸附PAHs的有机质,从而造成PAHs类物质在土壤中不断被累积,特别是中环和高环PAHs,从而造成土壤中TOC含量与TPAHs浓度呈现较差相关性。通过国内外不同研究区域PAHs实测值的对比,发现上海市土壤中PAHs的含量与北京、天津较为接近、与美国的奥尔良、法国塞纳河谷、葡萄牙的里斯本、意大利都灵、印度含量相当。采用Long等的生物毒性评价方法,对土壤中PAHs进行生物毒性评价,结果显示,上海市土壤多环芳烃的生态风险在研究区域中普遍存在,部分样点PAHs污染已经存在较高的生态风险。潜在致癌风险分析发现,上海市土壤中PAHs已经构成潜在的致癌风险,且这种风险已具有普遍性。7种致癌物质的TEQBaP为4.62～10778.66ng/g,均值为447.92ng/g,占16种PAHs的TEQBaP的92.1%～99.7%,表明7种致癌物质是16种PAHs的TEQBaP的主要贡献者。运用RBCA模型进行了致癌风险与非致癌风险评价,结果表明,上海市土壤中16种PAHs的致癌风险与非致癌风险均在可接受范围内,各暴露途径的非致癌危害指数的贡献按从大到小依次为呼吸摄入>经口摄入>皮肤接触,对致癌风险的贡献按从大到小依次为皮肤接触>经口直接摄入>呼吸摄入。