引言

多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是一類廣泛分布在環(huán)境中的毒性污染物，主要來自于人類活動和能源利用過程的不完全燃燒，環(huán)境中的PAHs具有半揮發(fā)性、難降解性及“三致效應(yīng)”(致癌、致畸、致基因突變)等危害，受到社會的廣泛關(guān)注。早在20世紀80年代，美國環(huán)境保護局(USEPA)把16種PAHs列為優(yōu)先控制的污染物。極地PAHs污染具有外源性的特點，南極本地沒有大量排放有機污染物的來源，由于“全球蒸餾”效應(yīng)，極地有機污染物一定程度上受到大氣輸送的影響。土壤是PAHs在全球遷移的紐帶，其中環(huán)境中大部分的PAHs殘留在土壤中。隨著對極區(qū)科考的增加、旅游業(yè)的發(fā)展、以及海上運輸活動的增加，給脆弱的極區(qū)生態(tài)環(huán)境造成了一定的威脅。因此極區(qū)土壤介質(zhì)中有機污染物的賦存水平受到國際環(huán)境學家的廣泛關(guān)注。

菲爾德斯半島位于南極喬治王島的西南部，是島上最大的沒有被冰雪覆蓋的區(qū)域。由于南極是全球環(huán)境變化的重要組成部分，且受到人類活動的影響較少，于是成為全球污染、大洋環(huán)流及輻射背景值等科學研究的理想?yún)^(qū)域。早期有研究表明，科學家們從南極的企鵝及雪燕等生物體中檢測到了持久性有機污染物(POPs)的存在。21世紀以來，在南極地區(qū)積雪、沉積物和生物體中陸續(xù)檢測出PAHs，對南極生態(tài)環(huán)境安全造成一定的威脅。為了考察近年來南極菲爾德斯半島地區(qū)土壤中PAHs的污染狀況，本研究通過調(diào)查南極菲爾德斯半島20個站點中表層土壤樣品中的16種PAHs，分析了該區(qū)域表層土壤中PAHs的分布特征及其來源，并進行了生態(tài)風險評價，以期提供最新的南極調(diào)查數(shù)據(jù)，并為該區(qū)域及南極地區(qū)污染控制和生態(tài)環(huán)境防治等提供科學依據(jù)。

1研究方法

1.1樣品采集

樣品于第35次南極科考期間采集。樣品站位點信息見表1，站位圖見圖1，采樣點基本涵蓋了機場、企鵝島及長城站等科考站人類活動較頻繁區(qū)域的表層土壤樣品和人類活動相對較少的其他區(qū)域。樣品為0～10cm的表層土壤，每個采樣點均采集了2個及以上同類樣品，合并為一個樣品，鋁箔紙包好后放入密封樣品袋中，-20°C冷凍保存帶回實驗室。將樣品冷凍干燥24小時后研磨過100目篩處理，待分析。

1.2儀器與試劑

使用儀器有GC7890A-MS5975C(美國安捷倫公司)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，冷凍干燥儀(德國MarinChrist公司)，超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(西安泰康生物科技有限公司)和氮吹儀(北京同泰聯(lián)科技有限公司)。試劑有正己烷(色譜純、德國默克MERC公司)、二氯甲烷(色譜純、德國默克MERC公司)，無水硫酸鈉(分析純、天津科密歐公司)，硅膠(青島海洋化工廠)，中性氧化鋁(國藥集團化學試劑有限公司)，銅粉(國藥集團化學試劑有限公司)?；旌蠘藴势钒?6種PAHs:萘(Nap)、二氫苊(Ace)、苊(Acy)、芴(Fle)、菲(Phe)、蒽(Ant)、熒蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、屈(Chr)、苯并[b]熒蒽(BbF)、苯并[k]熒蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚苯[1，2，3-cd]芘(InP)、二苯并[a，h]蒽(DbA)、苯并[g，h，i]芘(BghiP)。

1.3樣品前處理

準確稱取5.0g經(jīng)100目篩分、混合均勻的樣品于60mL梨形錐形瓶中，向錐形瓶中加入20mL正己烷和二氯甲烷(1∶1)溶液，同時加入1.0g銅粉。采用超聲萃取法提取20min后靜置20min，提取上清液并轉(zhuǎn)移到60mL圓底燒瓶中。重復(fù)提取2次，合并上清液。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在40°C下將提取液濃縮至2～4mL。按順序從下到上依次用硅膠、中性氧化鋁與無水硫酸鈉按質(zhì)量比為2∶1∶1制成的層析柱純化濃縮液，用20mL正己烷與二氯甲烷(7∶3)混合溶液連續(xù)洗脫層析柱，洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至2mL，最后用流速為30～50mL·min-1的氮氣將洗脫液吹掃定容至1mL。

1.4儀器分析

分析方法參照文獻，利用GC-MS(Agilent7890AGC/5975CMSD)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀使用外標法對PAHs含量進行定量分析。氣相色譜條件:進樣口溫度為280°C，進樣量為1μL，載氣為高純H₂，保持流量為1.0mL·min^-1，不分流進樣。石英毛細管柱型號:AgilentHP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)。升溫程序:初溫80°C，以4°C·min^-1的速率升溫到150°C，然后以15°C·min^-1的速率升溫到280°C，并最終保持12min。質(zhì)譜條件:EI源電離，傳輸線溫度280°C，四極桿溫度150°C，離子源溫度230°C，離子掃描為SIM模式。

1.5質(zhì)量控制

根據(jù)USEPA認證的QA/QC控制要求。土壤樣品分析過程設(shè)有分析方法空白、空白加標、樣品和加標平行?？瞻讟悠分形礄z出目標物污染物PAHs，加標回收率為71%～115%，每組平行樣品的相對標準偏差均小于15%，16種PAHs的檢出限為0.01～0.15ng·g-1。滿足實驗要求。

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