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1、第42卷第6期土壤学报Vol42,No62005年11月ACTAPEDOLOGICASINICANov.,2005*天津表土中多环芳烃含量的空间分布特征与来源11111段永红陶澍王学军李本纲徐福留1123刘文新曹军朱利中骆永明(1地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京大学地理科学中心、北京大学环境学院,北京100871)(2浙江大学环境与资源学院,杭州310028)(3中国科学院南京土壤研究所,南京210008)摘要采用聚类分析、方差分析和多重比较等统计方法,结合空间分异分析研究了天津表土中多环芳烃(PAHs)含量
2、的多元和空间分布特征。结果表明,可根据样点PAHs含量和空间分布特征将天津地区划分为三个含量有显著差异且连续分布的区域,即南北低值区、市中心近郊次高值区和塘沽汉沽高值区。三区除PAHs含量有显著差别外,16种PAHs化合物的谱分布也有显著不同。根据不同化合物的含量关系及天津地区燃料消耗资料可以判定,南北低值区土壤中PAHs基本来自燃煤排放,而两个高值区污染来源复杂,除燃煤仍是主要来源外,其他重要来源还包括燃油和其他工业活动。关键词多环芳烃;土壤;聚类分析;空间分布;来源中图分类号X592文献标识码A[5]多环芳烃(PAHs)是化石燃料
3、不完全燃烧和其域,并用主成分分析大致确定了它们的来源。他有机物高温分解的产物。尽管在各种环境介质中Motelay-Massei等在对法国塞纳河盆地土壤PAHs和都能检测到其存在,但土壤无疑是PAHs在陆生生PCB分布空间趋势的研究中直接使用系统聚类方[1]态系统中最重要的汇。天津是我国北方的工业重法,将作为不同类型区域代表的7个典型样区分为镇,由于大量燃煤,该地区已遭受PAHs严重污3类,并根据不同类别样点PAHs含量剖面与分布的[1~3][6]染。虽然天津表土PAHs污染普遍,但不同区相似性,确定了它们的来源。[3]域因在来源与距不同污染源距离等方面的差异,
4、其本研究在前期工作的基础上,利用不同的聚PAHs含量水平及其分布特征均存在不同程度的差类方法探讨天津表土PAHs含量的多维特征,并在别。实际观测到的含量水平和谱特征资料中包含了分析PAHs含量谱系空间分异的基础上,探讨该地污染空间分异和可能来源的重要信息。区PAHs的主要来源。多元分析方法是研究多种污染物共存体系特征的重要手段。不同来源的某些PAHs化合物往往具1材料与方法有特定的比例关系,可以用这样的比例关系表征其[4]源特征。然而,由于很少有能够指示特定源的特在天津地区采集了188个近似呈均匀分布的表征化合物,故具有能同时利用多种化合物含量在多土(0~1
5、0cm)样,风干过70目筛后用加速溶剂提取维空间中的关系信息的多元分析手段,在对污染物(ASE)和柱层析法净化后测定了萘、苊烯、苊、芴、源类别进行解析时具有明显的优势。如果能结合样菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、、苯并[b]荧蒽、苯并点空间分布信息,则可深入探讨不同区域不同类型[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并污染源的贡献。譬如,Daniela等利用聚类方法将11[a,h]蒽和苯并[ghi](nap、any、ane、fle、phe、ant、fla、种重金属分为两类,发现它们在空间上有对应的区pyr、baa、chr、bbf、bkf、ba
6、p、i1p、daa和bgp)等16种美*国家重点基础研究发展规划项目(2003BC415004)、国家自然科学基金项目(40332015,40021101)和教育部重点项目资助通讯作者:陶澍,教授,E-mail:taos@urban.pku.edu.cn,Tel:010-62751938作者简介:段永红(1967~),男,山西人,博士,副教授,主要从事环境科学及相关领域的研究,E-mail:yhduanpku@sina.com,yhduan@pku.org.cn收稿日期:2004-12-13;收到修改稿日期:2005-05-206期段永红等:天津表土中多
7、环芳烃含量的空间分布特征与来源943国环保总署(USEPA)优控PAHs的含量。详细的样PAHs排放和污染间的直接关系,两种方法间应存品采集、前处理和测定方法见相关文献[3,7]。在某种共性。此外,聚为2类时,逐步聚类和欧氏在预备性研究中比较了离差平方和、类内平均聚类样点的类别归属及样本量完全一致,与夹角链锁、最近邻距离等多种系统聚类方法,并考察了不余弦聚类得到的结果也颇为相近,故针对两分类同度量对结果的影响,确定采用欧氏距离和夹角余进行进一步分析。弦的类间平均链锁法,并与动态的逐步聚类比较。分别对欧氏距离和夹角余弦聚类获得的两个类进行空间格局研究时先进行样
8、点聚类,再考察各类别进行方差分析。结果
