《Organic Geochemistry》：Polycyclic aromatic hydrocarbons in peat bogs of the northern taiga subzone of European Northeast Russia (Komi Republic)
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关键词 • 多环芳烃；• 北方泰加林；• 泥炭地；• 历史污染；• 生态风险。 Highlights • 研究了北方泰加林泥炭地中多环芳烃（PAH）的含量水平。 • 泥炭有机层中16种PAH的浓度范围为88至763 ng/g dw。 • PAH含量与泥炭中的
关键词
• 多环芳烃；• 北方泰加林；• 泥炭地；• 历史污染；• 生态风险。
Highlights
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研究了北方泰加林泥炭地中多环芳烃（PAH）的含量水平。
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泥炭有机层中16种PAH的浓度范围为88至763 ng/g dw。
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PAH含量与泥炭中的有机质含量及木质-草质植物残体呈正相关。
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藿香酮（Retene）指示着木质植被和火活动。
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SP-1剖面中部层位TEQ最高可达130.7 ng/g，超过20 ng/g的限值。
引言
近几十年来，科学界对高纬度湿地系统作为气候变化和本底污染指标的研究兴趣显著增加（Gabov et al., 2020; Lamentowicz et al., 2025; Smolarek-Lach et al., 2025）。北方泰加林湿地生态系统的土壤是独特的自然体，是多种化合物的长期储库，在很长一段时间内保留了关于气候变化、植被格局以及人为影响程度的档案信息（Hugelius et al., 2020）。各种土壤组分及其相关介质在有机质的积累、迁移和转化中的作用研究仍不充分（Jiménez-González et al., 2020）。
湿地景观具有一系列独特特征，包括长期或季节性积水、酸性环境以及厌氧过程占主导地位。这些因素促成了泥炭地中大量有机质的积累和保存，其有机碳储量相当于1000 Pg（Tarnocai et al., 2009）。在缺乏外部干扰的情况下，这些化合物的积累与降解体系处于动态平衡状态。这些生态系统持续恶化的原因包括多种因素，包括人为影响的加剧（例如大气工业排放、油气田开发）以及气候变化。
在变化的气候条件下，泥炭沼泽有可能从稳定的碳库转变为温室气体及具有不同毒性程度的一系列有机化合物的活跃来源（Potapowicz et al., 2019）。泥炭沼泽的高吸附能力导致了广泛谱系的有机污染物累积。Zubov等（2024）的研究表明，在泥炭上部40 cm层内发现了大量有机污染物。同时，远离工业设施的天然本底区域，污染物浓度通常不超过每克干泥炭数百ng，而在人为影响区域则可高达数千ng/g干泥炭。
为提高对北方湿地泥炭土壤中碳及其他化学物质释放预测的准确性，需要进一步了解这些土壤中有机物质的化学组成和潜在毒性。这凸显了全面研究湿地生态系统土壤中各类特异性与非特异性有机化合物积累、转化和分布过程的重要性。
在非特异性土壤有机物质中，多环芳烃（PAH）占据独特地位。这些化合物是持久性有机污染物，具有明确的毒性、致突变性和致癌性（Teixeira et al., 2024）。在自然源和人为源中均观察到这些化合物的存在（Haritash and Kaushik, 2009; Abdel-Shafy and Mansour, 2016; Opekunov et al., 2022）。PAH被列入美国环境保护署（US EPA, 2020）优先污染物清单。在北方泰加林本底区域，PAH的主要来源被确定为土壤有机质的转化、长距离大气输送（Yang et al., 2007）以及生热过程，包括森林火灾（Gorbach et al., 2025）。
多环芳烃对有机质的高吸附能力促使其在泥炭地中长期积累，而其在有机土壤层中的迁移能力极低（Thuens et al., 2013）。尽管如此，水文制度的改变已被证明会导致这些化合物的再活化（Vecchiato et al., 2021）。PAH在泥炭剖面上的垂直分布不仅有助于评估当前污染水平，还可详细重建烃类积累的历史过程以及生态系统中人为负荷/生热事件的历史。
目前关于此问题的讨论越来越集中于从单纯陈述污染水平转向识别泥炭沉积层中驱动PAH转化的因素（Chen et al., 2017）。研究表明，污染物的分布受多种因素影响，包括泥炭的植物学组成、有机残体的分解程度、木质素含量、冻土层深度以及湿地水文热制度（Gabov et al., 2025）。Yakovleva等（2025）证明，湿地水和矿物供给的类型（寡营养、中营养或富营养）是控制PAH分布的关键因素之一。
对不同组别低分子量和高分子量有机化合物行为的深入研究，有助于识别全球人为压力、区域环境变化与湿地内部生物地球化学之间的关联。所获数据不仅可用于客观评估这些脆弱生态系统的当前生态状况，还可为科学预测其对未来人为和气候变化的响应提供依据，并有助于建立所研究化合物的区域本底水平（Chen et al., 2022; Gupta et al., 2023）。
本研究的目的是：(i) 研究北方泰加林泥炭地中PAH的垂直分布，并评估PAH在地表和深层泥炭中的积累情况；(ii) 建立各种土壤理化性质与PAH积累水平之间的关联；(iii) 获取有关泥炭中PAH可能来源的数据；以及(iv) 计算环境风险系数。
章节摘要
研究区域
研究区域位于科米共和国，属于凉爽夏季带的"Srednepechorsky"地区。该地区的气候特点是年温差显著，年平均气温范围约为?2至?3 °C。日均气温高于0 °C的时期持续160–170天，而生长季（日均气温高于+5 °C）长达110–130天。该地区降水充沛（最高
泥炭的植物学组成
所研究的土壤剖面代表不同分解程度的高位泥炭沼泽型泥炭（SP-1和SP-2位点），以及部分过渡型泥炭（SP-1位点，深度超过100 cm）（补充表1、2）。古植物群落以物种多样性低为特征。在SP-1位点，泥炭堆积的初始阶段是在中营养条件下发生的，Carex rostrata（长喙薹草）为优势种；在下部和中部层位，相对较低
北方泰加林泥炭地中总有机碳、木质素和腐殖酸的分布特征
两个泥炭剖面的中部均代表木质素保存和腐殖质积累区，而下部层位则以有机质降解程度高、直至形成矿物残余为特征。这一格局与经典的泥炭成岩作用模型一致，即在氧化层中好氧分解占主导，而还原层中的厌氧条件虽减缓但并未终止转化过程（Beer et al., 2008）。
在两个剖面
结论
对北伯朝拉地区（俄罗斯科米共和国）北方泰加林泥炭地中单个PAH的分布和趋势的研究表明，LMW PAH在定性组成中占主导。PAH的最大积累出现在泥炭剖面的中部和深层（40–120 cm），这表明这些化合物是历史积累的，而非现代大气污染所致。
在两个剖面中LMW PAH（NP、PHE）占优势，结合
CRediT作者贡献声明
德米特里·加博夫（Dmitriy Gabov）：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，指导，资源，方法学，形式分析，概念化。叶夫根尼娅·亚科夫列娃（Evgenia Yakovleva）：撰写——审阅与编辑，资源，形式分析，概念化。罗曼·瓦西列维奇（Roman Vasilevich）：撰写——审阅与编辑，数据管理，概念化。安德烈·潘久科夫（Andrey Panjukov）：撰写——初稿，可视化。娜杰日达·贡察罗娃（Nadezhda Goncharova）：调查。
资金
本研究在题为《现代气候变化、人为压力和社会经济挑战背景下的俄罗斯东北欧区域土壤与土壤资源》的项目（编号 125021902454-1）（俄罗斯科学院乌拉尔分院科米科学中心联邦研究中心生物研究所）下开展。
未引用参考文献
Vasilevich et al., 2026
利益冲突声明
作者声明不存在可能被认为影响本文报告工作的已知的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢编辑团队和匿名审稿人对我们工作提出的富有洞察力的反馈和认真评估。
德米特里·加博夫（Dmitriy Gabov）|叶夫根尼娅·亚科夫列娃（Evgenia Yakovleva）|罗曼·瓦西列维奇（Roman Vasilevich）|安德烈·潘久科夫（Andrey Panjukov）|娜杰日达·贡察罗娃（Nadezhda Goncharova）
