中原油田油泥和周围土壤及植物中PAHs分布特征和生态风险研究

论文摘要

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）是广泛存在于环境中的一类半挥发持久性有机污染物,主要来源于石油泄漏和有机物的不完全燃烧等人类活动。PAHs具有致癌性、致畸性、致突变性,并且具有生物累积性,能长期存在于环境中,对人类健康的构成了严重威胁。因此准确把握PAHs在环境介质中的分布规律、主要来源及污染现状,对有效控制PAHs的污染,保护人类健康具有非常重要的意义。本研究以中原油田油泥和周围土壤及土壤上生长的玉米为研究对象,首次对冬季和夏季不同季节的油泥和周围土壤介质及玉米中的16种US EPA优控PAHs进行了监测调查,对油泥、土壤和玉米不同介质中PAHs的含量、分布以及可能的来源进行了系统研究,并在此基础上对土壤介质中PAHs污染程度进行了风险评价,对PAHs在中原油田周围土壤中分布规律以及污染现状有了比较全面的了解。本研究以二氯甲烷为提取剂,采用超声波提取法对油泥、土壤及玉米中PAHs进行提取。采用HPLC-UV为检测手段,以乙睛和水为流动相梯度洗脱,对油泥、土壤和玉米介质中的PAHs进行测定。采用酸度计法对油泥和土壤介质中PH值进行了测定。采用重铬酸钾法对油泥和土壤介质中有机碳含量进行了测定。研究结果表明:冬季,16种PAHs在中原油田鲜油泥和干油泥的浓度范围分别为3183.5-4112.0μg/g和1952.8-2449.1μg/g,三个不同厂区鲜油泥和干油泥中PAHs的含量从高到低顺序为:采油三厂文明污泥堆放场（3W）>采油三厂马寨污泥堆放场（3M）>采油四厂文二污泥堆放场（4W）;土壤中PAHs浓度范围为435.5-2408.8ng/g,根据土壤样品中PAHs的含量可知,三个堆放场附近土壤的受污染程度顺序为:3W>3M>4W,和油泥中PAHs含量的高低顺序一致。夏季,16种PAHs在中原油田鲜油泥和干油泥中浓度范围分别为3369.3-4488.8μg/g和2068.5-2676.3μg/g,三个不同厂区鲜油泥和干油泥中PAHs的含量从高到低顺序为:3W>3M>4W;土壤中PAHs浓度范围为215.1-2047.5ng/g,三个堆放场附近土壤的受污染程度顺序为:3M>3W>4W,和夏季油泥中PAHs含量的高低顺序一致。玉米样品分析结果显示:玉米根样品中PAHs的含量顺序为:3W>3M>4W,与油泥堆放场周围土壤的受污染程度的顺序一致,玉米根中以2-4环PAHs为主;玉米叶子子样品中多环芳烃的含量顺序为:3W>4W>3M,不同于土壤和玉米根样品中PAHs含量顺序,玉米叶子中以5和6环PAHs化合物为主。健康风险评价结果显示:冬季,中原油田周围土壤采样点中PAHs的等效BaP浓度范围为9.58-75.83 ng/g,内梅洛指数显示,污染达重污染水平的占66.7%,中度污染的占16.7%,轻污染的占16.7%,表明油泥堆放地周围土壤受到严重污染。夏季,中原油田周围土壤采样点中PAHs的等效BaP浓度范围为4.67-67.50 ng/g。内梅洛指数显示,污染达重污染水平的占33.3%,中度污染的占5.6%,轻污染的占44.4%,警戒线的占11.1%,安全土壤占5.6%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 多环芳烃的性质
• 1.2 多环芳烃的毒理学研究进展
• 1.2.1 多环芳烃的致癌效应
• 1.2.2 多环芳烃的光致毒效应
• 1.2.3 PAHs 衍生物的毒理研究
• 1.2.4 多环芳烃的其他危害
• 1.2.5 多环芳烃生物标记物
• 1.3 多环芳烃的来源
• 1.3.1 交通运输污染源
• 1.3.2 化学工业污染源
• 1.3.3 生活污染源
• 1.3.4 其他人为源
• 1.4 多环芳烃的生成机理
• 1.5 多环芳烃的环境行为
• 1.5.1 PAHs 在大气中的分布
• 1.5.2 PAHs 在水中的分布
• 1.5.3 PAHs 在土壤中的分布
• 1.5.4 PAHs 在沉积物中的分布
• 1.6 固体样品中多环芳烃的研究概况
• 1.6.1 固体样品中 PAHs 的预处理方法
• 1.6.2 固体样品中 PAHs 的纯化方法
• 1.6.3 固体样品中 PAHs 的分析测定方法
• 1.7 多环芳烃污染土壤的生物修复研究进展
• 1.7.1 植物修复 PAHs 污染土壤的研究进展
• 1.7.2 微生物修复 PAHs 污染土壤的研究进展
• 1.7.3 多环芳烃污染土壤生物修复的强化方法
• 1.8 课题的提出及研究内容
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 中原油田地区油泥及周围土壤样品采集
• 2.1.1 采样区背景
• 2.1.2 样品的采集
• 2.1.3 样品的处理
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 有机碳含量测定
• 2.2.2 PH 测定
• 2.2.3 PAHs 测定
• 第三章 冬季中原油田油泥及周围土壤中PAHs 的污染特征
• 3.1 PAHs 在冬季中原油田油泥中污染特征
• 3.1.1 PAHs 在冬季中原油田油泥中分布特征
• 3.1.2 冬季油泥中TOC 含量对PAHs 含量的影响
• 3.1.3 冬季油泥中pH 值对PAHs 含量和TOC 含量的影响
• 3.1.4 冬季油泥中PAHs 来源分析
• 3.2 PAHs 在冬季中原油田油泥周围土壤中污染特征
• 3.2.1 PAHs 在冬季中原油田油泥周围土壤中分布特征
• 3.2.2 PAHs 在冬季中原油田周围土壤中来源分析
• 3.2.3 pH 值和 TOC 对冬季土壤样品中 PAHs 含量的影响
• 第四章 夏季中原油田油泥及周围土壤中PAHs 的污染特征
• 4.1 PAHs 在夏季中原油田油泥中污染特征
• 4.1.1 PAHs 在夏季中原油田油泥中分布特征
• 4.1.2 夏季油泥中TOC 含量和PAHs 来源分析
• 4.2 PAHs 在夏季中原油田油泥周围土壤中污染特征
• 4.2.1 PAHs 在夏季中原油田油泥周围土壤中分布特征
• 4.2.2 PAHs 在夏季中原油田周围土壤中来源分析
• 第五章 夏季中原油田周围玉米中PAHs 的积累与分布
• 5.1 玉米根对 PAHs 的积累
• 5.1.1 PAHs 在玉米根中含量水平
• 5.1.2 玉米根对 PAHs 的生物富集系数
• 5.1.3 玉米根中 PAHs 和夏季土壤中 PAHs 的相关分析
• 5.1.4 玉米根中 PAHs 和 PAHs 的logKOW相关分析
• 5.2 玉米叶子对PAHs 的积累
• 5.2.1 PAHs 在玉米叶子中含量水平
• 5.2.2 玉米叶子对 PAHs 的生物富集系数
• 5.2.3 玉米根中 PAHs 和土壤中 PAHs 与玉米叶子中 PAHs 的相关分析
• 第六章 中原油田周围土壤中 PAHs 污染程度及生态风险评价
• 6.1 冬季中原油田周围土壤中PAHs 污染程度评价
• 6.2 冬季中原油田周围土壤中PAHs 与其它城市污染水平比较
• 6.3 冬季中原油田周围土壤健康风险评价
• 6.4 冬季中原油田周围土壤中PAHs 的生态风险评价
• 6.5 夏季中原油田周围土壤中PAHs 污染程度评价
• 6.6 夏季中原油田周围土壤中PAHs 与其它城市污染水平比较
• 6.7 夏季中原油田周围土壤健康风险评价
• 6.8 夏季中原油田周围土壤中PAHs 的生态风险评价
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录