基于PMF和Monte-Carlo模拟分析典型煤矿区土壤中多环芳烃类化合物的污染特征

作者：徐振鹏; 袁珂月; 钱雅慧; 梁汉东^*

来源：中国环境科学, 2023, 1-12.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230221.035

• 煤矿区
• 烷基多环芳烃(aPAHs)
• 正定矩阵因子分析(PMF)
• 蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟
• 终生致癌风险(ILCR)

煤炭在我国能源系统中占主导地位，以往针对煤矿区污染的研究主要集中在无机组分，对多环芳烃类化合物(PACs)的污染特征研究较少。此外，常规对于煤矿区溯源主要采取特征比值法和主成分分析，致癌风险评估主要采用终生致癌风险模型(ILCR)。本文以三个煤矿区土壤中PACs为研究对象，结合正定矩阵因子分析(PMF)和蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟，分析典型煤矿区土壤中PACs污染的来源和致癌风险。结果显示，石嘴山煤矿、棋盘井煤矿和石炭井煤矿周边土壤中ΣPACs分别为21862、6226和2278 μg/kg。受煤矿区影响显著的地区土壤中PACs组成类型丰富且以低环为主。同时，烷基多环芳烃(aPAHs)含量明显高于母体多环芳烃(16PAHs)。PMF溯源结果显示煤矿区土壤中PACs污染以煤和煤矸石颗粒为主要污染源，其次是交通源。Monte-Carlo模拟显示，三个煤矿区均对当地居民存在潜在致癌风险，尽管研究区受涉煤污染源影响显著，但煤炭燃烧才是致癌风险的主要贡献者。此外，Monte-Carlo模拟相较于ILCR准确性更高，而传统采取ILCR进行风险评估低估了实际成人的致癌风险。我国煤矿区众多，本研究可为煤矿区有机污染溯源和风险评估提供参考。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室; 陕西师范大学