北京郊区污染地点多氯联苯的分析和应用研究-环境化学.doc

废旧电容器存放点多氯联苯的污染特征 郑晓燕1，张玲金2，谢文明3，刘咸德1( 1. 中国环境科学研究院，北京，100012； 2. 国家地质实验测试中心，北京，100037； 3. 吉林农业大学资源与环境学院，吉林 长春，130118 摘 要：本文采用气相色谱－电子捕获检测器（GC－ECD）技术测定了华北某地一个废旧电容器存放地点附近的土壤和植物中多氯联苯（PCBs）的含量。分析了羊茅草（Festuca. L）叶和根中PCBs化学组成的变化，应用多元线性回归方法定量判别了PCBs污染类型，进而探讨了PCBs的分布特征。结果表明，该地点PCBs污染水平较高，污染类型与Aroclor1248相似。随着离污染点距离的增加，PCBs浓度的急剧下降。污染类型逐步偏离Aroclor1248，二氯、三氯联苯的百分比升高，四氯、五氯联苯下降，表现出水相和气相传输的作用，在一般情况下，水相传输起主导作用。同时PCBs在羊茅草叶和根中的浓度比值有上升的趋势。这样的变化趋势可以和PCBs大气传输过程相关联，这种大气传输的贡献随着距离的增加、PCBs浓度水平的下降而逐步显现。 关键词：多氯联苯；污染类型；羊茅草；迁移转化 PCBs是由人工合成的有机化合物，被列为《斯德哥尔摩公约》中12种优先控制的POPs之一，曾作为绝缘油大量用于电容器、变压器等电力设备中，在上个世纪80年代这些产品开始停产并废弃。PCBs具有致畸、致癌、致突变的性质，对人体危害极大，已引起世界范围内的广泛关注。已有大量文献报道了PCBs在各类环境介质，包括水体、土壤、底泥和动物等的含量和分布。PCBs在植物中的浓度水平和变化趋势近一二十年来也逐渐成为研究热点[1-3]。 在上个世纪90年代，国外已有PCBs在植物体内蓄积机理的研究报道，例如植物通过根部从土壤中吸收PCBs；另外PCBs也可以随大气（气相/颗粒相）沉降到叶表面，被蜡质植物表皮或气孔吸收，然后在植物内部迁移[3-6]。关于PCBs在植物体内蓄积的报道主要可以分为以下三个方面：（1）PCBs在植物体内的吸收机理；（2）植物作为大气中PCBs污染水平的定量指示；（3）大气中PCBs被植物吸收占PCBs源排放的比重。 国内对植物中PCBs的报道为数不多，毕新慧等[7]对PCBs在水稻中的研究时发现水稻不同组织中PCBs的含量相差很大，认为大气沉降可能是水稻污染的主要来源，聂湘平等[8]利用模拟水生态系统研究多氯联苯在水体环境中的行为,发现水草对PCBs有一定程度的吸收，PCBs的积累主要是物理吸附过程，而不是通过植物根系吸收及输送系统进入植物体内的。本文对华北某地一污染地点的土壤和植物展开调查，对植物叶和根中PCBs的含量、分布进行了初步研究，以期了解该区域PCBs的污染程度及其迁移转化行为。 1.实验部分 样品的采集与保存 华北某地山区一山洞曾作为废弃电力设备的固定堆放点。由于封存时间过长，洞内积水，含有PCBs的废旧电容器锈蚀损坏，造成PCBs溢出，进而导致了封存地点附近的环境污染。当地政府主管部门于1999年将这些电容器转移销毁。该地区土壤为典型的华北碱性潮土。2004年4月笔者在堆放点洞口，顺着山谷地势下降，向东0米、5米、60米、100米、200米、250米六个采样点采集了当地代表性的植物物种——羊茅草(Festuca. L.)植株和相应的表层0-5cm土样。 所有样品都经过自然风干，土壤样品过40目筛；植株分成叶和根两部分，经组织搅拌器粉碎。样品保存于聚乙烯密实袋内，储存在冰箱中直至分析。 试剂与材料 分析所用正己烷丙酮JK公司。Aroclor1221，Aroclor1242，Aroclor1248，Aroclor1254，Aroclor1260购自国家环境保护总局标准样品研究所。 样品前处理 称取2g左右自然风干后粉碎的羊茅草叶和根，与无水硫酸钠混合，放入经预先索氏提取过的滤纸中，加入回收率指示物2,4,5,6-四氯间二甲苯和PCB209各200ng。放入铜片，用1：1（V/V）丙酮/正己烷150mL索氏提取16小时，旋转蒸发至2mL左右；Florisil净化，6%乙醚正己烷溶液100mL淋洗，旋转蒸发至5-6mL；转移至分液漏斗中，每次加入2mL浓硫酸酸洗，静置，弃去硫酸层，多次酸洗，直至硫酸层呈无色；然后用2%硫酸钠溶液洗至中性，过无水硫酸钠柱干燥；高纯氮吹浓缩至1mL。上GC-ECD分析。土样约取5g，前处理及上机步骤与植物相同。 色谱分析 GC-ECD分析在岛津2010色谱仪上进行；弹性石英毛细色谱柱为DM-5（长30m，内径0.25mm，膜厚0.25(m）；不分流进样，1分钟后分流，载气为高纯氮。进样口温度：250℃，检测器温度：320℃。程序升温：100℃保持2分钟，以5.0℃·min.