多环芳烃(PAHs)是由2个或者2个以上苯环组成的一类复杂烃类，它广泛存在于环境中，是由包含C和H的化合物不完全燃烧形成的(Ribes et al., 2003)。城市环境中多环芳烃的最重要来源是化石燃料的燃烧，包括钢铁和石油工业生产中的排放和城市非工业区室外环境供暖燃煤和机动车燃油中的释放(Ribes et al., 2003；王雅琴等，2004)。近几十年来，多环芳烃由于其“三致”效应引起了人们的广泛关注，而植物体能够富集大气中的多环芳烃，所以人们常利用植物体来研究大气中的多环芳烃状况，许多学者在植物体(如地衣、苔藓和松针等)对PAHs的富集机理方面做了大量工作(Bacci et al., 1990；Schreiber et al., 1992；Simonich et al., 1994a, 1995；Tolls et al., 1994；Kipopoulou et al., 1999；McLachlan et al., 1999)，而对植物吞噬多环芳烃行为的节律研究较少。随着现代化城市进程的加快，机动车数量快速大量增加，城市空气中PAHs主要源于汽车尾气的排放，对城市环境安全造成严重威胁。城市森林具有接纳空气中PAHs的能力，尤其是森林的叶片能直接吸收空气中的PAHs。近年来，在植物和森林生态系统中多环芳烃的含量研究方面也在逐渐开展(Halsall et al., 1994；Simonich et al., 1994b；Daisuke et al., 1994；董瑞斌等，1999；潘勇军等，2004；刘国卿等，2005；田大伦等，2006；闫文德等，2006), 但是对植物叶片中多环芳烃的含量探讨不多，对植物叶片中多环芳烃含量的日变化特征研究尚属空白。

樟树(Cinnamomum camphora)为常绿乔木，树冠广卵形，树皮灰褐色，纵裂，叶互生，卵状椭圆形，薄革质，喜温暖湿润气候，枝叶茂密，冠大荫浓，吸毒、抗毒性能较强，在南方被广泛应用于庭荫树、行道树防护林及风景林(陈有民，1990)。本文通过测定樟树叶片中多环芳烃含量，分析其日变化特征，探讨导致该变化的因素，为评价和比较不同树种吸收多环芳烃的变化节律提供数据支持，为城市森林树种的配置及生态环境建设提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 研究区概况

试验地设在湖南省长沙市中南林业科技大学树木园内，地处112°48′ E，28°03′ N。当地年均气温16.8 ℃，极端最高气温40.6 ℃，最低气温-12 ℃，年均降水量1 400 mm，无霜期270~300天，日照时数年均1 677.1 h，属典型的亚热带湿润季风气候。

1.2 样品采集

本研究在试验地内随机选取3棵樟树作为样树，于2008年10月14日分别在8：00，14：00，20：00和次日凌晨2：00在固定样树的大致相同部位进行4次樟树叶片采集，叶片采集后装入塑料袋内，自然风干，粉碎过筛放入铝盒内待用。本次样品采集的天气对于本试验地秋季气候条件具有典型的代表性。

1.3 PAHs提取与测定

本研究测定的16种多环芳烃为美国环保局优先控制的污染物(表 1)。分别为萘(Naphthalene)、苊烯(Acenaphthylene)、苊(Acenaphthene)、芴(Fluorene)、菲(Phenanthrene)、蒽(Anthracene)、荧蒽(Fluoranthene)、芘(Pyrene)、苯并(a)蒽[Benzo (a) anthracene ]、屈(Chrysene)、苯并(b)荧蒽[Benzo (b) fluoranthene]、苯并(k)荧蒽[Benzo (k) fluoranthene]、苯并(a)芘[Benzo (a) pyrene]、茚苯(1, 2, 3-cd)芘[Indeno (1, 2, 3-cd) pyrene]、二苯并(a, h)蒽[Dibenzo (a, h) anthracene]、苯并(g, h, i)苝[Benzo (g, h, i) perylene]。

PAHs的提取采用超声提取法(高彦征等，2005)。准确称取1 g上述制备好的植物样品于10 mL的玻璃离心管中，加入有机萃取剂(1:1的丙酮和二氯甲烷溶液)共8 mL，并在超声水浴中超声萃取60 min，然后放入低速冷冻离心机内以2 000 r·min^-1离心15 min，将萃取液收集后转移到50 mL旋转蒸发瓶中；40 ℃恒温下将萃取液浓缩至干，用29 mL二氯甲烷分2次将浓缩物洗脱后过硅胶柱净化，洗脱液收集至旋转蒸发瓶，40 ℃恒温下浓缩至干，加入5 mL二氯甲烷，放入氮吹仪中吹至1 mL，转移到小瓶中待测。

用Agilent 6890GC/5973MS气质联用仪测定PAHs含量。分析条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱(30 m×0.125 mm)。不分流进样，检测器温度300 ℃，载气为高纯N₂，分离多环芳烃温度梯度为：，进样量为2 μL(潘勇军等，2004)。

2 结果与分析 2.1 叶片中各环PAHs的含量特征

如图 1所示，在所测的16种PAHs中，中环(3~4环)化合物为PAHs的主要成分，几乎占PAHs总量的80%，其中菲(PHE)为绝对优势化合物，占总PAHs的26.13%，其次是荧蒽(FLA)和芘(PYR)分别占14.23%和12.71%，而低环(2环)和高环(5~6环)化合物分别只占总量的10.40%和9.81%。

2.2 叶片中各环PAHs日变化

1) 叶片中低中环PAHs日变化    4环以下低分子量的化合物，因蒸汽压较高，主要以气态的形式存在(毕新慧等，2004)，如图 2所示，樟树叶片中2~4环PAHs含量的日变化规律比较一致，大部分的低中环PAHs含量在早晨8：00处于较低水平，到下午14：00时达到最低点，之后在晚上20：00达到最高水平，次日凌晨2：00又开始回落，其各个时间的含量顺序为20：00＞2: 00＞8: 00＞14: 00。

2) 叶片高环PAHs日变化    PAHs是半挥发性污染物，在空气中的存在形态主要与其本身的物理化学性质和环境温度等因素有关，5~6环的PAHs属于难挥发性化合物, 多数是以颗粒态的形式存在(毕新慧等，2004)。从图 3可以看出，樟树叶片中的大部分高环PAHs在下午14：00处于最低水平，而在晚上20：00达到最高，早晨8：00和凌晨2：00的PAHs含量基本持平；只有苯并(k)荧蒽(BkF)在下午14：00达到最高水平，晚上20：00处于最低点，与其他PAHs完全相反。

3 讨论 3.1 PAHs来源分析

PAHs在环境中的组成和分布取决于其来源与传输过程(Neff，1979)，因此可以用PAHs特征组分的分子指标来判断其来源：高温燃烧源或石油来源(Colombo et al., 1989)。菲/蒽的比值可用来指示环境中的PAHs的来源(Yunker et al., 2002)，菲/蒽的比值小于10，指示样品的PAHs主要来源于燃料的高温燃烧，菲/蒽的比值大于10，指示样品的PAHs主要来源于石油源；荧蒽/芘的比值也能指示PAHs的来源(Sicre，1987)，荧蒽/芘的比值小于1，指示样品的PAHs主要来源于石油源；荧蒽/芘的比值大于1，指示样品的PAHs主要来源于燃料的高温燃烧。在本研究中，樟树叶片的菲/蒽比值为18.82，远远超过10，所以从这个指标可以分析出叶片中的PAHs来源于石油源；而从PAHs的荧蒽/芘比值来看，荧蒽/芘的比值为1.12，表示叶片中的PAHs大部分来源于燃料的高温燃烧；综合这2个指标的结果看来，本试验区内的PAHs既有石油源，也有来自于燃料的高温燃烧源。这主要是由于校园内既有车辆尾气的污染也有生活区中的燃料燃烧源。

3.2 叶片ΣPAHs的含量日变化规律

植物能够富集周围环境中的多环芳烃，有研究表明，通过气孔进入植物体内是植物叶片吸收干沉降有机污染物(包括多环芳烃)的最主要方式(Zun et al., 2001)，因此植物体可以作为周围大气环境的监测器来反映一定时期内的大气多环芳烃污染状况。对文献归纳结果发现，植物中PAHs多在20~1 000 ng·g^-1范围内(董瑞斌，1999)，本研究中樟树叶片内多环芳烃含量远高于此范围，这可以说明在这一时期内试验区, 即中南林业科技大学内受到的较严重的多环芳烃有机物污染。

在本研究中，如图 4所示，樟树叶片中ΣPAHs含量日变化规律为早晨8：00处于较低水平，下午14：00达到最低，然后回升，在晚上20：00处于最高水平，凌晨又回落到较低。有研究表明，大气中的PAHs由于白天低层空气不够稳定，风速较大，利于污染物的稀释和扩散，同时光化学作用可以降解一部分的PAHs，所以含量较低；而晚上由于大气逆辐射，地面风速降低，污染物不易扩散，含量较高(叶翠杏等，2006)。在本研究的结果显示，樟树叶片中的低中环PAHs和大部分高环PAHs的日变化规律与大气中的变化基本一致，这就表明，樟树叶片能够吞噬周围环境中的PAHs，并且与之处于动态平衡中。某些高环的部分PAHs表现出与大气中PAHs的含量的差异，可能是因为高环PAHs多为颗粒状吸附于叶片表面，受外界干扰较之于低环PAHs大。

4 结论

1) 在所检测的16种PAHs中，中环(3~4环)化合物为主要成分，几乎占总量的80%，而低环(2环)和高环(5~6环)的化合物分别只占总量的10.40%和9.81%，并且菲(PHE)为绝对优势化合物。

2) 本研究中樟树叶片内总PAHs含量日变化呈现出白天低、夜晚高的规律，在下午14：00达到最低，而夜晚20：00处于最高值，这与大气中PAHs的日变化一致。

3) 经过分子标志物比值法分析PAHs的来源后，发现本研究区内PAHs来源中石油源和燃烧源均占有一定的比例，应加强对环境中PAHs的监测和治理。

4) 植物叶片能够吞噬富集周围环境中的PAHs，因此植物可以能作为环境的监测器来反映周围的环境状况，同时可通过合理配置城市树种，发挥城市森林在净化城市空气上的作用。