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多环芳烃(Polycyclicaromatichydrocarbon,PAHs)是一类广泛存在于环境各个介质中的持久性有机污染物,主要来源于生物质和化石燃料的不完全燃烧等过程。由于PAHs具有持久性、长距离迁移性、亲脂性和“三致”毒性,可以存在于环境中的各个介质中。其中土壤PAHs的一个主要汇,土壤中PAHs的浓度水平及组成特征能够反映区域内PAHs的污染状况和主要来源等;松针植物在环境中分布较为广泛,四季常青,具有质含量高、比表面积大等特点,可以作为天然的被动采样材料富集空气中半挥发性有机污染物(SOCs),从而也能够反映区域中SOCs的污染水平及组成特征。新疆地处中国西北部,资源丰富,招商引资不断扩大,国内大企业不断落户新疆,各类能源的消耗量不断增大。另外,生物质的燃烧一直是农村地区取暖和烹饪的传统方式。由此产生的环境问题也日益凸显,同时也受PAHs的污染。目前对该地区内持久性有机污染物的研究才刚刚起步,特别是对区域内土壤/松针中PAHs的污染状况鲜有报道,同时研究土壤/松针中PAHs的浓度水平更是未见报道。为此,本研究通过对新疆石河子、北屯和高山地区表层土壤和相对应的松针样品的采样分析,对PAHs在这三个区域内的污染浓度水平、分布特征、污染物的来源解析和PAHs在土壤/松针中的分布系数(QSP)等方面进行了研究,本研究结果将有助于进一步深入了解PAHs在更大环境范围内的分布及环境归趋,为研究中国西部地区环境污染状况与生态修复提供可靠的科学依据和基础资料。 本研究中考察了石河子市、北屯镇和高山地区不同功能区春季、夏季和秋季土壤/松针中ΣPAHs的浓度水平及分布特征。石河子、北屯和高山地区春季土壤/松针中要比夏季和秋季土壤/松针中的浓度高,与国内外相对应的地区相比,石河子地区土壤中PAHs处于中等污染程度,而夏季和秋季土壤中PAHs的浓度水平相对较低;春季松针中ΣPAHs相对于其他国内外地区植被中PAHs的浓度处于中等水平,而夏季和秋季值很低,其中高山地区土壤/松针中ΣPAHs的浓度均可以作为中国西北偏远地区的背景值。不同功能区ΣPAHs的浓度呈学校-林地-远郊区-城市公园-交通繁忙区依次升高的趋势,这一结果表明人类活动的影响(本研究中主要指交通排放)是导致不同功能区土壤/松针中ΣPAHs浓度变化的主要原因。不同环数在土壤/松针中的分布特征也不尽相同,土壤中高分子量PAHs(主要是4环和5环PAHs)占主要成分,松针低分子量PAHs(主要是3环PAHs)占主要成分,这与土壤/松针富集PAHs的机制密切相关,不同环数PAHs还呈现出明显的“局部分馏”现象。通过比值法对石河子、北屯和高山地区土壤/松针中PAHs的来源进行分析,结果表明,土壤/松针中PAHs主要来源于煤及生物质的不完全燃烧,其中石油产品的高温燃烧也对其有一定的贡献率,尤其在采暖期土壤/松针中PAHs大部分都是来自煤及生物质的不完全燃烧。 比较土壤和松针中PAHs的含量,发现三个采样区土壤中PAHs浓度远高于松针中PAHs浓度。定义QSP为PAHs在土壤/松针中的分布系数,考察了QSP于PAHs的过冷液体饱和蒸汽压(poL)关系,结果表明QSP和poL具有显著的对数线性关系,表明PAHs在土壤/松针中的分布受其物理化学性质的影响,PAHs在土壤/松针中的分布可以看作是在气/固间分配的“镜像”。