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地下水是岩溶区极为重要的水资源,与居民生活及经济发展息息相关。然而,随着社会经济的快速发展,人类活动排放的污染物日益增加,岩溶区由于自身的脆弱性,污染物极易从地表进入地下,进而对地下水造成污染。多环芳烃(PAHs)是一类难降解、挥发性较强、易在生物体内累积的持久性有机污染物(POPs),因其具有致癌、致畸、致突变等特性而受到广泛关注。水体环境中的PAHs主要吸附在溶解性有机质(DOM)、胶体物质、悬浮颗粒物上。PAHs一旦进入岩溶环境,在流水作用下,将很快迁移扩散到不同的环境介质中,进而污染整个岩溶系统,对岩溶生态环境构成威胁。因此,可通过探究岩溶系统PAHs的组成、分布迁移及污染水平,并分析其来源,认识PAHs污染岩溶系统的环境行为,从而为岩溶区污染物的防治提供借鉴。本文选取重庆老龙洞地下河系统为研究对象,通过野外调查,定位取样,以气相色谱-质谱联用仪为主要分析测试手段,研究土壤中PAHs的垂向分布、组成及来源,分析不同形态PAHs在土壤水及地下河水中的含量变化、迁移特征、组成及污染水平,并探讨土壤水与地下河水之间的联系。结果分析表明:1、老龙洞地下河流域土壤中∑PAHs(PAHs总量)、∑PAHscarc(7种致癌性PAHs总量)变化范围分别为43.17~2127.96ng/g,11.84~1414.14ng/g,半边街与石院子土壤中∑PAHs和∑PAHscarc均明显高于新力村,16种PAHs在流域内土壤中普遍存在。地下河流域不同土壤中PAHs总量的垂向分布差异较大,但总体上,流域内土壤中PAHs主要集中分布于浅层土壤(0-20cm)中,此外,7种致癌性PAHs总量与PAHs总量的垂向分布轮廓非常相似。流域内0-20cm土层中高环PAHs含量显著高于20cm以下的深部土层中其含量,与高环PAHs相比较,低、中环PAHs在不同深度土层中的含量分布相对比较均匀。地下河流域土壤中PAHs的组成以高环为主,尤其是5环,与浅层土壤相比,深层土壤低、中环占PAHs的比重有一定增大,高环所占比重相应减小。对地下河流域土壤中PAHs含量与pH、TOC含量进行相关分析发现,新力村土壤中,p H对PAHs含量的垂向分布影响很大,半边街和石院子土壤中,TOC含量对PAHs含量的垂向分布有较大的影响。PAHs来源分析表明,流域内土壤中PAHs主要来自煤、石油及生物质的燃烧与交通排放,此外,还有部分来源为石油产品的低温转化或泄露。2、地下河流域土壤水中15种溶解态PAHs(除DaA外)均被检出,其中Nap的检出率高达100%。流域内土壤水中溶解态∑PAHs、∑PAHscarc变化范围分别为105.90~4696.08ng/L、ND~1388.79ng/L,其中新力村溶解态∑PAHs最大,半边街次之,石院子最小,但半边街和石院子土壤水中溶解态∑PAHscarc明显高于新力村。分析结果表明,新力村与石院子土壤水中溶解态∑PAHs均表现为随深度增加而升高的垂向迁移特征,且50-80cm升高的幅度明显大于20-50cm,此外,新力村土壤水中此迁移特征在旱季表现得更为明显,半边街采样点及其周围土层受到强降雨影响较大,土壤水中溶解态∑PAHs的垂向变化在不同月份差异较大。土壤水中溶解态PAHs从20cm迁移到80cm过程中,不同深度溶解态PAHs的组成均以低环为主,尤其是3环,中、高环所占比重较低,并且PAHs随土壤水迁移过程中,其组成发生了一定变化,低环比重增大,高环比重有所减小,这可能与低环PAHs疏水性较差,更易溶于水中,迁移能力更强有关,此外,分析发现土壤水中DOC不是影响溶解态PAHs含量的主要因素。总体上,地下河流域土壤水受到溶解态PAHs中度污染,其中Bap、Phe污染较为严重。流域内土壤水中胶体态PAHs在垂向迁移过程中,石院子∑PAHs表现出随深度增加而升高的趋势,且50-80cm升高的幅度明显大于20-50cm,半边街土壤水中胶体态PAHs从20cm迁移到50cm时,∑PAHs升高,而从50cm到80cm时,∑PAHs又表现出降低的趋势,新力村土壤水中胶体态∑PAHs的垂向变化在不同月份差异较大。土壤水中胶体态PAHs的组成与溶解态相似,但胶体态PAHs从20cm迁移到80cm过程中,PAHs的组成变化表现为低环比重减小,高环比重增大。3、地下河水中15种PAH单体(除Ant外)均被检出,其中Nap、Flu、Phe、Fla、Pyr在不同形态中均有很高的检出率,7种致癌性PAH单体的检出率较低。地下河水中溶解态和颗粒态PAHs总量相接近,其平均值分别为532.74、479.11ng/L,相对胶体态(平均值为271.59ng/L)较高,致癌性PAHs主要富集在悬浮颗粒物上。2016年2月地下河水中溶解态、胶体态、颗粒态∑PAHs均较高,此月份河水中高含量的PAHs可能是由春节期间人类活动带来的,地下河水中不同形态PAHs的组成均以低环为主,尤其是3环,与溶解态和胶体态PAHs相比,颗粒态PAHs中,中、高环占到的比重明显更大。从空间上看,地下河水中不同形态PAHs从石凳子迁移到地下河出口过程中,由于沿途补给水源及PAHs组分发生不同降解的影响,其含量和组成均发生了一定的变化。对溶解态PAHs进一步分析发现,地下河水中溶解态PAHs主要以游离态形式存在,并且环数越低的PAHs在水体中的生物可利用性越强。总体上,地下河水受到溶解态PAHs轻度污染,以Phe、InP、Fla为特征污染物。通过地下河水与土壤水中溶解态PAHs的组成分析以及二者PAH单体之间的相关性分析表明,土壤水中的PAHs是地下河水中PAHs的重要来源。