（环境工程专业论文）饮用水中多环芳烃及其衍生物的分布和健康风险评价.pdf

独创性声明 l i i ii ii ii i i iii i iii iiiil y 18 81710 学位论文题目：邀周丞生垒巫羞烃丞甚堑生堑鲍佥查塑健廑凰险迁盆 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者： 副研 签字日期： pjr 年月 ；日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：别新 导师签名： 杏喜争 。 i 签_ y - 日期： o 。rf 年多月弓日 签字日期： 加ff 年6 月了日 目录 目录 摘 要i a b s t r a c t i i i 第一章文献综述1 1 1 多环芳烃及其衍生物简介1 1 1 1 多环芳烃1 1 1 2 硝基多环芳烃3 1 1 3 多环芳烃的来源及危害4 1 2 多环芳烃及其衍生物的研究现状。4 1 2 1 水环境中多环芳烃国外研究现状5 1 2 2 水环境中多环芳烃国内研究现状5 1 3 环境样品中多环芳烃的分析和检测方法。7 1 3 1 多环芳烃及其衍生物的预处理技术7 1 3 2 多环芳烃及其衍生物的检测技术9 1 4 饮用水的健康风险评价一1 0 1 4 1 健康风险评价简介1 0 1 4 2 饮用水中的健康风险评价j 1 2 第二章引言l5 2 1 研究目的和意义15 2 2 研究内容15 第三章材料与方法17 3 1 试验材料17 3 1 1 水样的采集与保存17 3 1 2 实验仪器一l7 3 1 3 实验试剂一17 3 2 试验方法18 3 2 1 环境样品的前处理流程l8 3 2 2 健康评价方法18 3 2 3 样品的测定指标。2 0 3 3 分析方法2 1 3 3 1 多环芳烃的分析方法2 1 3 3 2 硝化多环芳烃的分析方法2 2 两南大学硕士学伊论文 3 4 质量保证与控制体系2 2 第四章结果与讨论2 5 4 1 饮用水中多环芳烃的分布特征和健康风险评价2 5 4 1 1 自来水厂进水中多环芳烃的分布特征。2 5 4 1 2 自来水出水中多环芳烃的分布特征3 5 4 1 3 多环芳烃的去除效果4 3 4 1 4 多环芳烃的健康风险评价。4 4 4 1 5 小结4 6 4 2 饮用水中硝化多环芳烃的分布特征4 6 4 2 1 饮用水中硝化多环芳烃的污染水平4 7 4 2 2 ，j 、结4 9 第五章结论51 参考文献：。5 3 致谢j 6 1 在学期间所发表文章和参与课题情况6 3 摘要 饮用水中多环芳烃及其衍生物的 分布和健康风险评价 环境工程专业硕士研究生刘新 指导老师李静副教授王东红副研究员 ( 摘要) 随着我国经济的迅速发展，人们对饮用水水质的要求越来越高，但由于受到 水土流失、污水排放、水源污染等因素的影响，地表水成分逐渐趋于复杂，常规 的给水处理工艺，难以完全去除水中的痕量有机污染物，其中大部分都会对人体 健康产生健康危害。这些有机污染物可以通过食物链进行富集，进入人体，会引 起慢性中毒。因此，水中有机物对人体的影响日益引起人们的关注。多环芳烃是 一类水环境中普遍存在的有毒有机污染物，其难降解并对对人体具有致癌效应， 因此开展饮用水中多环芳烃的检测和研究，对提高饮用水的安全性具有重要意义。 饮用水中存在的多环芳烃对人类的身体健康会产生危害，本文应用固相萃取富集 法和气相色谱- 质谱联用( g c m s ) 的分析方法对全国主要城市的自来水厂进出水 中多环芳烃和硝化多环芳烃的浓度进行了分析，并对饮用水中的多环芳烃进行了 健康风险评价，主要结果如下： ( 1 ) 对自来水厂进出水中的多环芳烃研究表明：1 6 种多环芳烃在各水厂中均 有检出，进水中多环芳烃的总量浓度处于1 6 3 9 7 - - 7 8 6 0 5n g l 之间，且致癌多环 芳烃含量占总量的2 0 以上；出水中多环芳烃总量浓度范围1 7 4 0 2 - - 6 5 8 4 4n g l 之间，未超出相应的水质标准，但部分水厂的苯并 a 】芘的含量超标。 ( 2 ) 从多环芳烃的组成结构上来看，进水中的多环芳烃主要以中低环芳烃( 2 、 3 和4 环) 为主，高环芳烃含量较少。运用成分比值分析法，对进水中多环芳烃来 源进行分析表明，多环芳烃的主要来源是燃烧源。 ( 3 ) 饮用水中多环芳烃的空间分布特征呈现西高东低的趋势，即：多环芳烃 总量浓度的平均值是西北地区 西南地区 华北地区 华南地区 东北地区。 ( 4 ) 比较进出水中多环芳烃，各水厂对多环芳烃的去除率较低，甚至部分水 厂的出水浓度高于进水浓度。 ( 5 ) 采用致癌风险系数法和水环境健康评价模型两种计算方法对饮用水中多 环芳烃的健康风险的评价表明：水体中多环芳烃的健康风险在可接受风险范围内。 利用t e q b a v 的计算，可以统一采用苯并【a 】芘的风险来表征总风险，精简了评价程 序，使评价简单、方便。 i 西南大学硕十学位论文 ( 6 ) 硝化多环芳烃较其母体具有更强的致癌和致畸效应，越来越引起人们的关注， 而对其研究大多集中在大气环境，水环境中的研究较少。我们探索了饮用水中硝 化多环芳烃的存在状况，5 硝基苊、2 硝基芴、3 硝基荧葸和1 硝基芘在水体中均 有检出，2 硝基芴在各个水厂出水中的含量最高，达到6 8 9 5n g l ，5 硝基苊含量 次之，为6 0 6 7n g l ，1 硝基芘含量为3 4 6 6n g l ，3 硝基荧葸含量最低为3 4 2 1n g l ； 并且四种硝化多环芳烃的空间分布特征与多环芳烃类似。 关键词：饮用水多环芳烃污染状况健康风险评价 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 西南大学硕士学位论文 c h i n a s o u t hc h i n a n o r t h e a s tc h i n a ( 4 ) c o m p a r i n gt h et h ec o n c e n t r a t i o no fp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n si nr a wa n de f f l u e n t w a t e r , t h et o t a lr e m o v a le f f i c i e n c yw a sl e s s ，e v e n ，t h ee f f l u e n tc o n c e n t r a t i o n sw e r eh i g h e rt h a nt h er a w c o n c e n t r a t i o n s ( 5 ) c a r c i n o g e n e s i sr i s kf a c t o ra n dw a t e re n v i r o n m e n t a lh e a l t hr i s ka s s e s s m e n tm o d e lw e r e e s t a b l i s h e dt oe v a l u a t et h eh e a l t hr i s kc a u s e db yp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sf r o me f f l u e n t w a t e r t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h eh e a l t hr i s kw a sa c c e p t e d , b e n z o a p y r e n eb a s e dt o x i c i t y e q u i v a l e n c yq u a n t i t y ( t e q b a p ) i st h ee v a l u a t i o ni n d e xo ft h er i s kc h a r a c t e r i z a t i o n ，i tc a nr e d u c et h e h e a l t hr i s ka s s e s s m e n tp r o c e s st oa d o p tt e q b a p ，a n dm a k et h ee v a l u a t i o ns i m p l ea n dc o n v e n i e n t ( 6 ) n i t r a t e dp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ( n i t r o - p a h s ) a r ec o n s i d e r e dt ob em u t a g e n so r h u m a nc a r c i n o g e s ，s e v e r a ln i t r o p a h sa r eb e l i e v e dt ob ef a rm o r em u t a g e n i co rc a r c i n o g e n i ct h a n u n s u b s t i t u t e dp a h s ，s o ，i th a sc o m et h r o u g hac o n c e r na b o u tt h ee f f e c to fn i t r a t e dp o l y c y c l i e a r o m a t i ch y d r o c a r b o n so nt h eh u m a nh e a l t h m a n yr e s e a r c h e r sh a v ei n v e s t i g a t e dt h eb e h a v i o r so f n i t r o - p a h si na t m o s p h i e r i ce n v i r o n m e n t s ，b u tt h e r eh a sb e e nl e s si n v e s t i g a t i o no fn i t r o - p a il si n w a t e re n v i r o n m e n t s e x p l o r i n gt h ee x i s t e n c es t a t u so fn i t r a t e dp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n si n d r i n k i n gw a t e r ：5 - n i t r o a c e n a p h t h e n e ，2 - n i t r o f l u o r e n , 3 - n i t r o f l u o r a n t h e n e ，1 - n i t r o p y r e n e w e r e d e t e c t e di na l lt h ew a t e r w o r k s ，t h ea v e r a g ec o n c e n t r a t i o no f2 n i t r o f l u o r e nw a s6 8 9 5n e g l ，w a st h e l a r g e s to n e , t h es e c o n do n ei s5 - n i t r o a c e n a p h t h e n e ，6 0 6 7n g l ；t h ea v e r a g ec o n c e n t r a t i o no f 1 - n i t r o p y r e n ew a s3 4 6 6n g l ；t h ec o n c e n t r a t i o no f3 - n i t r o f l u o r a n t h e n ew a sl o w e s t , 3 4 21n g l t h e s p a t i a ld i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fn i t r a t e dp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw a ss i m i l a ra s p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s k e yw o r d s ：d r i n k i n gw a t e r ；p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ；p o l l u t i o n s t a t u s ；h e a l t hr i s ka s s e s s m e n t a b s t r a c t d i s t r i b u t i o na n dh e a l t hr i s ka s s e s s m e n to f p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sa n di t s d e r i v a t i v e si nd r i n k i n gw a t e r c a n d i d a t e ：l i ux i n s u p e r v i s o r ：v i c ep r o f l ij i n g v i c ep r o f d o n g h o n g - w a n g a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y , p e p p l ed e m a n db e t t e rq u a l i t yo fd r i n k i n gw a t e r a st h e r e s u l to fs o i le r o s i o n 、s e w a g ed i s p o s a l 、w a t e rp o l l u t i o ne t a l ，t h ec o m p o s i s t i o no fs u r f a c ew a t e ri s b e c o m i n gm o r ec o m p l e x ，t r a c e l e v e lo r g a n i cc o m p o u n d si nd r i n k i n gw a t e rc a l ln o tb er e m o v e d e f f e c t i v e l yb yc o n v e n t i o n a lw a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y ，m o s to ft h e md oh a r mt oh u m a nh e a l t h t h e o r g a n i cc o m p o u n d sc o u l de n r i c hi n t h eh u m a nb o d yt h r o u g hf 0 0 dc h a i n a n dc a u s ec h r o n i c p o i s o n i n g t h e r e f o r e ，i th a sc o m et h r o u g hac o n c e r na b o u tt h ee f f e c to fo r g a n i cc o m p o u n d so nt h e h u m a nh e a l t h p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sa r et h et y p i c a le n v i r o n m e n t a lt o x i co r g a n i c p o l l u t a n t s ，i th a sn o n b i o d e g r a d a b l ea n dc a r c i n o g e n i co nh u m a nh e a l t h ，s o ，i ti sg r e a ti m p o r t a n tf o r i m p r o v i n gt h es a f e t yo f d r i n k i n gw a t e rt oc a r r yo u tt h ed e t e c t i o na n dr e s e a r c ho np o l y c y c l i ca r o m a t i c h y d r o c a r b o n si nd r i n k i n gw a t e p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sd e t e c t e di nd r i n k i n gw a t e rd oh a r m t oh u m a nh e a l t h p a h sa n dn i t r a t e dp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw e r ea s s e s s e db ys o l i dp h a s e e x t r a c t i o nc o m b i n e dw i t hg a sc h r o m a t o g r a p h ym a s ss p e c t r o m e t r y ( g c m s ) a n a l y s i s ，w a t e rs a m p l e w e r ec o l l e c t e df r o mt h ew a t e r w o r k so fc i t i e si nc h i n a , a n de v a l u a t e dt h eh e a l t hr i s ko fp o l y c y c l i c a r o m a t i ch y d r o c a r b o n si nd r i n k i n gw a t e r t h er e s u l t sa r es h o w na sf o l l o w s ： ( 1 ) i ng e n e r a l ，16p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw e r ed e t e c t e di na l lt h ew a t e r w o e k s p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sf r o mr a ww a t e rw i t ht o t a lc o n c e n t r a t i o no f l6 3 9 7 7 8 6 0 5 n g l ，t h ep e r c e n t a g eo fc a r c i n o g e n i cp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw e r e o v e r2 0 t h e c o n c e n t r a t i o no f p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sf r o me f f l u e n tw a t e ri s1 7 4 0 2 6 5 8 4 4n g l ，t h e y w e r eu n d e rt h er e l a t i v el i m i to fw a t e rs u p p l yi n d u s t r ys t a n d a r di nc h i n a , b u tt h ec o n c e n t r a t i o no f b e n z o a l p y r e n ei ns o m ew a t e r w o r k sw e r eo u to fl i m i t s ( 2 ) p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw e r ed o m i n a t e db y2 , 3 ，4 - r i n gi nt h er a ww a t e r , o t h e r a r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw e r el e s s c o m p o s i t i o nt a t i oa n a l y s i sw a su s e dt oi n f e rt h es o u r c e so f p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，a n dt h e r e s u l t s s u g g e s t e dt h a ta n t h r o p o g e n i ch e a v y f u e l c o m b u s t i o nw a sl i k e l yt ot h em a i ns o u r c e ( 3 ) t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw a s “w e s th i 【g h e a s tl o w , t h ea v e r a g et o t a lc o n c e n t r a t i o na sf o l l o w ：n o r t h w e s tc h i n a s o u t h w e s tc h i n a n o r t h 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 多环芳烃及其衍生物简介 1 1 1 多环芳烃 持久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ，p o p s ) 是一些难以通过物理、 化学和生物降解的有机化合物的总称，其特点是低水溶性、高脂溶性、半挥发性 且能够在大气中远距离传输。尽管国际上已经禁止使用这类化学品，但是由于其 生物累积性，半挥发性和难降解性，持久性有机物依然普遍存在于水体、土壤和 生物组织等各种环境介质中。多数的持久性有机污染物具有“三致”效应，并且容易 通过生物累积在生物体内富集，最终会对人体和生态环境产生巨大危害。持久性 有机污染物种类丰富，多环芳烃就是其中一种重要的有机污染物。 多环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，p a h s ) 是指两个或两个以上芳环 稠合在一起的一类化合物，一般均指稠环型的化合物，即苯环间以两个以上碳原 子结合而成的芳环体系。多环芳烃疏水性强，蒸汽压小，辛醇水分配系数高，熔 点和沸点较高，随着苯环数量的增加，其水溶性越低，脂溶性越强。多环芳烃是 一种全球性的污染物【l j ，多环芳烃具有强的致癌、致畸和致突变性，研究表明人类 及动物癌症病变有7 0 - - - 9 0 是环境中化学物质引起，而p a h s 则是环境致癌化学物 质中最大的一类【2 】，到目前为止，已经发现的致癌性p a h s 及其衍生物数目已达到 4 0 0 多种【3 】，其中致癌性最强的是苯并 a 】芘，在各国的饮用水标准中多用其作为控 制化合物。多环芳烃类化合物除含有致癌和致突变的成分外，还含有多种促进致 癌的物质【4 】 多环芳烃在环境中分布广泛，稳定性强，生物富集率高，对人体有潜在致癌、 致突变以及内分泌干扰作用，对人类健康和生态环境构成威胁，已引起全世界的 广泛关注。2 0 世纪8 0 年代，美国环保署( u se p a ) 在将未带分支的1 6 种p a h s 列为环境中的优先控制污染物，它们是：萘( n a p h t h a l e n e ) 、苊烯( a c e n a p h t h y l e n e ) 、 苊( a c e n a p h t h e n e ) 、芴( f l u o r e n e ) 、芘( p y r e n e ) 菲( p h e n a n t h r e n e ) 、蒽( a n t h r a c e n e ) 、荧 葸( f l u o r a n t h e n e ) 、屈( c h r y s e n e ) 、苯并【a 】芘( b e n z o a p y r e n e ) 、苯并【a 】葸 ( b e n z o ( a ) a n t h r a c e n e ) 、苯并 b 】荧葸( b e n z o ( b ) f l u o r a n t h e n e ) 、苯并【k 】荧葸 ( b e n z o ( k ) f l u o r a n t h e n e ) 、茚并【1 ，2 ，3 - c d 】芘( i n d e n o ( 1 ，2 ，3 一c d ) p y r e n e ) 、二苯并【a ，h 】葸 ( d i b e n z o ( a , h ) a n t h r a c e n e ) 和苯并【g h i 】茈( b e n z o ( g ，h ，i ) p e r y l e n e ) ，我国也把萘 ( n a p h t h a l e n e ) 、荧葸( f l u o r a n t h e n e ) 、苯并 a 芘( b e n z o a p y r e n e ) 、苯并 b 】荧葸 ( b e n z o ( b ) f l u o r a n t h e n e ) 、苯并 k 】荧葸( b e n z o ( k ) f l u o r a n t h e n e ) 、茚并【1 ，2 ，3 c d 】芘 ( i n d e n o ( 1 ，2 ，3 一c d ) p y r e n e ) 和苯并【g h i 花( b e n z o ( g ，h ，i ) p e r y l e n e ) 七种多环芳烃列入“中 1 两南大学硕士学位论文 国环境优先污染物黑名单”，图1 1 和表1 1 给出了1 6 中美国环保局优先监测污染 物的p a d - l s 的结构和物理化学性质： 国 蔡苊焰 国够询 苊芴 慈 荧葱 瑚妒盔岛 苯并 a 慧 蘑 笨并【b 荧慧苯并 k 荧慧 鼬矽黔 苯并【a 篦茚 1 2 3 - c d 芘二苯并 a 。h 蒽笨并 g h i j 藐 图1 1 美国e p a 优先控制的1 6 种多环芳烃的结构示意图 f i gl - 1t h es t r u c t u r a ld i a g r a mo f16p r i o r i t y c o n t r o lp a h s u se p a 表1 11 6 种优控多环芳烃的物理化学性质 中文名英文名简写 c a s 分子式环 s l o g k o w 2 第一章文献综述 多环芳烃根据性质和分子结构，可以分为低分子量环多环芳烃( 2 环) 和高分 子量多环芳烃( 4 环以上) 。低分子量多环芳烃易挥发，具有急性毒性作用，对水生 生物有一定毒性，如萘、芴、菲等；而高分子量多环芳烃中某一些具有强致癌或 致突变性，如苯并 a 】芘等。多环芳烃性质稳定，在环境中难降解，加上其低疏水 性、高亲脂性以及半挥发性决定了它们在各种环境介质中有着与烷基酚相似的迁 移、转化等环境地球化学行为，它们易于在生物体内蓄积和在环境中进行远距离 输送【5 j ，即便是在遥远极低地区的水体和生物体中也有检出。 1 1 2 硝基多环芳烃 硝基多环芳烃( n i t r a t e d p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，n p a h s ) 是环境中新 发现的一类直接致突变和致癌化合物睁引，一般认为环境中的硝基多环芳烃来源于 化石燃料的不完全燃烧【9 j 和大气中多环芳烃在n 0 2 存在条件下发生的光化学反应 【1 0 1 。硝化多环芳烃存在于各种环境介质中，它们的含量远远低于其母体化合物， 但它们具有比母体化合物更强的致癌性和致突变效应。硝化多环芳烃具有明显的 “三致”效应，可以经过生物体的吸收、浓缩而产生危害，可以通过食物链传递，危 及人体健康，是一类环境化学家和独立学家都非常关注的化合物。表1 2 列出了部 分近年研究较多的硝基多环芳烃： 表1 - 2 常见硝化多环芳烃目录 英文名 中文名英文名中文名 近年来，对大气颗粒物中的硝化多环芳烃研究较多【1 l - 1 8 】，大都侧重于硝化多 环芳烃的检测方法、分布规律等，硝化多环芳烃的风险评价也是逐渐引起人们的 关注。大气环境中硝基多环芳烃可沉降到地表，而后进入水环境，就可能会引起 水环境的污染【1 9 ，余刚等【2 0 】的工作表明，某些硝基多环芳烃的水溶解度在几百p p b 以上，徐晓 2 i i 在城市水样中也检出痕量的硝化多环芳烃，因此我们推测该类物 质可能存在水环境中。因此，加强水环境中硝化多环芳烃的的检测，掌握硝化多 环芳烃的在水体中的分布规律，可以为管理部f - j $ i j 定保护和治理措施提供数据支 持。 3 两南大学硕士学位论文 1 1 3 多环芳烃的来源及危害 多环芳烃最早是在高沸点的煤焦油中发现的，后来证明，当温度在6 5 0 一- 9 0 0 、氧气不足而未能深度氧化时，煤炭、石油、有机高分子和许多碳氢化合物 不完全燃烧，最易生成多环芳烃【2 2 。多环芳烃的生成量还与燃烧设备和温度等因 素有关。多环芳烃一般分为天然源和人为源。微生物、藻类、植物的生物合成、 陆地和水生生物的合成、森林和草原火灾和火山爆发等，构成了多环芳烃的天然 本地值，人为源包括交通运输污染源、生活污染源、化学工业污染源和其它人为 源。天然源在多环芳烃来源中所占比例较少，与人为源比较起来微乎其微。据估 计每年约有1 5 x 1 0 5 k g 的多环芳烃通过化石燃料的燃烧进入环境l 2 3 】，世界海洋中 1 0 1 8 的多环芳烃来自大气沉降，地表水中的多环芳烃主要来自城市生活污水， 工业废弃物，大气沉降以及地表径流等，地下水中的多环芳烃主要来源于地表水 的污染及农田灌溉。多环芳烃还存在于香烟雾和熏制的食物中。通常二环和三环 低分子量多环芳烃来源于石油类污染和化石燃料的低温燃烧。四环以上高分子量 的多环芳烃主要来源于化石燃料的高温燃烧【2 4 j 动物实验表明，多环芳烃本身对生物并无多大的负效应，它们只有在生物体 内被酶系统( p 4 5 0 ) 代谢，转化为多种代谢产物后，其中的某些活性形式的代谢 产物与d n a 发生加合形成d n a 加合物后，才对生物体产生致癌作用 1 2 多环芳烃及其衍生物的研究现状 多环芳烃最初是通过大气或者水体进入整个生态环境中，无论大气，水体还 是土壤，无论是在北极地区还是在低纬度地区，都能检测到到多环芳烃物质，研 究在大气、水体沉积物和土壤等多种介质中存在的多环芳烃的量和形态及来源是 目前面临的一个重要课题。 水、水体悬浮物和沉积物是多环芳烃聚集的主要场所之一，城市污水，水库、 江河和湖海都存在多环芳烃。水体中的多环芳烃可能呈现三种状态，即吸附于悬 浮性固体上，溶解于水中，或呈乳化状态。进入环境以后，多环芳烃难以通过生 物降解而形成长期积累，也可通过食物链富集浓缩，在浮游生物体内可富集数千 倍。多环芳烃在环境中含量较高，但分布很广，水体、土壤、水底质等是其主要 归宿。由于城市工业生产和生活的需要，城市污水不同程度地受到多环芳烃的污 染。检验分析水体中多环芳烃的成分、来源和存在形态是防治其污染的关键。 水、水体悬浮物和沉积物中多环芳烃的污染倍受关注，研究遍及世界的每一 个角落，研究的水体主要是河流。近海海域和湖泊，北美和欧洲研究起步早研究 最为广泛和深入。北美，如美国、加拿大；欧洲，如法国、德国、英国、俄罗斯、 意大利等。南美和非洲研究较少。 东部沿海地区的河流，近海海域和湖泊、水库。就城市分布而言，广州( 珠江) 、 上海( 长江) 、厦门、北京。天津、杭州等地研究较多；三大水系中，长江和珠江 研究较多，黄河研究较少。 1 2 1 水环境中多环芳烃国外研究现状 近年来，有关环境中多环芳烃的分布、来源、时间空间变化，国外科学工作 者已有大量的文献报导。欧美等发达国家对河口、湖泊、海湾和土壤、海岸带等 的沉积物、地表水及大气颗粒等环境介质中展开了调查研究，并积累了相当丰富 的经验。 国际上对水体中多环芳烃的研究较早，对多环芳烃在地表水、河流和海洋水 环境中的分布研究较多。对饮用水的研究开始的较早，1 9 7 8 年，b a a s u 和s a x e n t 2 5 】 报道了1 0 个净水厂原水中多环芳烃的浓度为6 0 0 n g l 左右，经饮用水处理工艺处 理后多环芳烃的浓度有明显下降，仅为0 9 1 5 n g l ，s t a p l e 等人也报道了饮用水中 多环芳烃的含量在4 7 6 0 0 n g l 之间。多环芳烃在河流中的分布研究也不少， s o r r e l l 2 6 】等检测分析了英国s e v e r n 河、t r e n t 河中多环芳烃的含量；在对美国密西 西比河下游多环芳烃的检测中发现其浓度在7 7 - - 4 3 0 n g l | 2 7 1 ，s u s q u e h a n n ar i v e r 中 多环芳烃含量在1 7 1 5 0 n g l 之间【2 研；希腊北部地表水中多环芳烃含量在 1 9 。2 5 0 n g l 2 9 1 ，法国塞纳河下游的含量为4 3 6 n g l t 3 0 ，1 9 9 5 年w i t t e 3 1 】测定了波罗 的海不同深度海水中多环放芳烃的含量，多环芳烃含量随水深度的增加而降低， m a l d o n n a d 0 1 3 2 1 等测定黑海西北部海水中多环芳烃的浓度，分析了海水中多环芳烃 的来源和分布。o l i v e l l a 3 3 等研究了火灾后地中海区域多环芳烃的变化，结果表明 半年后水、大气和沉积物中多环芳烃残留以菲为主，l a w t 3 4 】等研究了英格兰和威尔 士附近海水中多环芳烃浓度，浓度范围为1 2 4 8 4 2 n g l ，各采样点的浓度分布差 异大。k h i m ”】等研究了韩国u l s a n 海湾中多环芳烃的浓度分布。 1 2 2 水环境中多环芳烃国内研究现状 我国对地面水中有毒有机物污染物的调查主要始于2 0 世纪9 0 年代中期，近 几年相关调查逐渐增多。国内的研究主要集中在对大江大湖和主要海域水体中， 对水体中多环芳烃来源、污染水平、各相间分布、季节变化等方面进行了大量研 究。我国华北地区河流中多环芳烃的含量较华南地区高，黄河水中1 3 6 】多环芳烃含 量为1 7 9 3 6 9 n g l ，天津河流【3 7 】中的含量在4 5 8 1 1 2 7 2n g l ，而闽江【3 8 1 水体中多环 芳烃含量高达7 2 4 4 1 2 4 u g l ，大亚涔3 9 】1 6 种母体多环芳烃含量4 2 2 2 9 3 2 5u g l ， 杭州地表水j 中1 0 种多环芳烃含量为0 9 8 9 9 6 2 1u g l 。与国外河流相比，我国 河流中的多环芳烃含量较高。 s 两南大学硕士学位论文 王婉华1 4 】j 等分析了长江河口水体中1 2 种多环芳烃在丰水期和枯水期的浓度， 发现无论是丰水期还是枯水期，底层水中多环芳烃浓度均高于表层和中层，傅家 谟课题组对珠江水系地表水中多环芳烃进行了大量的研究【4 2 】，全面描述了珠江 水体中多环芳烃的分布规律，并探讨了多环芳烃的来源；杨清书等研究了珠江虎 门和澳门水域水柱中1 6 种多环芳烃的分布、组成和来源。曹治国【4 5 舶】等人研究了 滦河流域和漳卫南运河地表水中溶解态多环芳烃的污染特征、风险评价和来源分 析，滦河流域水中多环芳烃的总量为9 8 3 1 0 n g l ，漳卫南运河的含量在3 1 7 9 9 n g l 之间，从多环芳烃的组成结构上来看，滦河和漳卫南运河的多环芳烃以2 - 4 环芳烃为主，高环含量较少，在进行的健康风险评价和生态风险评价表明，滦河 流域多环芳烃存在一定的健康风险，漳卫南运河生态风险较低，通过对水体中多 环芳烃的源分析表明，滦河和漳卫南运河流域多环芳烃的含量和分布主要受煤炭 和薪柴燃烧的影响。李彭辉1 4 7 j 等研究了泰山云雾水中多环芳烃的特征并进行了来 源分析，泰山云雾水中多环芳烃含量特征与气象条件和p h 值、电导等有关，源分 析表明，泰山雨污水中多环芳烃的主要来源为煤炭燃烧源，石油源的贡献相对较 小。 硝化多环芳烃在大气环境中研究较多，林刚【4 8 j 等人研究了不同季节大气悬浮 颗粒物中多环芳烃和硝化多环芳烃的浓度变化，结果表明多环芳烃冬季浓度高于 夏季采暖期硝基多环芳烃的浓度高于非采暖期，原因与夏天气温、光照使多环芳 烃挥发和降解有关。同时还利用重量法研究了的大气悬浮颗粒含多环芳烃和硝基 多换芳烃的粒径分布。h a n n as t 4 9 j 等用半透膜被动采样装置，受气大气样品，经 g c m s 分析了欧洲大气中的1 5 中多环芳烃和6 种硝基多换芳烃。c a s t e l l s 5 0 】等用 超临界流体萃取法( s f e ) 分析了城市大气中的硝基多环芳烃和氧化多环芳烃，研 究表明，s f e 比常规的超声波萃取具有更高的净化富集效果。b e z a b e h 5 1 】等用固相 萃取法( s p e ) 萃取，正相液相色谱分离，g c n i c i m s 分离检测，定量测定了三 种柴油机废气颗粒物样品中硝基多环芳烃的含量。 随着人口的快速增长和工农业生产的迅速发展，不少河流湖泊的水质在逐渐 变差，并呈现发展势头，并且各种痕量有机污染物在水体中越来越多的被检出， 在这种情况下，要想使受污染水源的水质在短时间内恢复存在很大的困难。在我 国淡水资源本来就匮乏的前提下，我国的自来水厂不得不使用更多