土壤中多环芳烃的来源及分布文献综述

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1、文献综述土壤中多环芳烃的来源及分布1.前言多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons简称PAHs）是指含有两个或两个以上苯环连在一起的化合物，广泛存在于自然界，迄今已发现有200多种。土壤中的PAHs虽含量极少，但分布广泛。PAHs进入土壤后，由于其低溶解性和憎水性，比较容易进入生物体内，并通过生物链进入生态系统，从而危害人类健康和整个生态系统的安全[1]；PAHs在土壤中具有高度的稳定性、难降解、毒性强、具积累效应等特征而受到环境科学研究者的广泛关注，许多国家都将其列入优先污染物的黑名单或灰名单中。近年来国内外关于土壤多环芳烃的研究很多，主要集中在以下几个方面：

2、土壤多环芳烃的含量、来源、分布特征及迁移转化规律；多环芳烃的物理化学性质及其在土壤中的行为特征；环境因子与多环芳烃行为的相互关系及风险评价和管理等[2]。在我国,受PAHs污染的土壤分布广泛,尤其是石化工业区、交通干道等地。随着城市产业结构和布局的调整,城市中心出现许多工业遗留地块,其中部分土壤已受到诸如PAHs的有机化学物质污染。20世纪80年代以来，我国开展了一系列有关土壤PHAs污染的研究，但与国外相比尚存在差距。本文论述了PAHs的结构、性质、形成，并对土壤中PAHs来源、分布的研究进展进行了综述，这对防治土壤污染具有非常积极的意义。2.PAHs的结构和性质2.1PAHs的结构和理化

3、性质多环芳烃是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物。大部分多环芳烃是一些无色、白色或者浅黄绿色，并有微弱芳香味的固体物质，它们的沸点比同碳数目的正构链烷要高，具有疏水性强、辛醇-水分配系数高、易溶于苯类芳香性溶剂中等特点。多环芳烃的化学性质与其结构密切相关，它们大多具有大的共轭体系，因此其溶液具有一定的荧光性，而且它们是一类惰性很强的碳氢化合物，不易降解，能稳定地存在于环境中。当它们发生反应时，趋向保留它们的共轭环状体系，一般多通过亲电取代反应，而不是加成反应形成衍生物。多环芳烃的基本单位是苯环，但在化学性质上并不全都像苯那样。按其化学性质可分为四类：(1)一些具有稠合多苯结构的化合物

4、，如三亚苯、二苯并(e,I)，芘等具有与苯相似的化学稳定性。这说明n电子在这些多环芳烃中是和苯类似的。(2)一些呈直线排列的多环芳烃，如蒽、丁省等在化学性质上要活泼得多。这一类多环芳烃进行化学反应的特点是反应常常在相当于蒽的中间苯环的相对的碳位(简称中蒽位)上发生。(3)呈角状排列的多环芳烃，如菲、苯并(a)蒽等，它们的反应活性总的来看要比相应的直线排列的同分异构体小，它们在发生加合反应时，往往在相当于菲的中间的苯环的双键部位，即菲的9,10键(简称中菲键)上进行。(4)角状多环芳烃的环数在四个以上的，除有较活泼的中菲键外，还有与直线多环芳烃类似的活泼对位——中蒽位，如苯并(a)蒽的7,12

5、位。2.2PAHs的其它相关特性多环芳烃(PAHs)是持久性有机污染物的一种,，大部分具有较强的致癌、致畸和致突变性，容易在生物体内富集,难以生物降解。其中持久性是指PAHs通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境中,进而对人类健康和环境带来严重的危害。“三致”作用指多环芳烃类化合物具有强烈的致突变作用（mutagenesis）、致癌作用（carcinogenesis）和致畸作用（teratogenesis）,简称“三致”作用。生物蓄积性是指PAHs进入环境后以通过环境蓄积、生物蓄积、生物转化或化学反应等方式损害健康和环境。3.PAHs的形成机制关于多环芳烃的形成

6、机制，一般认为，有机物在热分解过程中，在高温缺氧的条件下，热裂解产生形成PAHS基本微粒——碳氢自由基或碎片。这些小的极为活泼的微粒，在高温下又立即热合成热力学稳定的非取代的多环芳烃。如煤炭在隔绝空气、高温的条件下经过复杂的裂解和聚合作用会生成多环芳烃。又如苯并[a]芘是一切含碳氢燃料和有机物热裂解过程中的产物，由于性质稳定、毒性大、易于测定，常被用作PAHs总量的代表，其合成的最适宜温度为600～900℃，整个形成过程为一系列自由基反应。它的形成可由下面7个过程完成，如图1所示，有机物在高温缺氧下裂解产生碳氢自由基结合成乙炔（l），乙炔形成乙烯基乙炔或1，3-丁二烯（2），芳环化成乙基苯（

7、3），进一步结合成丁基苯（4）和四氢化蔡（5），最后通过中间体（6），形成苯并[a]芘（7）。图一苯并[a]芘的形成机制研究表明，燃烧或热解温度是影响PAH生成率的重要影响因素。图二苯并[a]蒽和BaP生成率与温度的关系4.PAHs的来源4.1PAHs的来源的分类PAHs的来源既有天然源,也有人为源。4.1.1天然源在人类出现以前，自然界就已经出现多环芳烃。陆地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原的天然火