高纬度多年冻土中多环芳烃(PAHs)累积规律研究

摘要

本论文以我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中16种PAHs为研究对象，分别探讨了土壤中PAHs的含量、组成和垂直分布规律，并对土壤TOC含量与∑PAHs浓度、单体PAHs与∑PAHs、16种PAHs单休之间进行了相关分析以及PAHs的来源解析。得出如下结论:我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中∑PAHs的浓度范围为76.96～1637.41ng·g-1（干重），平均值为538.72ng·g-1（干重）。16种PAHs中以蒽、屈、苯并[a]蒽的含量较高，土壤中PAHs组成主要以3环和4环PAHs为主，2环和6环PAHs含量较低。多年冻土区土壤中PAHs的垂直分布规律表现为:∑PAHs以及不同环数PAHs浓度随着土层加深整体上呈现下降的趋势;但是高环PAHs浓度明显比低环PAHs下降幅度更大，说明土壤对高环PAHs的吸附力更强，且在淋溶作用下高环PAHs的迁移能力和渗透性不及低环PAHs;0～90cm各土层∑PAHs以及各环数PAHs浓度变化幅度大，90cm土层以下PAHs浓度变化趋于平缓，说明冻土能够有效的截留PAHs，阻止PAHs对地下水及深层土壤的污染，起到低渗透屏障的作用;PAHs浓度的第一个峰值出现在土壤表层或次表层与此层有机质含量丰富有关，PAHs浓度的第二个峰值出现在融冻交界层与冻土对PAHs的滞留作用有关;森林和湿地土壤中PAHs垂直分布规律同整个多年冻土区土壤中PAHs的垂直分布规律是一致的，农田土壤中无论是∑PAHs还是各PAHs单体在垂直方向上的浓度变化并不明显。本研究采用聚类分析法将200cm深的土壤至上而下划分为6层，2～3环等低环PAHs的浓度累积水平依次为0～20cm＞30～50cm＞80～90cm＞20～30cm＞50～80cm＞90～200cm;4～6环等高环PAHs的浓度累积水平依次为30～50cm＞0～20cm＞20～30cm＞80～90cm＞50～80cm＞90～200cm。土壤中∑PAHs浓度与土壤TOC含量有相关关系;苯并[a]蒽、屈、荧蒽、芘、苯并[a]芘和二苯并[a，h]蒽与∑PAHs的线性相关性最好，所以可以将这6种单体作为我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中PAHs的主要代表物，以此来简化我国高纬度多年冻土区土壤中PAHs的监测工作;具有相同来源的PAHs，它们的相关性会更强。采用比值法和主成分分析法(PCA)对土壤中PAHs进行源解析，发现我国高纬度多年冻土区土壤中PAHs主要来源于高温燃烧源和石油污染源，以及少量的大气远距离传输的外来源。本论文对于分析PAHs的迁移转化规律及环境归趋具有重要的科学意义;其研究结果不仅有利于深入了解国家尺度下污染物的迁移转化规律以及环境归趋，同时也为我国应对气候变化、制定相关的环境污染控制政策提供科学依据，以减小持久性有机污染物对人类、动植物及生态环境造成的恶劣影响。

目录

摘要

1．1 多环芳烃概况

1．1．1 多环芳烃简介

1．1．2 多环芳烃的性质

1．1．3 多环芳烃的毒性

1．1．4 环境中多环芳烃的分布与来源

1．2 多环芳烃研究现状

1．2．1 国际研究现状

1．2．2 我国研究现状

1．3 土壤中多环芳烃的分析方法概述

1．3．1 土壤中多环芳烃的提取方法

1．3．2 提取液的净化方法

1．3．3 多环芳烃的检测方法

1．4 研究内容

1．5 课题研究的目的和意义

第2章 试验材料与方法

2．1 技术路线设计

2．2 样品采集

2．2．1 研究区概况

2．2．2 采样点的布设

2．2．3 土壤样品的采集与保存

2．3 土壤含水量测定

2．4 土壤总有机碳(TOC)含量的测定

2．5 土壤中多环芳烃分析方法的建立

2．5．1 土壤样品前处理

2．5．2 仪器检测

2．5．3 质量保证与质量控制(QA／QC)

2．6 实验试剂及仪器

2．6．1 实验试剂

2．6．2 实验仪器

第3章 结果与分析

3．1 大兴安岭高纬度多年冻土区土壤TOC含量分布规律

3．2 大兴安岭高纬度多年冻土区土壤PAHs累积现状

3．2．1 高纬度多年冻土区土壤∑PAHs累积特征

3．2．2 高纬度多年冻土中PAHs组成特征

3．3 不同土地利用类型土壤中PAHs累积分布规律

3．3．1 不同土地利用类型土壤中16种PAHs累积规律

3．3．2 不同土地利用类型土壤中PAHs组成对比

3．4 大兴安岭高纬度多年冻土中PAHs垂直分布规律

3．4．1 高纬度多年冻土中PAHs垂直分布

3．4．2 不同土地利用类型土壤中PAHs垂直累积规律

3．4．3 高纬度多年冻土中PAHs聚类分析

3．5 高纬度多年冻土中PAHs相关分析

3．5．1 单组分PAHs与∑PAHs的线性相关分析

3．5．2 16种优先控制PAHs的相关分析

3．5．3 土壤TOC含量与∑PAHs浓度线性相关分析

3．6 高纬度多年冻土区PAHs的来源解析

3．6．1 比值法

3．6．2 主成分分析法(PCA)

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

创新点摘要

参考文献

致谢

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