2. 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)类化合物是一类特殊而稳定的环状结构的污染物,容易在生物体内富集,难以降解。多环芳烃对植物生长有显著地抑制作用[1],对人类有明显的“三致”效应(致癌、致畸、致突变),危害极大[2]。
中国是一个燃煤、燃油大国,多环芳烃类污染现象比较普遍。PAHs污染主要源于煤和石油、煤焦油、烟草及木材、天然气、纸张、作物秸秆等含碳氢化合物的物质的不完全燃烧或在还原性气氛中热分解产生的。炼油厂、煤气厂、煤焦油加工厂和沥青加工厂等所排出的废气和废水中,都有多环芳烃。石油开采、工农业废水及生活污水排放等,均能使PAHs进入水环境中。每年因人类生产生活活动向地球上各种环境系统中释放的PAHs有成干上万吨,远远超过了环境的自净能力[3]。因此,对地表水中的PAHs的监控,直接关系到居民的生活健康,显得尤为重要。
河南省工业结构性污染十分突出,化工厂、皮革厂、造纸厂等污染严重的老工业普遍存在。本文选取豫南周口、驻马店、信阳三地区的地表水156个采样点,采用液相色谱-荧光/紫外检测的方法,针对豫南地表水中的PAHs污染进行监测,并对该地区地表水中的PAHs的污染特征及分布规律进行研究。
1 材料和方法 1.1 仪器设备及主要试剂Agilemt 1200系列G1314B可变波长检测器,G1321A荧光检测器,二氯甲烷(色谱纯,美国Fisher)、乙腈(色谱纯,美国Fisher)、水(Milli-Q超纯水),16种PAHs混合标准溶液(Catalog No. 479402U,美国Supelco公司),组成为:萘(Na)、二氢苊(AcPy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(An)、荧蒽(F1uA)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、屈(Chry)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DBA)、苯并[g,h,i]芘(BghiP)、茚并[1,2,3 -cd]芘(IP)。
1.2 样品的采集与前处理在充分考虑样品代表性的原则下,结合周口、驻马店、信阳居民分布特征,选取三地区的工厂污水、地下水、池塘水及城市用水156个采样点,取水样1 000 mL(颗粒大用滤纸过滤)。
1.3 分析方法参照《环境空气氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的测定盐酸萘乙二胺分光光度法》(HJ 478-2009水质多环芳烃的测定液液萃取和固相萃取高效液相色谱法) [4],采用C18固相萃取小柱富集水样,二氯甲烷洗脱,浓缩,乙腈定容,对16种PAHs进行液相色谱上机分析。
1.4 评价方法在我国城市供水水质标准中对多环芳烃的含量有明确的限量[5],其中,多环芳烃的总量限量为0. 002 mg/L,对代表性多环芳烃苯并[a]芘的限量为0. 01 μg/L。在污水综合排放标准中同样有明确的限量[6],规定多环芳烃苯并[a]芘的含量不可高于0. 03 μg/L。
2 实验结果与讨论 2.1 方法的检出限及质量控制用所建立的实验方法,在优化的实验条件下,计算方法的检出限(以信噪比S/N = 3计),16种多环芳烃的最低检出浓度分别在0. 0008 ~ 0. 0050 μg/L。分别向1 000 mL纯水中加入质量浓度均为10 mg/L的混合标准10 μL,同时做空白试验,结果表明,回收率在73. 4% ~ 104%之间。
2.2 多环芳烃的污染分布特征此次采样共156个采样点,分布于周口、信阳、驻马店3个豫南城市。在16个多环芳烃的检测项目里,各采样点共检出14种,其中,苯并[k]荧蒽和二苯并[a,h]蒽均小于最低检测质量浓度。分别计算苯并[a]芘和多环芳烃总量在各个地市的检出率及超标率,并统计三个城市的总检出率、超标率(表 1)。
2.3 结果分析
苯并[a]芘在周口和驻马店都有检出,在驻马店地区检出较多,信阳地区则均小于最低检测质量浓度。三地市总超标率为3. 85%。多环芳烃在三地区均有检出,其中周口地区较少,驻马店其次,信阳地区最为严重,大部分均有检出。三地区的总超标率是7. 69%。
欧盟饮用水水质指令(98/83/EC)列出苯并[a]芘最高允许质量浓度0. 01 μg/L,而苯并[g,h,i]苝、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和茚并[1,2,3-cd]芘的总质量浓度最高限值0. 10 μg/L。因此,对三地市地表水中苯并[g,h,i]苝、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和茚并[1,2,3-cd]芘的总质量浓度情况统计如下:周口地区有一个井水采样点总质量浓度超标: 0. 19 μg/L; 驻马店有检出,浓度范围在0. 002 ~ 0. 066 μg/L,没有超标的; 信阳地区则全部均小于最低检测质量浓度。
综合分析,周口和驻马店PAHs污染中存在以苯并[a]芘为代表性的环数高、毒性大的多环芳烃污染,驻马店地区苯并[a]芘污染较普遍,超标率达到了16%。信阳地区PAHs污染以二环、三环为主的萘、菲污染为主,毒性不大,没有以苯并[a]芘为代表性的环数高、毒性大的多环芳烃污染现象。
地表水多环芳烃污染主要源于石油化工等工业排放污水和化石燃料等不完全燃烧。石油化工排污中,油类和石油类烷基取代的多环芳烃含量较高,且母体多环芳烃多为含有低环数的多环芳烃[7]。信阳地区多环芳烃污染面最大,但是没有受到苯并[a]芘等环数高的多环芳烃污染,其中毒性小的萘检出含量均占总质量浓度的80% ~ 98%,污染较为普遍,这则主要由石油化工排污引起。而化石燃料和木材等在不完全燃烧情况下,高温使烷基取代的多环芳烃支链被打断,一般烷基化程度不高,大多是母体多环芳烃以难以开环裂解的高环数多环芳烃[7]。周口和驻马店地区多环芳烃污染覆盖面不大,但是不完全燃烧的热分解产物苯并[a]芘等环数高毒性大的多环芳烃污染在周口和驻马店地区较为普遍。
3 建议对豫南三地区的地表水样品中16种多环芳烃污染物的分析表明,该地区水域中存在多环芳烃污染现象,主要源于石油排污,少量高环芳烃可能为不完全燃烧的热解产物。地表水污染关系到国计民生,因此提出以下建议: ① 以后要加强环境污染治理,并有针对性的治理水质污染问题。② 重视饮水工程的选址和污染源的监管,避免农牧业及生活污水的污染。③ 还要加强水质监测体系,建立以水质为核心的质量管理体系,提高并完善水质检测仪器配置水平,加强检查人员技术培训。④ 对污染严重的重工业企业,制定治污减排措施,并付诸法律强制执行,造福后代。
| [1] | 陈世军, 祝贤凌, 冯秀珍, 等. 多环芳烃对植物的影响[J]. 生物学通报, 2010, 45(2): 9–11. |
| [2] | 何丽君, 汤艳, 何志军, 等. 多环芳烃类对人群血浆中单胺类神经递质的影响[J]. 重庆医科大学学报, 2010, 35(6): 819–821. |
| [3] | 焦琳, 端木合顺, 程爱华. 多环芳烃在水中的分布状态及研究进展[J]. 技术与创新管理, 2010, 31(2): 231–234. |
| [4] | 中华人民共和国环境保护部. HJ478-2009水质多环芳烃的测定液液萃取和固相萃取高效液相色谱法[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2009. |
| [5] | 中华人民共和国建设部. CJ/T206-2005中华人民共和国城市供水水质标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2005. |
| [6] | 中华人民共和国环境保护部中华人民共和国技术监督局. GB 8978-1996中华人民共和国污水综合排放标准[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 1996. |
| [7] | 许宜平, 张铁山, 黄圣彪, 等. 某自来水厂水源多环芳烃污染分析[J]. 安全与环境学报, 2004, 4(6): 14–17. |

