多环芳烃(PAHs)在土壤-植物系统中的环境行为

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1、多环芳姪(PAHs)在土壤■植物系统中的环境行为占新华，周立祥*南京衣业大学资源环境学院，江苏南京210095摘要：PAHs具有强致癌性，它在环境中的污染问题日益受到重视。文章综合评述样品中PAHs分析过程所用提取剂的种类、提取方法和检测方法；土壤中PAHs的来源、含量、分布及其影响因素；PAHs在土壤中的吸附和解吸；PAHs在环境中的降解及降解PAHs的微生物类群；PAHs在植物体内的含量、分布及其影响因素。提出了今后值得加强研究的方面。关键词：多环芳婭；土壤•植物系统；环境行为中图分类号：X13;X14;文献标识码：A文章编号：1672-2175(2003)04

2、-0487-06行研究，得岀萃取效率顺序为丙酮〉甲醇〉二甲烷多环芳姪(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是指两个或两个以上的苯环按线形、角状或簇状方式稠合在一起的一类中性或非极性有机化合物⑴。因它具有较强的致癌和致突变性，许多国家都将它列入优先污染物的黑名单或灰名单中⑵。然而PAHs在土壤和植物系统中的环境行为的研究仍不够全面和深入。本文拟对该方面进行综述。1样品中PAHs的提取与测定1.1提取剂PAHs的常用提取剂有：四氢咲喃、乙酰氧乙苯胺、甲醇、二氯甲烷/水、丙酮/水、二氯甲烷、乙酸乙酯、环己烷、己烷、丁醇等⑴川。不同样品所

3、用提取剂不同；同一样品，不同提取剂的浸提效果也不一样。宋玉芳等⑺报道，对于植物根、茎、叶类样品甲醇的提取效率优于乙酸乙酯；在水稻籽实PAHs的测定中，两种提取剂的测定结果差异不显著。孙福生I®用6种提取剂(丙酮、甲醇、二氯甲烷、乙騰、2-丙醇和环己烷)对16种多环芳姪进=乙騰＞2■丙醇＞环己烷。1.2提取方法PAHs的提取方法有索氏法fX8HL131,超声水浴法14.6.7.12.13),超临界流体萃取法〔5,】4］和微波法H0］。索氏法：是最常用、最经典的固体样品中PAHs的提取技术。将一定量的固体样品置于索氏提取器中，用一定比例的有机试剂萃取几个小时。该法的优点

4、是提取效率高且比较完全，但提取剂用量较大，提取时间长。超声水浴法：将固体样品与提取剂按一定比例置于玻璃容器中，超声水浴连续提取一定的时间。提取时间有15min、30min,Ih和2h等。与索氏法相比，超声提取所需的时间短，消耗的溶剂量小，萃取回收率与6~8h的索氏法相当或更高。因此，超声水浴法被广泛用于固体样品中PAHs的提取。超临界流体萃取法：选用二氧化碳做萃取流体，在超临界状态下二氧化碳转化为液体，作为溶剂进行萃取。常态下，二氧化碳又变成气体逸去。可用于一切固体样品中PAHs的提取测定。该方法不用有机萃取剂，萃取物无需纯化，可直接进样检测，整个萃取过程约需1h,

5、全部操作用计算机控制。该法结果与索氏法结果相吻合。微波法：将样品与提取剂按一定比例置于Teflon内衬萃取罐中用微波萃取10min左右即可。本方法所用提取剂量少，提取时间短，适于固体样品的提取，提取结果与索氏法和超声波法基本一致。1.3检测方法在PAHs的研究中，常用GC-MS来检测其含量。由于GC-MS价格昂贵，随着HPLC的推广和普及，越来越多的研究者采用HPLC来测定PAHs的含量。也有用酶联免疫吸附测定法(ELISA)来测定PAHs。Knopp等⑶的研究结果显示，地下水和土样中PAHs的ELISA法测定结果与HPLC法结果相关性很好，且都低于HPLC测定结果

6、。这是由于样品中的有机质和离子对酶联反应的干扰造成的。传统的土壤和沉积物中有机污染物的提取技术主要关注提取的总量，因而是耗竭性提取2⑹。在所有的PAHs的提取测定方法中，几乎都是以PAHs的回收率作为检验方法可行性的标准，很少考虑到PAHs的生物有效性。样品中的PAHs,尤其是固体样，在一定时间内并非所有的PAHs都能被生物吸收，只有进入液体介质中的PAHs才有可能被生物吸收。在形态上，快速解吸部分和少量的慢速解吸部分才是生物有效的，而这部分在PAHs总量中所占的比例较小。因此，用这些方法的测定结果来评价PAHs的环境风险，有可能会作岀过高的估计。另外，由于PAHs

7、的强疏水性，在介质中质量分数低(10-9数量级)，提取与纯化步骤烦琐，因而易造成损失，使结果偏低。2土壤中PAHs的来源及含量2.1土壤中PAHs的来源PAHs是环境中广泛存在的一类有机污染物。其来源有两个方面：天然源和人为源。天然源主要是森林和草原大火、火山喷发、植物和微生物的合成，其中高等植物和微生物的合成、火山活动是产生PAHs背景值的主要因子Z冈。人为源来自工业生产和加工(如焦炭、碳黑和煤焦油的生产、原油及其衍生物的精炼和分憎等),以及有机物的不完全燃烧等过程。与自然源相比，人为源是PAHs的主要产生源。在人为源中，人为的燃料燃烧是工业发达国家和城市地区