多环芳烃是于环境中普遍存在的一种典型的化学性质非常稳定的有机污染物,具有强致癌、致畸、致突变作用。通过直接或间接(降雨、降雪、降尘)的方式,土壤成为PAHs陆地最大的汇,尤其是城市土壤。上海市作为长三角地区城市群的龙头,经济发达、产业密集、人口集中。大范围的不同土地利用类型下的上海市土壤中PAHs污染的时空分布特征已有研究,表明各种土地利用类型下土壤均存在不同程度的生态风险。本文选取上海市典型地区表层土壤为研究对象,采用对土壤破坏程度小的粒径分组结合密度分离的物理分离有机质方法,探讨土壤不同类型有机质、有机矿物复合体及矿物等吸附剂,对多环芳烃的环境行为的影响,揭示在自然状态下土壤中PAHs的环境行为,为土壤修复或治理提供参照依据。并且以超纯水作为溶剂对不同组分土壤进行解吸热力学分析,检验温度如何影响解吸过程,推断在自然环境中更低的水温下,PAHs的解吸含量及生物毒性。所测表层土壤Σ16PAHs范围在5.2-125.6μg/g,样点间Σ16PAHs浓度存在较明显差异。工业土地利用类型下的土壤中Σ16PAHs浓度远高于其他土地利用类型。JS BS DC中Σ16PAHs浓度分别为125.6μg/g,32.6μg/g和25.7μg/g。三处Σ16PAHS之和占所有样点Σ16PAHs含量的73.5%,是重要的污染区。除JM外,其它样点16种单体PAHs含量整体表现出一致性。就单个化合物含量来看,以荧蒽最高,均值为17.9%,其次是芘(14.3%)、菲(12.2%),萘(1.6%)、苊(0.4%)、二氢苊(0.5%)、芴(0.8%)四种化合物含量最低。JM处含量最高为菲(30.4%)其次为萘(18.1%)、荧葸(17.4%)。除JM外,其它7个样点土壤中4环、5环PAHs含量最高,其次是3环、6环PAHs样点JM是上海最繁华的商业区之一,交通便利,车流量大。土壤中PAHs浓度变化表现出4环>3环>2环>5环>6环,其中2环与3环PAHs所占比例高于50%。不同环数PAHs相对丰度可以初步表明污染主要来源于热解或石油来源。8个样点中只有JM地区LMW/HMW的比值大于1,表明该地PAHs主要来源于石油及其产品。其它7个采样点低分子量与高分子量PAHs比值均小于1,即都以4环及以上PAHs为主,表明环境中PAHs是以化石燃料的不完全燃烧产生的污染物输入为主。四种异构体比值两两结合判断PAHs来源与上述比值结果一致,所有样点均指示石油、煤与生物燃烧来源。利用湿筛法将土壤分为5种粒径组分：>500μm,250-500μm,125-250μm, 63-125μm,<63μm.粒径组分质量占原土壤质量比重随粒径变细,先增加后减小再增加。质量比重最高的粒径为<63μm粒径组分,达43.2-56.9%。其次为125-250-μm粒径组分。比重最小的为>500μm粒径组分,只占原土总重量的1.1-1.9%。土壤中5种粒径216PAHs浓度分布不均,范围为2.04-136.34μg/g。最高值并不总出现在某一个粒径,但集中在>125μm以上部分,可能是因为大粒径中包含的碳质材料如植物碎屑、煤与焦炭等对PAHs亲和性较高,具有强烈吸附作用。Σ16PAHs浓度最低值均出现在<63μm粒径组分中,可能与其较低的TOC含量有关。通过有机碳标准化PAHs,采样点原有粒径PAHs赋存能力及有机质赋存能力均发生变化,均值按照125-250μm.250-500μm>>500μm 63-125μm <63μm递减。125-250μm粒径中有机质对PAHs的赋存能力最强,<63μm粒径组分中有机质对PAHs赋存能力最弱。所有样点各个粒径下不同环数对总PAHs的贡献率,总体以3环及以上PAHs为主。4环PAHs占总PAHs含量最大,其百分比占Σ16PAHs的40-52%,远远高于其它环数。2环占总PAHs含量百分比在0.2-8%以下,显著低于其它环数。5种粒径组分土壤继续进行密度分离。粒径越大,颗粒越粗,轻组分所占质量比例越大,范围为1.9-81.1%。轻组分有机吸附剂中Σ16PAHs含量为98.9-228.6μg/g,最高值出现在125-250μm粒径的轻组分中,并依次向粗颗粒及细颗粒两端的轻组分递减。重组分中无机矿物与无定型有机质中E16PAHs的浓度范围为1.3-3.7μg/g,最高值出现在>500μm粒径重组分中。粒径越细,重组分中E16PAHs浓度呈递减趋势。轻组分中PAHs的浓度为重组分中PAHs浓度的32-152倍,高于重组分PAHs浓度1-2个数量级。有机碳标准化PAHs表明,轻组分有机碳标准化值大于对应的重组分,轻组分有机碳标准化最高值仍出现在125-250μm粒径轻组分中,依次向两端减小。重组分标准化有机碳最高值出现在<63μmm的重组分中。粒径越粗,PAHs有机碳标准化值越低,这与各组分PAHs变化规律相反。表明不仅是有机碳的含量,有机碳的质量更是影响PAHs富集的主要因素同时也说明对于PAHs,轻组分中有机质吸附剂较重组分具有更高的亲和力。所测土壤样品不同粒径中TOC含量范围为6.9-27.3g/kg, BC含量为0.8-8.2g/kg. TOC BC与PAHs均存在相关性(p<0.01),BC较TOC是强吸附剂。轻组分PAHs含量与TOC具有相关性,重组分PAHs含量与TOC不存在相关性。两种密度组分下各个环数PAHs与TOC具有相关性(P<0.01)。相较于高中环PAHs,低环PAHs(2环和3环)与TOC的相关性较高。水溶态PAHs在8种不同温度下由ASE恒压提取,水溶态PAHs随着温度升高浓度增大,在40℃时PAHs浓度为0.3μg/L,当温度上升到100℃时,溶解在水中的PAHs浓度上升到12.9μg/L。样品解吸焓值范围在38.9-114.3kJ/mol之间。PAHs Phe AnUFln Py的解吸焓均值分别为52.5kJ/mol 51.5kJ/mol 58.8kJ/mol 90.9kJ/mok 96.7kJ/mol尤其是四环Py的拟合效果最好,R2值均在0.99以上,△H分别从86.9kJ/mol至114.3kJ/mol.随着分子量增加,疏水性增加,PAHs的解吸焓值升高。5环及以上PAHs低温时在水中温度往往低于检测限,但在高温时水溶态PAHs浓度仍符合Van’t Hoff方程。就同一样点而言,原土、<63μm及轻组分土壤PAHs及其单体化合物AH值相差不大,并且表现出规律一致性,表明各组分具有类似吸附机制。不同样点而言,JS的解吸焓值△均值低于JM.DC.除2环Nap与3环Phe外JM与DC的△H均值相差不大。