泥 、土 壤 和 植 物 中 广 泛 存 在[9 ,10 ,14 ,16 ,19～21 ] , 与 其 它 PA Hs 含量也有一定相关性[21 ] . 为此 ,本文对我国内地 和香港共 11 个城市污泥和 4 种土壤中的苯并 (a) 芘进 行了分析.
2 材料与方法
211 样品采集 城市污泥样品分别采自广州 、北京和香港等地的有关污水
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应 用 生 态 学 报 12 卷
表 1 不同城市污泥的来源
Table 1 Sources of varied municipal sludges
municipal sludge was mainly related to sources of wastewater , wastewater2treating met hods , sludge types , while in
soils ,it was mainly to parent ,air pollution ,wastewater irrigation ,and sewage sludge application.
1999/ 06
无锡污泥 Wuxi
-
活性污泥法
1999/ 05
元朗污泥 Yuanlang
-
活性污泥法 1999/ 4/ 16
沙田污泥 Shatian
-
活性污泥法 1999/ 4/ 16
大埔污泥 Dapu
-
活性污泥法 1999/ 4/ 16
2:未统计 No statistics ;A2/ O :厌氧2缺氧/ 好氧处理 Anaerobic2anoxic/ aerobic treat2
Key words Benzo (a) pyrene , Municipal sludge , Soil , Organic pollutants.
1 引 言
城市污泥 (简称污泥) 是城市污水处理厂在污水净 化处理过程中产生的沉积物 ,是亟待解决的城市固体 废物. 目前 ,污泥的处置方式主要有填埋 、焚烧和农业 利用等. 其中 ,农用资源化是城市污泥最为可行的处置 方法 ,有利于城市和农业的可持续发展[16 ] . 英 、美 、法 等许多国家城市污泥的农用率在 60 %左右 ,有的高达 80 %以 上. 但 我 国 城 市 污 泥 的 农 用 率 还 很 低 ( 不 足 10 %) ,主要是因为其中污染物含量普遍较高 ,也与其 中污染物的研究程度较低而导致认识上的偏见有关. 长期以来 ,关于农用城市污泥和土壤中的重金属污染 问题 ,国内外都已进行了较多研究 ,并制定了有关的控 制标准 ,但对于有机污染物的研究却甚为薄弱. 苯并 (a) 芘是一种强致癌性的多环芳烃化合物 ( PA Hs) ,属 于美国国家环保局 (U . S. EPA) 的“优控污染物”. 在我 国农用城市污泥的污染物控制标准中 ,苯并 (a) 芘是唯 一的有机污染物 (有机氯农药除外) . 它在水体 、城市污
蔡全英 莫测辉 3 3 吴启堂 李桂荣 (华南农业大学资源环境学院 ,广州 510642) 王伯光 田 凯 李 拓 (广州市环境保护科学研究所 ,广州 510620)
【摘要】 应用 GC/ MS 技术对我国 11 个城市污泥和 4 种土壤中的苯并 (a) 芘进行研究 ,探讨苯并 (a) 芘在城市污 泥和土壤中的含量和分布特征. 结果表明 ,城市污泥中苯并 (a) 芘的含量在 0. 007～6. 578mg·kg - 1之间 ,平均为 1. 272mg·kg - 1 ,绝大部分低于 1. 0mg·kg - 1 ,但在珠海和北京污泥中超过我国农用污泥的控制标准. 褐土 、水稻 土和石灰性土中苯并 (a) 芘的含量分别为 2. 138 、0. 782 和 0. 664mg·kg - 1 ,在赤红壤中未检出. 城市污泥中苯并 (a) 芘含量与污水来源 、污水处理方式和污泥类型等因素有关 ,土壤中苯并 (a) 芘含量与母质 、大气污染 、污水灌 溉 、污泥农用等因素有关.
ment .
212 样品分析
21211 样品提取 实验所用的正己烷和二氯甲烷m ×0. 22mm ×0. 11μm ;载气为高纯氦气 ; 初始压力 35kPa ,载气流速 0. 615ml·min - 1 ,最终压力 245kPa ; 采用不分流进样 ,进样体积为 1μl. 升温程序 :初始温度 45 ℃→ 200 ℃( 6. 0 ℃·min - 1 ) →300 ℃( 8. 0 ℃·min - 1 ) , 进 样 口 温 度 : 250 ℃,检测器温度 :280 ℃;溶剂延迟时间 :3. 00min ;运行时间 : 39. 33min. 质谱仪所用离子源为电子轰击源 ( EI) ;电子倍增器 的电压 :1800eV ,扫描质量范围 :50～550amu. 数据采集与处理 系统为 GC2MSD (5792A HP) 化学工作站. 根据质谱特征离子及 相对保留时间进行样品定性 ,并与仪器所附质谱库 ( Pripol. L , Nbs75k. L) 的标样质谱图进行比较 ,其吻合度达 80 % ,使用内 标法 定 量. 气 相 色 谱 仪 为 HP 5890 Ⅱ; 质 谱 检 测 器 为 HP
3 国 家 自 然 科 学 基 金 ( 39870435 ) 、广 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目 (970011) 、广东省环保局科技研究开发项目 (粤环 1997216) 、广州市科委 重点攻关项目和广州市环保局科技项目. 3 3 通讯联系人. 2001 - 02 - 09 收稿 ,2001 - 05 - 16 接受.
6∶4
A2/ O A2/ O 氧化沟
1999/ 04/ 05 1998/ 11/ 11 1998/ 12/ 21
珠海污泥 Zhuhai
6∶4
氧化沟
1998/ 11/ 27
西安污泥 Xi’an
-
兰州污泥 Lanzhou
-
北京污泥 Beijing
1∶1
A2/ O A2/ O
1998/ 11/ 04 1998/ 11/ 03
应 用 生 态 学 报 2001 年 10 月 第 12 卷 第 5 期 CHIN ESE J OU RNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2001 ,12 (5) ∶769～772
城市污泥和土壤中苯并( a) 芘的初步研究 3
处理厂 ,其具体来源见表 1. 4 种理化性质不同的土壤及其来源 分别为 :1) 华南坡地赤红壤 ,采自华南农业大学校园内未耕作 坡地 ;2) 珠江三角洲冲积平原水稻土 ,采自华南农业大学农场 水稻田 ;3) 石灰性土 ,采自桂林市郊坡地 ; 4) 褐土 ,采自北京市 郊农田. 样品采集后置于室内风干 ,粉碎过 2mm 铜筛后于 4 ℃ 保存备测.
Nort h Kingstown ; RI. 21213 分析条件 GC2MS 分析方法参考 U . S. EPA 97001 方
污泥名称
Sludge names
生活污水∶工业污水 Industrial sewage∶ domestic sewage
污水处理方法 Sewage2t reating
met ho d
取样时间
Sampling time
广州污泥 Guangzhou
6∶4
佛山污泥 Foshan
9∶1
深圳污泥 Shenzhen
3 结果与讨论 311 城市污泥中苯并 (a) 芘的含量
三氧化铝 (分析纯)2硅胶 (100～180 目)2无水硫酸钠柱净化分
由表 2 可知 ,不同城市污泥中苯并 (a) 芘的含量相
离 ,依次用正己烷和二氯甲烷洗脱 (每次约 8ml) ,收集洗脱液 (共 50ml 左右) ,浓缩 、转移 、稀释 、高纯氮气吹干 ,用二氯甲烷 定容. 同时做空白实验和加标回收实验. 21212 标准样品 芘2d10和苯胺2d5 标准溶液 :分别作内标化合 物和加标空白用. 苯并 (a) 芘标准溶液 :浓度为 500μg·ml21 . 配制 标准液时 ,吸取苯并 (a) 芘标准溶液 2. 0 、4. 45 和 9. 9μl ,并加入 内标芘2d10溶液 ,用二氯甲烷定容至 100μl ,即得浓度为 10. 0 、 22. 25 和 44. 45μg·ml - 1 的标准溶液 ,其中内标浓度均为45. 45 μg·ml - 1 . 以上标准 物 质 均 购 自 美 国 UL TRA Scientific , Inc. ,
5792A. 在空白中未检出目标化合物 ,可见整个实验流程对目标化
合物没 有 人 为 因 素 影 响. 加 标 ( 芘2d10 ) 回 收 率 在 65. 42 %～ 87. 74 %之间.
均为分析纯 ,并经过全玻璃系统重新蒸馏. 分别称取城市污泥和土壤样品各 20g ,用 100ml 丙酮∶二氯
甲烷 (1∶1 ,V/ V) 进行脱硫索氏抽提 ,将抽提液浓缩至近干 ,过
关键词 苯并 (a) 芘 城市污泥 土壤 有机污染物 文章编号 1001 - 9332 (2001) 05 - 0769 - 04 中图分类号 X13113 文献标识码 A
A preliminary study on benzo( a) pyrene in selected municipal sludges and soils. CA I Quanying , MO Cehui , WU Qi2 tang and L I Guirong ( College of Resources and Envi ronment , Sout h Chi na A gricult ural U niversity , Guangz hou 510642) , WAN G Boguang , TIAN Kai , and L I Tuo ( Guangz hou Instit ute of Envi ronmental Science , Guangz hou 510620) . 2Chi n. J . A ppl . Ecol . ,2001 ,12 (5) :769～772. Benzo (a) pyrene in municipal sludges and four types of soils from eleven selected cities in China were determined by GC2MS. The results showed t hat t he contents of benzo(a) pyrene in sludges ranged from 0. 007 to 6. 578mg·kg - 1 and averaged 1. 272mg·kg - 1 . Most of t hem were lower t han 1. 0mg·kg - 1 ,and only two of t hem were higher t han 3. 0mg ·kg - 1 ,which was a limit value of benzo(a) pyrene in sludge applied to agricultural land in China. On t he ot her hand , t he contents of benzo (a) pyrene in cinnamon soil ,paddy soil ,calcareous soil ,and latosolic red soil were 2. 138mg·kg - 1 , 01782mg·kg - 1 ,0. 664mg·kg - 1 ,and under detection limit respectively. The content of benzo (a) pyrene in different