李嘉康，宋雪英，魏建兵，郭 畔，李玉雙

沈北新區(qū)土壤中多環(huán)芳烴潛在風險評價

李嘉康，宋雪英*，魏建兵，郭 畔，李玉雙

（沈陽大學區(qū)域污染生態(tài)環(huán)境修復教育部重點實驗室，沈陽 110044）

為對區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量和人體健康風險評價提供數(shù)據(jù)支持，采用均勻網(wǎng)格布點法在沈陽市沈北新區(qū)采集了不同利用類型的表層（0～20 cm）土壤樣品101個，利用超聲提?。枘z柱凈化－高效液相色譜檢測的方法分析了土壤中美國環(huán)保局優(yōu)先控制的16種多環(huán)芳烴（PAHs）的含量，并對土壤中PAHs潛在的生態(tài)風險和健康風險進行了評價。結果表明，沈北新區(qū)表土中PAHs總量為123.7～932.5 μg·kg－1，與荷蘭土壤質(zhì)量標準相比，城區(qū)綠地部分點位PAHs含量超標嚴重，最高達10倍以上。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析結果顯示，研究區(qū)有23.8%的樣點達到重度污染級別，空間分布呈現(xiàn)由南向北逐漸遞減的顯著特征；基于毒性當量因子風險評價法的生態(tài)風險評價結果顯示，PAHs毒性當量范圍為 1.39～96.41 μg·kg－1，平均值為（17.96±6.59）μg·kg－1，整體潛在生態(tài)風險較低。對研究區(qū)人群分別進行非致癌和致癌風險分析，結果顯示：研究區(qū)土壤中PAHs不會對兒童和成人產(chǎn)生明顯的非致癌風險；土壤PAHs的致癌風險均低于10－6，經(jīng)口直接攝入PAHs是致癌風險最高的暴露途徑，且致癌風險較高的區(qū)域集中于城區(qū)綠地。研究區(qū)土壤整體生態(tài)風險較低，健康風險較高區(qū)域主要集中于人類活動頻繁的城區(qū)綠地等，建議采取相應管理措施避免人體直接接觸該區(qū)域土壤。

沈北新區(qū)；多環(huán)芳烴；生態(tài)風險評價；健康風險評價

多環(huán)芳烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）是一類廣泛存在于各種自然環(huán)境介質(zhì)中的持久性有機污染物，具有較強的致癌、致畸和致突變性。環(huán)境中PAHs的主要來源是化石燃料和木材等的不完全燃燒，而大氣干濕沉降、污水灌溉等過程使得土壤成為PAHs污染物重要的匯[1]，同時地表徑流、揮發(fā)等再釋放過程又使土壤成為PAHs重要的污染源，污染物通過不同的暴露途徑進入并聚集在生物體內(nèi)，最終威脅人類健康[2－3]。由于PAHs具有較強的生態(tài)毒性，土壤PAHs污染問題已成為國內(nèi)外面臨的重大環(huán)境與公共健康問題之一。

風險評價是把環(huán)境污染與生態(tài)、人體健康聯(lián)系起來，以風險度作為評價指標描述污染物對生態(tài)、人體健康危害的潛在威脅[4]。近年來，風險評價作為一項重要的環(huán)境管理工具被許多國外研究者應用于污染土地的控制與管理中[5]，即在調(diào)查清楚區(qū)域土壤中污染物含量的基礎上，采用統(tǒng)計分析等手段確定污染物對生態(tài)、人體健康的潛在危害，從而為控制污染物排放的政策制定提供理論依據(jù)。國內(nèi)在土壤PAHs污染風險評價與管理方面的研究起步較晚，研究區(qū)域多為大、中型城市或農(nóng)業(yè)用地[6－8]，調(diào)查結果均表明土壤PAHs污染較嚴重的區(qū)域，特別是受化工企業(yè)PAHs污染的場地對生態(tài)、人體健康潛在威脅較高，需要管理部門充分重視。

沈北新區(qū)地處沈陽市區(qū)北郊，2011年獲批建設“國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)”和“國家生態(tài)建設示范區(qū)”，同時是國務院批準成立的第四個新區(qū)。在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，沈北新區(qū)日漸發(fā)達的工業(yè)和密集的交通網(wǎng)可能會加重PAHs污染物的排放，這些污染物可能通過直接或間接的方式進入人體，對周邊生態(tài)環(huán)境、居民健康構成威脅。然而，以往對沈陽周邊地區(qū)土壤PAHs的調(diào)查研究對象主要是污灌區(qū)或化工企業(yè)舊址[9－11]，對沈北新區(qū)這一快速城市化的典型地區(qū)的土壤PAHs賦存情況和潛在風險分析的研究尚未見報道。為此，本文研究了沈北新區(qū)不同土地利用類型表層土壤中PAHs的含量分布現(xiàn)狀，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)和PAHs的毒性當量值表征其潛在生態(tài)風險；并選用暴露模型分別對兒童和成人進行健康風險分析，綜合考慮PAHs對人體的致癌和非致癌風險，從而為保障沈北新區(qū)居民人體健康和PAHs污染排放的控制提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 采樣點的布置和樣品采集

采用均勻網(wǎng)格布點法在沈北新區(qū)共設置101個采樣點（圖1），其中21個樣點為水稻田土壤，34個樣點為玉米田土壤，14個樣點為林地土壤，9個樣點為設施菜地土壤，23個樣點為城區(qū)綠地土壤。采樣方法為梅花布點法，將土壤表層（0～20 cm）5個位置的土樣混合均勻后去除雜草礫石，取2 kg左右裝入棕色玻璃瓶中帶回實驗室；將部分土壤樣品冷凍干燥處理后，研磨過100目篩，并于冰箱中冷凍保存。

1.2 試劑及儀器

圖1 沈北新區(qū)土壤采樣點分布示意Figure 1 Location of sampling sites in Shenyang North New Area

正己烷、二氯甲烷均為分析純；乙腈為色譜純；硅膠（80～100目）在120℃條件下活化5 h；無水硫酸鈉（分析純）在500℃條件下灼燒4 h；16種PAHs標準樣品：萘（Nap）、苊烯（Acy）、苊（Ace）、芴（Flu）、菲（Phe）、蒽（An）、熒蒽（Fla）、芘（Pyr）、苗屈（Chy）、苯并（a）蒽（BaA）、苯并（k）熒蒽（BkF）、苯并（b）熒蒽（BbF）、苯并（a）芘（BaP）、二苯并（a，h）蒽（DahA）、茚并（1，2，3－cd）芘（InP）、苯并（g，h，i）苝（BghiP）均購自美國AccuStandard公司。主要儀器包括：超聲波清洗儀（KQ－250，昆山舒美），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE－52AA，上海亞榮），真空干燥冷凍系統(tǒng)（FDV－1100，日本），高效液相色譜儀[Agilent 1100型，配有熒光檢測器（FLD）和二級陣列檢測器（DAD）]。

1.3 土壤樣品PAHs的提取與凈化

采用超聲提取－硅膠柱凈化法對土壤樣品進行前處理[12]：用萬分之一電子天平稱取5 g土壤樣品，置于150 mL三角瓶中，加入15 mL二氯甲烷浸泡12 h后，利用超聲清洗儀超聲提取20 min（控制水浴溫度不超過20℃），將上清液經(jīng)盛有無水硫酸鈉的漏斗過濾至150 mL雞心瓶，重復超聲提取步驟3次，合并提取液，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干，待凈化。凈化柱為硅膠層析柱，正己烷濕法裝柱，層析柱（直徑為8 mm）內(nèi)依次裝入脫脂棉、無水硫酸鈉（高約1 cm）、硅膠（約12 cm）、無水硫酸鈉（約1 cm）。將提取液用2 mL正己烷充分潤洗并轉(zhuǎn)移至凈化柱，棄去濾液；再利用8 mL洗脫液（正己烷∶二氯甲烷=1∶1）分 4次淋洗出 PAHs，并接收于20 mL雞心瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，加入1 mL乙腈，充分潤洗后轉(zhuǎn)移至進樣瓶中，于－4℃冰箱中保存，待測。

1.4 PAHs的測定與質(zhì)量控制

采用高效液相色譜儀（HPLC）進行分析測定，色譜柱：PAHs專用柱（250 mm×4.6 μm），美國 Agilent公司；流速 0.8 mL·min－1；柱溫 25 ℃；流動相：超純水和乙腈，梯度洗脫，停止時間28 min，后運行時間3 min；DAD檢測器條件（只檢測InP）：檢測波長254 nm、帶寬4 nm，參比波長為360 nm、帶寬100 nm；FLD檢測器條件（檢測除InP的其余15種）見表1。

質(zhì)量保證與控制：以色譜峰的保留時間定性、外標法峰面積定量，在前述的測試條件下，對實驗方法的最低檢出限、標準溶液線性方程、相關系數(shù)等進行了測定，同時進行了方法空白、加標空白、基質(zhì)加標回收率的測定。在樣品測定過程中，每測定10個土壤樣品，加測1次PAHs混合標準樣品以準確定性，樣品重復率為20%。結果表明，16種PAHs化合物的標準曲線相關系數(shù)r值均大于0.999，方法檢出限范圍為0.1～0.3 ng·L－1，16 種 PAHs 的 回 收 率 為 46.3%～101.8%，平均回收率為85.9%，測試結果未對PAHs回收率進行折算。

表1 PAHs測定的熒光（FLD）波長檢測程序Table 1 Fluorescence wavelength detection program

1.5 生態(tài)風險評價方法

依據(jù)荷蘭土壤質(zhì)量標準選取10種PAHs單體化合物（Nap、Phe、An、Fla、Chy、BaA、BkF、BaP、BghiP、InP），首先采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法[13]（PN）表征沈北新區(qū)土壤中PAHs生態(tài)風險，根據(jù)PN值的大小，將土壤污染劃分為 5個等級，即安全（PN≤0.7）、警戒線（0.7＜PN≤1.0）、輕度污染（1.0＜PN≤2.0）、中度污染（2.0＜PN≤3.0）和重度污染（PN＞3.0），相應的計算公式為：

式中：Pi為土壤中污染物i的污染指數(shù)，Pi=Ci/Si，Ci為污染物i的實測含量，Si為該污染物的質(zhì)量標準；1/n（∑Pi）為土壤中各污染指數(shù)平均值；Pimax為土壤中各污染指數(shù)最大值。

由于低環(huán)PAHs具有急性毒性，而部分高環(huán)PAHs化合物具有致癌性[14]，因此選用毒性風險評價法對研究區(qū)表土中PAHs進行綜合生態(tài)風險評價。毒性風險評價法[15]根據(jù)EPA綜合風險信息數(shù)據(jù)庫（IRIS）的數(shù)據(jù)資料，以具有致癌作用的BaP為準，通過PAHs各化合物的BaP毒性當量因子（Toxic Equivalent Factors，TEF），計算以BaP為參照的PAHs致癌等效濃度（TEQBaP），TEQBaP=∑（組分 i的濃度×組分 i的毒性當量因子），以此對研究區(qū)土壤中PAHs進行生態(tài)風險評價。

1.6 健康風險評價方法

暴露模型[16]是針對人群暴露于介質(zhì)中有害因子強度、頻率、時間進行測量、估算或預測的過程，再結合劑量－反應關系的相關因子進行計算，依據(jù)USEPA對PAHs致癌性的分類[17]，本研究對9種化合物（NaP、Ace、Flu、Phe、An、Fla、Pyr和 BghiP）進行非致癌風險評價，對 7 種化合物（Chr、BaA、BbF、BkF、BaP、DahA和InP）進行致癌風險評價；根據(jù)研究區(qū)土地利用類型，采用長期日暴露量（CDI）分別對成人和兒童進行經(jīng)口直接攝入、皮膚接觸和呼吸攝入三種暴露途徑的健康風險評價。土壤中CDI采用以下公式進行計算[18]：

經(jīng)口攝入土壤中 PAHs的 CDI直接攝入按公式（2）計算：

經(jīng)呼吸攝入土壤中PAHs，其CDI呼吸攝入公式為：

經(jīng)皮膚接觸土壤中PAHs，其CDI接觸攝入公式為：

式中：CS為土壤中PAHs的BaP等效毒性當量值，mg·kg－1；BW 為平均體重，kg；IR直接攝入為土壤攝取速率，mg·d－1；IR呼吸攝入為呼吸速率，m3·d－1；EF 為暴露頻率，d·a－1；ED 為暴露年數(shù)，a；AT 為人均壽命，d；PEF為土壤顆粒排放因子，m3·kg－1；SA 為接觸土壤的皮膚面積，cm2；AF 為土壤附著因子，mg·cm－2；ABS 為皮膚吸附系數(shù)。

1.6.1 非致癌風險評價

一般認為生物體對非致癌物的反應有劑量閾值，低于閾值認為對身體健康沒有危害。非致癌風險采用風險指數(shù)（Hazard Index，HI）[19]表示，若 HI＞1 說明污染物會對人體健康產(chǎn)生危害，并隨著HI值的增加人體的非致癌風險也增加；若HI≤1說明污染物不會對人體產(chǎn)生明顯的非致癌健康影響。其公式為由于暴露造成的長期日污染物攝入量與參考劑量的比值，即：

式中：RfD 為非致癌污染物的參考劑量，mg·kg－1·d－1，根據(jù)人體從土壤中攝取污染物的方式分為RfD直接攝入、RfD呼吸攝入和RfD接觸攝入，各化合物的RfD 參考USEPA 及相關資料建議數(shù)值[17－18]（表2）。

1.6.2 致癌風險評價

致癌風險用于表征暴露于該物質(zhì)下的人群終生癌癥潛在發(fā)病率，使用致癌風險值[19]（Cancer Risk，CR）表示，一般來說，CR值低于10－6表明致癌風險可以忽略不計，CR值高于10－4時表明會對人體產(chǎn)生致癌風險，可接受的致癌風險范圍為 10－6～10－4。其公式為日均污染物攝入量與致癌斜率因子的乘積，即：

表2 各目標污染物的RfD和SF值Table 2 RfD and SF data of the objective contaminants

式中：SF 為致癌斜率因子，kg·d·mg－1，各種 PAHs化合物的SF參考USEPA及相關資料建議數(shù)值[17－18]（表2）；CRlde和CDhde分別為低劑量暴露風險和高劑量暴露風險，而當致癌風險大于0.01時采用式（7）計算。

1.7 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0對PAHs各組分進行平均值和標準差等數(shù)理統(tǒng)計分析；用ArcGIS 10.2繪制采樣點位圖和土壤中PAHs內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)空間分布圖。

2 結果與討論

2.1 土壤中PAHs含量特征

在沈北新區(qū)101個測試采樣點中，共檢測到USEPA 16種優(yōu)控PAHs中的15種（苊烯未被檢出）（表3）。沈北新區(qū)表土中PAHs總含量（∑PAHs，下同）范圍為123.7～932.5 μg·kg－1（DW，下同），∑PAHs含量平均值為（281.8±136.1）μg·kg－1。沈北新區(qū)設施菜地、人工林地、城區(qū)綠地、水稻田和玉米田土壤中PAHs總含量平均值分別為（291.1±70.5）、（375.3±132.6）、（326.7±191.3）、（209.9±74.8）μg·kg－1和（254.8±96.9）μg·kg－1，可見在5種利用類型土壤中城區(qū)綠地和人工林地PAHs賦存量較高，其次為設施菜地、玉米田，水稻田土壤中賦存量最低。

表3 沈北新區(qū)不同土地利用類型土壤中PAHs的含量Table 3 PAHs concentrations in different soils from Shenyang North New Area

對于土壤中PAHs單體選用荷蘭土壤質(zhì)量標準值進行評價，該標準包含了10種PAHs單體化合物（Nap、Phe、An、Fla、Chy、BaA、BkF、BaP、BghiP、InP）的含量限值（表3），與之相比，Nap和Chy兩種物質(zhì)在表土中含量相對較低，且在所有類型的土壤中的最高值均低于控制標準；Fla和BaA兩種物質(zhì)超標相對嚴重，其中市區(qū)綠地土壤中最大超標倍數(shù)分別達到了10.1倍和 13.6倍；其余 6種化合物（Phe、An、BkF、BaP、BghiP、InP）在設施菜地土壤中含量較低，未超過相應標準，而在其他類型土壤中均有不同程度的超標，且超標最嚴重的測試點同樣集中于市區(qū)綠地土壤。

2.2 土壤中PAHs生態(tài)風險評價

研究區(qū)101個采樣點PAHs內(nèi)梅羅污染指數(shù)（PN）范圍為0.89～9.97，其中有4.0%的樣點處于警戒線，60.4%屬于輕度污染級別，11.9%屬于中度污染級別，23.8%屬于重度污染級別。不同利用類型土壤中PN的空間分布情況（圖2）呈現(xiàn)出較明顯的特征，研究區(qū)西北部的水稻田和中部的玉米田土壤PN值均較低，是由于這兩種類型土地遠離工業(yè)區(qū)，表土中所累積的PAHs量也較低，污染狀況屬于警戒線和輕度污染級別；研究區(qū)南部的道義街道、虎石臺街道、輝山街道和中部的新城子街道屬于人口集中地區(qū)，密集的交通線路和工業(yè)園區(qū)產(chǎn)生較多的PAHs，導致以上區(qū)域的人工林地和城市綠地土壤中PN相對較高，尤其是虎石臺街道區(qū)域內(nèi)的化工和焦化等產(chǎn)業(yè)相對集中，工業(yè)燃煤等產(chǎn)生的PAHs沉降累積于表土中，使得該區(qū)域部分土壤處于嚴重污染級別；研究區(qū)東部的清水臺鎮(zhèn)和馬剛鄉(xiāng)雖均屬于農(nóng)村地區(qū)，但由于區(qū)域內(nèi)存在垃圾焚燒站和水泥制造廠，大部分土壤中PAHs也達到了中度污染級別，其對周邊環(huán)境尤其是土壤和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全影響同樣不能忽視。

然而，由于不同PAHs單體化合物的毒性各不相同，為了統(tǒng)一量化土壤中PAHs的毒性，采用毒性當量因子（TEF）計算土壤中 PAHs毒性當量（TEQBaP）（表4）。表土中16種PAHs的總毒性當量（TEQBaP16）范圍為 1.39～96.41 μg·kg－1，毒性當量平均值為（18.25±6.64）μg·kg－1；而 7 種致癌性 PAHs的 BaP 毒性當量（TEQBaP7c）范圍為 1.28～95.37 μg·kg－1，毒性當量平均值為（17.96±6.59）μg·kg－1。在 16 種 PAHs的BaP毒性當量中貢獻率最高的化合物為BaA和BaP，占比分別達32.3%和37.5%；7種致癌PAHs的BaP毒性當量占比為98.4%，遠高于9種非致癌性PAHs的TEQBaPo，表明7種致癌性PAHs是∑16PAHs毒性的主要貢獻者。沈北新區(qū)不同利用類型土壤中PAHs的總體生態(tài)風險較低，市區(qū)綠地和人工林地由于離人類活動區(qū)最近，因而土壤中積累了大量來自工業(yè)燃煤、交通尾氣等產(chǎn)生的PAHs，TEQBaP值較高，說明其已具有一定的潛在生態(tài)風險；設施菜地、玉米田和水稻田地處工業(yè)活動較少的中、北部，土壤中PAHs的賦存量較低，因此PAHs的TEQBaP值也均較低，可認為其基本不具有潛在風險。

圖2 沈北新區(qū)土壤中PAHs內(nèi)梅羅污染指數(shù)空間分布Figure 2 Spatial distribution of Nemerow Pollution Index for PAHs in the soil of Shenyang North New Area

與國內(nèi)其他研究區(qū)域相比，沈北新區(qū)水稻田和玉米田中16種PAHs的總毒性當量（TEQBaP16）平均值分別為 7.77 μg·kg－1和 14.36 μg·kg－1，遠低于上海市[20]農(nóng)村周邊土壤（87.8 μg·kg－1），與武漢市[21]遠城區(qū)農(nóng)田土壤（13.10 μg·kg－1）相當；設施菜地、人工林地和城區(qū)綠地中PAHs的毒性當量平均值分別為19.09、26.25 μg·kg－1和 23.82 μg·kg－1，均略低于天津市[22]郊區(qū)土壤（＞33 μg·kg－1）和福州市郊[23]土壤（36.71 μg·kg－1），整體來看沈北新區(qū)表土中PAHs對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的潛在風險較低。

2.3 土壤中PAHs健康風險評價

采用暴露模型進行健康風險評價所涉及的人體生理學指標和土壤顆粒排放指標包括：體重（BW）、人均壽命（AT）、暴露頻率（EF）、暴露年限（ED）、可能接觸土壤的皮膚面積（SA）、呼吸速率（IR呼吸攝入）、土壤攝取速率（IR直接攝入）、皮膚對土壤的吸附系數(shù)（ABS）和土壤顆粒排放因子（PEF）、土壤附著因子（AF），這些因素受性別、年齡、人種、生活習慣等因素影響較大。人均壽命取70年，即AT=70×365 d=25 550 d；其他參數(shù)（表5）參考USEPA推薦值及我國《工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境土壤質(zhì)量風險評價基準》（HJ/T 25—1999）等資料[17－18]。

表4 沈北新區(qū)不同利用類型土壤中PAHs的毒性當量（TEQBaP）范圍和平均值（μg·kg－1）Table 4 Range and average values of TEQBaPin different soils of Shenyang North New Area（μg·kg－1）

表5 暴露模型中的參數(shù)Table 5 Parameters used in exposure model

對研究區(qū)表土中PAHs對兒童和成人的非致癌風險進行評價（表6），結果表明研究區(qū)土壤中9種非致癌PAHs對兒童和成人的綜合非致癌風險指數(shù)均值分別為 4.43×10－9和 8.11×10－7，均遠低于 USEPA 的標準值1[24]，說明研究區(qū)土壤中的PAHs不會對人體產(chǎn)生明顯的非致癌危害。兒童和成人在三種暴露途徑下經(jīng)口直接攝入PAHs的非致癌風險貢獻率分別達73.3%和69.8%，其次為通過皮膚接觸攝入PAHs，建議研究區(qū)中人群避免直接接觸土壤；而在5種利用類型土壤中，人工林地和城區(qū)綠地中PAHs對人群非致癌風險相對較高，管理部門需采取相應措施對這兩種用地類型土壤加以清理。

表6 土壤PAHs暴露對兒童和成人的非致癌風險Table 6 Non－carcinogenic risks for children and adults under PAHs exposure

對研究區(qū)表土中PAHs對兒童和成人的致癌風險進行評價（表7），結果表明研究區(qū)土壤中7種致癌性PAHs對兒童和成人的綜合致癌風險指數(shù)均值分別為 4.20×10－8和 6.79×10－8，均低于一般可接受致癌風險值10－6[25]，說明表土中PAHs不會對人體產(chǎn)生致癌風險。在三種暴露途徑下，PAHs對人體的致癌風險大小順序依次為經(jīng)口攝入＞皮膚接觸＞呼吸攝入；其中兒童和成人在呼吸途徑暴露下的CR值均遠小于10－6，未超過USEPA可接受致癌風險水平，對綜合致癌風險值的貢獻可以忽略。兒童和成人經(jīng)口直接攝入土壤PAHs的致癌風險值對總致癌風險貢獻分別達73.3%和65.9%，說明該途徑是PAHs對人體致癌危害最大的方式；成人經(jīng)皮膚接觸攝入PAHs的致癌風險貢獻率為34.1%，考慮到成人在日常工作中長期或不可避免地暴露于PAHs污染土壤中，因此皮膚接觸對成人的致癌威脅同樣不可忽視。

表7 土壤PAHs暴露對兒童和成人的致癌風險Table 7 Cancer risks for children and adults under PAHs exposure

人體暴露潛在風險值最高的測試點集中于人工林地和市區(qū)綠地土壤，是由于這兩種類型土地距離人類生產(chǎn)生活區(qū)較近，大量煤制品和石油燃料的燃燒產(chǎn)生的PAHs，尤其是BaP、DahA和InP等5環(huán)、6環(huán)具有致癌性的PAHs，會累積在表層土壤中，因此其對人體健康的潛在風險最高。沈北新區(qū)不僅是新興的工業(yè)制造基地，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工業(yè)也是其重要的產(chǎn)業(yè)之一，研究區(qū)內(nèi)菜地、水稻田和玉米田由于遠離人類生活區(qū)和交通線路，土壤中沉積的PAHs較少，因此對人體致癌風險最低；但由于農(nóng)村地區(qū)成人不可避免地需要在農(nóng)田中勞作，勢必會長時間、高頻率地暴露于污染土壤環(huán)境中，因此其對人體尤其是成人的健康潛在危害不容忽視。需要指出的是，健康風險評價本身具有一定的不確定性，如暴露頻率、攝入量、人群中個體及模型本身的不確定性等；加之我國目前可用的暴露模型參數(shù)十分有限，本文采用的參數(shù)部分來自于國外文獻、資料[26]，這些因素均會在一定程度上影響評價結果的可靠性。

與國內(nèi)其他研究區(qū)域相比，沈北新區(qū)農(nóng)用地（設施菜地、玉米田和水稻田）土壤中PAHs對兒童、成人致癌風險指數(shù)分別為 3.18×10－8和 5.53×10－8，低于寧波市[27]農(nóng)村耕地土壤致癌風險值（3.17×10－7），同時遠低于沈撫新城[28]地區(qū)耕地土壤（兒童：1.31×10－5，成人：6.64×10－6）；綠化用地（城區(qū)綠地和人工林地）土壤PAHs中對兒童、成人致癌風險指數(shù)分別為5.72×10－8和 8.68×10－8，均遠低于北京市[29]綠地土壤（兒童：1.27×10－6，成人：2.53×10－6）。因此，整體來看沈北新區(qū)表土中PAHs對人體健康的潛在威脅較低。

3 結論

（1）沈北新區(qū)表土中PAHs總含量范圍為123.7～932.5 μg·kg－1，不同利用類型土壤中 PAHs平均含量由高到低為城區(qū)綠地＞人工林地＞設施菜地＞玉米田＞水稻田。

（2）沈北新區(qū)表土中PAHs總毒性當量范圍為1.39～96.41 μg·kg－1，平均值為（18.25±6.64）μg·kg－1；對總毒性當量貢獻率最高的化合物為BaA（32.3%）和BaP（37.5%），且7種致癌PAHs的BaP毒性當量濃度占比達98.4%。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)空間分布特征明顯，且研究區(qū)南部人類生產(chǎn)活動、工業(yè)密集區(qū)域土壤PAHs的潛在生態(tài)風險明顯高于北部農(nóng)業(yè)區(qū)。

（3）暴露模型結果表明，研究區(qū)表土中非致癌性PAHs對人體潛在危害較低，但并非絕對無危害。人群通過3種途徑暴露的致癌風險大小順序依次為經(jīng)口攝入＞皮膚接觸＞呼吸攝入；沈北新區(qū)5種土地利用類型中人工林地和城區(qū)綠地土壤對人體潛在致癌風險最高，需引起管理部門的重視，建議對重污染土壤進行定期監(jiān)測和采取適當?shù)男迯痛胧?/p>

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Potential risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Shenyang North New Area,China

LI Jia－kang,SONG Xue－ying*,WEI Jian－bing,GUO Pan,LI Yu－shuang
（Key Laboratory of Regional Environment and Eco－Remediation of Ministry of Education,Shenyang University,Shenyang 110044,China）

Soil samples were collected from 0～20 cm depth（n=101）in 5 land use types in Shenyang North New Area（SNNA）,Shenyang,China via a uniform grid layout method.Pollution characteristics,ecological risk,and the health risk of the 16 polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs）in soil listed by the Environmental Protection Agency of the United States were measured.Total concentration of the 16 PAHs（TPAHs）in soils of SNNA ranged from 123.7 μg·kg－1to 932.5 μg·kg－1.Average concentrations of TPAHs in different land use types decreased in the order of urban green land＞artificial forest land＞community vegetable land＞maize land＞paddy land.The TPAHs in the green land was the highest,and was over 10 times the relative soil quality standard in the Netherlands.According to Nemerow′s Pollution Index,23.8%of the sampling sites were heavily contaminated with PAHs,and concentrations decreased significantly from south to north.Toxic equivalents of PAHs in SNNA ranged from 1.39 μg·kg－1to 96.41 μg·kg－1,with a mean value of 17.96（± 6.59）μg·kg－1.Therefore,the overall potential ecological risk was low.PAHs in the soil of SNNA did not pose significant non－carcinogenic risks to children or adults by noncarcinogenic or carcinogenic risk assessments.Cancer risk models showed that the risk of carcinogenic PAHs in SNNA was＜10－6,and ingestion had the highest carcinogenic risk for humans.Urban green land soils had the highest carcinogenic risk.This information is important to develop best management practices to reduce the influence of polluted soil on human health.

Shenyang North New Area;PAHs;ecological risk assessment;health risk assessment

2017－05－18 錄用日期：2017－08－24

李嘉康（1993—），男，河南焦作人，碩士研究生，主要從事環(huán)境化學研究。E－mail：lijiakang1993＠163．com

*通信作者：宋雪英 E－mail：songxy2046@163.com

國家自然科學基金項目（21377139，41571092，21307084）；沈陽市科學事業(yè)費競爭性選擇項目；遼寧省教育廳高校杰出青年學者成長計劃項目（LJQ2013121）

Project supported：The National Natural Science Foundation of China（21377139，41571092，21307084）；Competitive Selection Project of Shenyang Scientific Undertaking；Growth Program for Outstanding Young Scholar of the Education Department of Liaoning Province（LJQ2013121）

X820.4

A

1672－2043（2017）12－2462－09

10.11654/jaes.2017－0725

李嘉康，宋雪英，魏建兵，等.沈北新區(qū)土壤中多環(huán)芳烴潛在風險評價[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2017,36（12）：2462－2470.

LI Jia－kang,SONG Xue－ying,WEI Jian－bing,et al.Potential risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Shenyang North New Area,China[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（12）:2462－2470.