研究报告
伊拉克幼发拉底河的沉积物样本中的多环芳香烃(PAHs) 
,
Sliah Mahdi1 
,
Abdelzahra A. Al-Hello1 ,
Shaimaa T.Abed Ali2 ,
Bassim Y. AlKafaji2
2济加尔大学科学学院生物学系, 伊拉克
作者 通讯作者
水生生物研究, 2016 年, 第 5 卷, 第 2 篇 doi: 10.5376/aor.cn.2016.05.0002
收稿日期: 2016年04月20日 接受日期: 2016年06月24日 发表日期: 2016年07月21日
Al-Saad H.T., Ali S.T., Mahdi S, Alkafaji B.Y., and AL-Hello.A.., 2016, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Sediment Samples From Euphrates River, Iraq, International Journal of Marine Science, 6(2): 1-5 (doi: 10.5376/ijms.2016.06.0002)
在2012年夏季至2013年冬季，从伊拉克南部Al-Nassyira城市附近的幼发拉底河的四个选定地点收集沉积物样本。检测到了由USEPA列为优先污染物的16种多环芳香烃。多环芳烃的总数范围从在夏季的站点1的0.197纳克/克干重至在冬季的站点2的80.006纳克/克干重。低分子量/高分子量，荧蒽/芘和菲/蒽的比率表明多环芳烃的来源是致热的。而BaA / (BaA + Chry)比率表明多环芳烃的来源是致热的并且至少是致热的。TOC%的最高值是1.91%，在冬季的站点3，最低值是0.73%，在夏季的站点1。研究表明，在主要为多环芳香烃的沉积物中，TOC％和晶粒尺寸之间存在显著的相关性。本研究表明，碳氢化合物存在于研究区域，但其水平在可接受的范围内。
介绍
在沉积物中对一些多环芳烃(PAHs)化合物的监测提供了关于它们在水生系统中的浓度，来源和分布的有益信息。具有2-6个环的多环芳烃(PAH)是一类有机污染物，主要来源于有机物的不完全燃烧，例如煤，化石，以及燃料(M.B. et al., 2012)，如菲，氟，苯并[a]芘，其中芘存在于汽车尾气中，而菲，氟和苯比存在于柴油车辆尾气中(Azhai et al., 2011; Al-Hejuje et al., 2015)。这些化合物中有许多是潜在的致癌物(Al-saad, 1995)。研究不同海洋沉积物中烃化合物的成分可以提供关于其来源和成岩过程的大量信息，并反映人类对环境的人为压力程度(Hostetter et al., 1999; Medeiros et al., 2005)。生物或成岩过程产生的碳氢化合物是生态系统的天然碳氢化合物基线(commendatore and esteves, 2004)。人类活动，如航运和工业，雨水和家庭排放可以被认为对水生沉积物，特别是沿海地区的碳氢化合物产生有重要影响(Zheng and Richardson, 1999; Commendatore and Esteves, 2004)。低分子量/高分子量，菲/蒽，荧蒽/芘的比例和一些指数给出了关于水生环境中烃化合物来源的图像。
研究区域
研究区包括在Al-Nassiryia市幼发拉底河的4个站点，第一个站点位于流向Al-Nassiryia市的河流入口，第二个站点与第一个站点距离10公里，位于从热电厂流出的热水与河流的集合(交汇点)区。第三个站点位于排放的废水与河流的汇聚区，而第四站位于河流离开Al-Nassiryia市之前的区域，与第三站距离10公里(图1)。
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图1 研究区域 Figure 1 Study Area |
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材料与方法
在2012年夏季至2013年冬季期间从上述站点收集样本。通过Van Veen grab采样器收集沉淀物。将沉淀物样本在实验室中的冷冻干燥器中干燥，然后在玛瑙研钵中精细研磨并通过63 μM网状金属筛筛分，储存在玻璃容器中直至分析。将50克经过筛分的沉积物置于纤维素套管中，并根据索氏提取法(Goutx and Saliot, 1980)提取，然后坚韧的毛细管中用气相色谱分析法(GC)分析样品，其中氦气用作载气，线速度为1.5 ml / min。检测器和注射器的操作温度分别为350℃和320℃。石英毛细管柱在如下程序的初始，最终和速率温度下操作：初始温度为60℃，4分钟，而最终温度为280℃，30分钟，速率为4℃/ min。
根据燃烧法确定沉积物中总有机碳TOC浓度(Ball, 1964)。
将2克沉淀物干燥并(过筛< 63 mm)置于预先称重过的坩埚中，在550℃下燃烧48小时。燃烧前后的坩埚和沉积物样本的质量差计算为TOC。根据Folk (1974)的方法使用干筛和移液管技术联合进行沉降物的平均粒度分析。粒度(泥沙，沙和黏土)以沉积物的百分比确定。
结果与讨论
所有样本分析了16种USEPA优先考虑的多环芳烃，包括萘(NaP)，苊(Ace)，苊烯(Any)，氟(Fl)，菲(Phe)，蒽(An)，荧蒽(Fla)，芘(Pyr)，苯并[a]蒽(BaA)，䓛(Chr)，苯并[b]荧蒽(BbF)，苯并[k]荧蒽(BKF)，苯并[a]芘(BaP)，茚并[1, 2, 3p-cd]芘(IcdP)，二苯并[a, h]蒽(dBA)和苯并[g, h, i]苝(BPe)，并且根据各自的峰面积测量和定量。水生沉积物中多环芳烃的来源包括燃烧过程产生的热源，石油源的少量贡献，以及通过径流和大气沉降加入沉积物(Chen, 2001)。在夏季记录苯并(g, h, i)苝的干重的最低值(0.001 ng / g)，而在冬季记录咔唑的干重的最高值(7.123 ng / g)(表1, 表2)。一些个体多环芳烃在不同站点之间显示出显着差异。研究发现，多环芳烃站点间的浓度变化可能是由于额外的输入源(Meskaoui et al., 2002)和站点距离来源的接近度。记录的干重最高浓度在冬季(7.123 mg / g)获得，而在夏季记录的干重最低浓度为0.001 mg / g。这可能与伊拉克的气候条件以及光氧化、挥发和高温季节高降解的影响有关(Al-Saad, 1987; Al-Hamdi, 1989; and Al-Timari, 2000)。由于所处位置的河岸上的生活污水处理单元和电站排放的污水影响，在站点3和站点2记录到了最高浓度。虽然沉积物中多环芳烃的浓度很高，但它在可接受的范围内。在冬季，站点3的总多环芳烃干重的最高浓度为80.006 ng / g。在夏季，1号站点的总多环芳烃干重的最低浓度为0.197 ng / g。冬季站点3的最高TOC％为1.91％，夏季站点1的最低值为0.73％。目前的研究结果中提到的沉积物TOC%和多环芳烃总量呈显著的正相关关系(r ＝ 0.81, P ＜ 0.01)，这可能是由于多环芳烃的疏水性及其与有机材料的亲和性，或是由于沉积物中存在小部分的TOC (Al-Saad, 1983; Zakaria et al., 2002; Maskaoui et al., 2002)。沉积物的质地是混合的(砂,粘土和粉砂)，其中在站点1处的值为(22.4％, 86.4％, 9.3％)，在站点2处的值为(6.58％, 80.2％, 10.2％)，在站点3的值为(5.71％, 77.03％, 17.25％)和在站点4的值为(2.33％, 26.05％, 71.61％)(图2; 图3; 图4; 图5)。
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表1 2013年冬季所有站点内多环芳烃化合物浓度 Table 1 Concentration of PAHs compounds in stations during winter 2013 |
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表2 2012年夏季沉积物中多环芳烃的浓度 Table 2 Concentration of PAHs in sediment in summer 2012 |
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图2 在研究期间，多环芳烃化合物在沉积物样品中的百分比 Figure 2 The PAHs compounds percentage in sediments samples during the studied periods |
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图3 2013年冬季站点的多环芳烃总量 Figure 3 Total of PAHs in stations during winter 2013 |
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图4 2012年夏季站点的多环芳烃总量 Figure 4 Total of PAHs stations during summer 2012 |
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图5 研究区域的泥沙质地百分比 Figure 5 Percentage of sediment texture in study area |
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在本研究中，菲/蒽，氟/芘和多环芳烃-低分子量/多环芳烃-高分子量的平均比值可以为解释沉积物中多环芳烃的来源提供有用的信息。在站点1, 2, 3, 4处的菲/蒽的平均比值(0.651, 1.278, 0.635, 0.69)在冬季分别菲/蒽< 10的平均比率分别指在站1,4处的热原性的氟/芘(1.229, 8.333) 氟/芘> 1代表致热原，而在站2,3处的(0.984, 0.790)分别指的是石油产品径流，生活污水处理装置排出的废水和电力。结果表明多环芳烃的来源是致热的并且至少是致热的。作为结论，荧蒽/芘，菲/蒽，苯并(a)芘/苯并(ghi)苝和多环芳烃-低分子量/多环芳烃-高分子量的比率是指从不同的来源而来的来源，包括热原，石油和城市空气。总的更高浓度的多环芳烃出现在冬季的站点3和站点2，而最低浓度的多环芳烃在夏季的站点1和站点4。由于对有机材料的亲和力，记录了具有TOC％的沉积物中多环芳烃的强相关性。
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