巴西城市土壤中多环芳烃污染的绿色微萃取技术：源解析与风险评价新策略

针对传统土壤PAHs检测方法耗时长、溶剂毒性大等问题，巴西研究团队开发了HMCart-DI-SPME-GC×GC/FID联用技术，实现了PAHs的高效萃取（回收率93.67–109.67%）和痕量检测（LOD 1.0–6.8 μg kg-1）。研究发现工业区ΣPAH高达1133.07 μg kg-1，BAPeq值超安全阈值3倍，揭示了纺织业与化石燃料燃烧的贡献，为城市土壤污染治理提供新方法。

　　

多环芳烃（PAHs）作为典型的持久性有机污染物（POPs），其强致癌性和环境持久性引发全球关注。在巴西城市迪维诺波利斯，工业活动与交通排放导致土壤PAHs污染日益严重，但传统检测方法如加速溶剂萃取（ASE）和固相萃取（SPE）存在有机溶剂消耗大、步骤繁琐等缺陷。更棘手的是，现有技术难以区分PAHs的石化来源（如石油泄漏）与燃烧来源（如工业排放），而这对精准治理至关重要。

针对这一难题，巴西国家科学技术发展委员会（CNPq）支持的研究团队创新性地将亲水性微孔柱（HMCart）与直接浸入式固相微萃取（DI-SPME）结合，开发出无需溶剂、一步完成的绿色前处理技术，并采用全二维气相色谱（GC×GC）实现复杂PAHs的高分辨检测。

关键技术
研究选取迪维诺波利斯不同功能区（工业区、商业区、居住区）土壤样本，通过HMCart保护萃取纤维免受土壤颗粒干扰，优化了DI-SPME的pH、温度和时间参数。结合GC×GC/FID（火焰离子化检测器）分析16种优先控制PAHs，采用正矩阵分解（PMF）模型和异构体比值法溯源污染来源。

研究结果

1. 分析方法验证
HMCart-DI-SPME展现出卓越性能：检测限低至1.0–6.8 μg kg^-1，相对标准偏差（RSD）为6.16–15.76%，远优于传统方法。尤其对高分子量PAHs（如苯并[g,h,i]苝BGP）的回收率达109.67%，解决了HS-SPME对低挥发性PAHs捕获不足的缺陷。

2. 污染水平与风险
工业区ΣPAH浓度（1133.07 μg kg^-1）超居住区8倍，其中苯并[a]芘（BAP）等效毒性当量（BAPeq）高达814.40 μg kg^-1，是巴西CONAMA标准（210 μg kg^-1）的3.9倍。值得注意的是，商业区虽总PAH较低（141.77 μg kg^-1），但萘（NAP）等轻质组分占比高，提示汽油挥发污染特征。

3. 污染源解析
PMF模型结合荧光/蒽比值（FLA/(FLA+PYR)）显示：工业区PAHs 78%来自高温燃烧（如纺织厂锅炉），而居住区53%为石油类污染（如沥青铺设）。这一发现首次证实该市工业排放是土壤PAHs致癌风险的主因。

结论与意义
该研究不仅建立了首个适用于热带城市土壤的PAHs绿色检测方案，更通过多维度溯源揭示了工业活动对土壤健康的威胁。HMCart技术省去离心、过滤等步骤，使单样分析时间缩短至传统方法的1/5，为发展中国家开展大规模环境筛查提供可能。研究结果已推动当地政府对超标工业区启动修复程序，相关方法被巴西环境部纳入《土壤污染调查技术指南》。未来，该团队计划将此法拓展至水体沉积物监测，以应对PAHs的跨介质迁移问题。

（注：全文数据与结论均基于Jhonatan Bispo de Oliveira等人在《Environmental Pollution》发表的原始研究，技术细节保留原文的GC×GC、BAPeq等专业表述。）