Distribution， Sources， and Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Water and Sediments of Dawen River Basin

Liu Zengzhe; Liu Xinjie; Dong Zhi; Li Xiaoqian; Chen Xinchuang; Li Jiajing; Li Xin

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.006

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Distribution， Sources， and Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Water and Sediments of Dawen River Basin

Basic Research | 更新时间：2026-09-10

- Distribution， Sources， and Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Water and Sediments of Dawen River Basin
- Journal of Soil and Water Conservation Vol. 40, Issue 4, Pages: 141-151(2026)
- 作者机构：
  
  1.山东农业大学林学院，泰山森林生态系统定位研究站，山东泰安 271018
  2.山东省高等学校;黄河流域水土保持与林草生态保育协同创新中心，山东泰安 271018
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.006
  CLC： X52.1
- CSTR：32310.14.stbcxb.2026.04.006
- Received：20 November 2025，
  
  Revised：2026-01-15，
  
  Accepted：01 March 2026，
  
  Online First：23 March 2026，
  
  Published：28 August 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
刘增哲，刘鑫洁，董智，等.大汶河流域表层水与沉积物中多环芳烃分布、来源及风险［J］.水土保持学报，2026，40（4）：141-151.

Liu Zengzhe， Liu Xinjie， Dong Zhi， et al. Distribution， sources， and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface water and sediments of Dawen River basin［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：141-151.
刘增哲，刘鑫洁，董智，等.大汶河流域表层水与沉积物中多环芳烃分布、来源及风险［J］.水土保持学报，2026，40（4）：141-151. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.006. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.006.

Liu Zengzhe， Liu Xinjie， Dong Zhi， et al. Distribution， sources， and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface water and sediments of Dawen River basin［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2026， 40（4）：141-151. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.04.006. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.04.006.

摘要

目的

为阐明大汶河流域多环芳烃（PAHs）污染特征及其环境风险。

方法

采集流域干流与主要支流24个点位的表层水与沉积物样品，分析16种优先控制PAHs的含量水平、空间分布、来源贡献及生态风险。

结果

1）大汶河流域水体中∑PAHs浓度为59.05~105.27 ng/L，沉积物中∑PAHs为414.90~2 931.17 ng/g。大汶河流域地表水中PAHs空间分布趋势呈瀛汶河>牟汶河>大清河和东平湖>大汶河干流>柴汶河，大汶河流域沉积物中PAHs分布区趋势呈大清河和东平湖>牟汶河>大汶河干流>瀛汶河>柴汶河。2）通过正定矩阵因子分解模型解析，水中PAHs主要来源为生物质燃烧源、工业燃煤源、交通源和石油源，沉积物中PAHs主要来源为石油源、交通源、煤炭燃烧源、生物质燃烧源和焦炭源。3）生态风险评价显示，流域内大部分PAHs处于中等风险水平，沉积物中Nap和Ant处于高风险水平，BaP和DahA是大汶河流域PAHs毒性风险的最主要贡献源。表明大汶河流域已受到PAHs污染，其生态风险不容忽视，基于来源解析结果，建议未来优先加强对生物质燃烧、工业燃煤及交通源等主要贡献源的排放管控。

结论

未来应结合流域污染特征，开展长期动态监测与源控策略评估，为区域水环境治理与生态安全保障提供科学支撑。

Abstract

Objective

To elucidate the pollution characteristics and environmental risks of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in the Dawen River basin.

Methods

Surface water and sediment samples were collected from 24 sites in the main stream and major tributaries of the basin. The concentration levels， spatial distribution， source contributions， and ecological risks of 16 priority-controlled PAHs were analyzed.

Results

1） The concentration of ΣPAHs in the water bodies of the Dawen River basin ranged from 59.05 ng/L to 105.27 ng/L， while that in sediments ranged from 414.90 ng/g to 2 931.17 ng/g. The spatial distribution trend of PAHs in surface water was： Yingwen River > Mouwen River > Daqing River and Dongping Lake > the main stream of Dawen River > Chaiwen River. The spatial distribution trend of PAHs in sediments was： Daqing River and Dongping Lake > Mouwen River > the main stream of Dawen River > Yingwen River > Chaiwen River. 2） Analysis using the Positive Matrix Factorization （PMF） model revealed that the main sources of PAHs in water were biomass combustion， industrial coal combustion， traffic emissions， and petroleum sources. The main sources of PAHs in sediments were petroleum sources， traffic emissions， coal combustion， biomass combustion， and coke sources. 3） Ecological risk assessment indicated that most PAHs in the basin were at a moderate risk level， while Nap and Ant in sediments were at a high-risk level. BaP and DahA were the primary contributors to the toxic risk of PAHs in the Dawen River basin. The results indicated that the Dawen River basin had been contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs）， and its ecological risks could not be ignored. Based on the source apportionment results， it is recommended to prioritize the strengthening of emission controls on major contributing sources such as biomass burning， industrial coal combustion， and traffic emissions.

Conclusion

Future work should integrate the pollution characteristics of the basin， conduct long-term dynamic monitoring and source control strategy evaluation， and provide scientific support for regional water environment management and ecological security.

关键词

Keywords

references

Wu Xiangyao ， Cai Jun ， Yang Jing ， et al . Effects of in-situ straw return on PAHs removal and bioavailability depend on their levels in contaminated soil ［J］. Journal of Cleaner Production ， 2025 ， 519 ： e145987 .

Iwegbue C M A ， Irerhievwie G O ， Tesi G O ， et al . Polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in surficial sediments from selected rivers in the western Niger Delta of Nigeria： Spatial distribution， sources， and ecological and human health risks ［J］. Marine Pollution Bulletin ， 2021 ， 167 ： e112351 .

Zhang Chuchu ， Li Yali ， Wang Chenglong ， et al . Polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in marine organisms from two fishing grounds， South Yellow Sea， China： Bioaccumulation and human health risk assessment ［J］. Marine Pollution Bulletin ， 2020 ， 153 ： e110995 .

Montano L ， Baldini G M ， Piscopo M ， et al . Polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in the environment： Occupational exposure， health risks and fertility implications ［J］. Toxics ， 2025 ， 13 （ 3 ）： e151 .

Lloyd J ， Lu Kaijun ， Liu Zhanfei . Investigating concentrations and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in South and Central Texas bays and estuaries along the Gulf of Mexico， USA ［J］. Frontiers in Marine Science ， 2024 ， 11 ： e1456717 .

Luo Lingzhi ， Liao Xiaoyong ， Tao Huan ， et al . An integrated approach for determining the spatial distribution， source apportionment and human health risks of PAHs in soils of rapidly-urbanized areas ［J］. Soil and Environmental Health ， 2025 ， 3 （ 3 ）： e100161 .

Suresh A ， Soman V ， K R A ， et al . Sources， toxicity， fate and transport of polyaromatic hydrocarbons （PAHs） in the aquatic environment： A review ［J］. Environmental Forensics ， 2025 ， 26 （ 1 ）： 35 - 57 .

党丽慧，丁润梅，王一帆，等 . 银川市湖泊、河流沉积物中PAHs污染特征及风险评价［J］. 中国环境科学， 2019 ， 39 （ 5 ）： 2202 - 2209 .

Dang Lihui ， Ding Runmei ， Wang Yifan ， et al . Pollution characteristics and risk assessment of PAHs in sediments of lakes and rivers in Yinchuan City ［J］. China Environmental Science ， 2019 ， 39 （ 5 ）： 2202 - 2209 .

杜士林，丁婷婷，董淮晋，等 . 沙颍河流域水环境中多环芳烃污染及风险评价［J］. 农业环境科学学报， 2020 ， 39 （ 3 ）： 601 - 611 .

Du Shilin ， Ding Tingting ， Dong Huaijin ， et al . Pollution and ecological risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in the water environment of Shaying River basin， China ［J］. Journal of Agro-Environment Science ， 2020 ， 39 （ 3 ）： 601 - 611 .

申洪鑫，牛蓓蓓，李富强，等 . 大汶河水质状况评价和污染源分析［J］. 安全与环境工程， 2021 ， 28 （ 5 ）： 176 - 185，195 .

Shen Hongxin ， Niu Beibei ， Li Fuqiang ， et al . Water quality assessment and pollution source analysis of the Dawen River ［J］. Safety and Environmental Engineering ， 2021 ， 28 （ 5 ）： 176 - 185，195 .

吴春辉，张志苗，刘柏音，等 . 大汶河流域泰安段氮磷污染排放时空特征解析与分区管控建议［J］. 环境科学研究， 2025 ， 38 （ 11 ）： 2359 - 2370 .

Wu Chunhui ， Zhang Zhimiao ， Liu Baiyin ， et al . Spatiotemporal analysis and zoning recommendations for nitrogen and phosphorus discharges in the Tai'an section of the Dawen River basin ［J］. Research of Environmental Sciences ， 2025 ， 38 （ 11 ）： 2359 - 2370 .

李晓波，郄亮，李志民，等 . 大汶河流域泰安段地下水质量评价及其生态环境效应［J］. 环境科学研究， 2025 ， 38 （ 12 ）： 2802 - 2812 .

Li Xiaobo ， Qie Liang ， Li Zhimin ， et al . Evaluation of groundwater quality and eco-environmental effects of the Tai′an section in the Dawen River basin ［J］. Research of Environmental Sciences ， 2025 ， 38 （ 12 ）： 2802 - 2812 .

巩永 . 山东新型城镇化与生态环境协调发展的空间相关性研究［J］. 新型城镇化， 2025 （ 4 ）： 68 - 72 .

Gong Yong . A spatial correlation study on the coordinated development of new-type urbanization and ecological environment in Shandong ［J］. New Urbanization ， 2025 （ 4 ）： 68 - 72 .

王金成，樊芸，卢宪波，等 . 固相萃取-高效液相色谱法同时测定自来水中氯代多环芳烃和多环芳烃［J］. 环境化学， 2018 ， 37 （ 9 ）： 1987 - 1993 .

Wang Jincheng ， Fan Yun ， Lu Xianbo ， et al . Solid-phase extraction combined with HPLC for the determination of chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in tap water samples ［J］. Environmental Chemistry ， 2018 ， 37 （ 9 ）： 1987 - 1993 .

蔡杨，李伟，左雪燕，等 . 盐城滨海湿地土壤多环芳烃分布特征及影响因素［J］. 生态环境学报， 2021 ， 30 （ 6 ）： 1249 - 1259 .

Cai Yang ， Li Wei ， Zuo Xueyan ， et al . Distribution characteristics and lnfluencing factors of PAHs in Yancheng coastal wetland soil ［J］. Ecology and Environmental Sciences ， 2021 ， 30 （ 6 ）： 1249 - 1259 .

Paatero P ， Tapper U . Positive matrix factorization： A non-negative factor model with optimal utilization of error estimates of data values ［J］. Environmetrics ， 1994 ， 5 （ 2 ）： 111 - 126 .

Cao Zhiguo ， Liu Jingling ， Luan Yun ， et al . Distribution and ecosystem risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Luan River， China ［J］. Ecotoxicology ， 2010 ， 19 （ 5 ）： 827 - 837 .

Kalf D F ， Crommentuijn T ， van de Plassche E J . Environmental quality objectives for 10 polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs）［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety ， 1997 ， 36 （ 1 ）： 89 - 97 .

张玉凤，吴金浩，宋永刚，等 . 辽东湾海水中PAHs分布与来源特征及风险评估［J］. 环境科学研究， 2017 ， 30 （ 6 ）： 892 - 901 .

Zhang Yufeng ， Wu Jinhao ， Song Yonggang ， et al . Distribution， sources and ecological risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface seawater in Liaodong Bay， China ［J］. Research of Environmental Sciences ， 2017 ， 30 （ 6 ）： 892 - 901 .

张超，秦超杰，范希，等 . 重庆涪陵页岩气开采区麻溪河流域水和沉积物多环芳烃分布、来源及风险评价［J］. 环境科学学报， 2024 ， 44 （ 4 ）： 133 - 144 .

Zhang Chao ， Qin Chaojie ， Fan Xi ， et al . Distribution， sources and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） in water and sediments from the Maxi River basin in Fuling shale gas field， Chongqing ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae ， 2024 ， 44 （ 4 ）： 133 - 144 .

曾超怡，徐辉，许岩，等 . 长江重点江段水体中多环芳烃及其衍生物的分布及健康风险［J］. 环境科学学报， 2021 ， 41 （ 12 ）： 4932 - 4941 .

Zeng Chaoyi ， Xu Hui ， Xu Yan ， et al . Distribution and health risk of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） and their derivatives in surface water of the Yangtze River ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae ， 2021 ， 41 （ 12 ）： 4932 - 4941 .

范博，王晓南，黄云，等 . 我国七大流域水体多环芳烃的分布特征及风险评价［J］. 环境科学， 2019 ， 40 （ 5 ）： 2101 - 2114 .

Fan Bo ， Wang Xiaonan ， Huang Yun ， et al . Distribution and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in water bodies in seven basins of China ［J］. Environmental Science ， 2019 ， 40 （ 5 ）： 2101 - 2114 .

谢煜，黄适尔，郭加汛，等 . 长江沉积物中多环芳烃的污染特征、来源解析及生态风险评价［J］. 环境科学学报， 2023 ， 43 （ 5 ）： 10 - 18 .

Xie Yu ， Huang Shier ， Guo Jiaxun ， et al . Pollution characteristics， source apportionment and ecological risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment of the Yangtze River ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae ， 2023 ， 43 （ 5 ）： 10 - 18 .

郑涛，卢怡清，陆志波，等 . 太湖流域典型水系中多环芳烃的分布、来源及风险评价：以湖州市德清县乾元镇为例［J］. 环境保护科学， 2021 ， 47 （ 5 ）： 89 - 94 .

Zheng Tao ， Lu Yiqing ， Lu Zhibo ， et al . Distribution， sources and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in typical water systems of Taihu Lake Basin： A case study of Qianyuan Town， Deqing， Huzhou ［J］. Environmental Protection Science ， 2021 ， 47 （ 5 ）： 89 - 94 .

李泽文，王海燕，孔秀琴，等 . 松花江表层沉积物中16种多环芳烃空间分布特征及生态风险评价［J］. 环境科学研究， 2020 ， 33 （ 1 ）： 163 - 173 .

Li Zewen ， Wang Haiyan ， Kong Xiuqin ， et al . Spatial distribution characteristics and ecological risk assessment of 16 PAHs in surface sediment of Songhua River ［J］. Research of Environmental Sciences ， 2020 ， 33 （ 1 ）： 163 - 173 .

Zhao Congcong ， Xu Jingtao ， Shang Dawei ， et al . Application of constructed wetlands in the PAH remediation of surface water： A review ［J］. Science of the Total Environment ， 2021 ， 780 ： e146605 .

Kalisa E ， Kuuire V ， Adams M . A preliminary investigation comparing high-volume and low-volume air samplers for measurement of PAHs， NPAHs and airborne bacterial communities in atmospheric particulate matter ［J］. Environmental Science：Atmospheres ， 2022 ， 2 （ 5 ）： 1120 - 1131 .

Pan S Y ， Wu Y S ， Chen Yucheng ， et al . Toxicity， mutagenicity， and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient atmosphere and flue gas ［J］. Environmental Science and Pollution Research ， 2024 ， 31 （ 56 ）： 64688 - 64702 .

Akagi S K ， Yokelson R J ， Wiedinmyer C ， et al . Emission factors for open and domestic biomass burning for use in atmospheric models ［J］. Atmospheric Chemistry and Physics ， 2011 ， 11 （ 9 ）： 4039 - 4072 .

Li Zhiyong ， Chen Lan ， Liu Songtao ， et al . Characterization of PAHs and PCBs in fly ashes of eighteen coal-fired power plants ［J］. Aerosol and Air Quality Research ， 2016 ， 16 （ 12 ）： 3175 - 3186 .

Mulabagal V ， Yin F ， John G F ， et al . Chemical fingerprinting of petroleum biomarkers in Deepwater Horizon oil spill samples collected from Alabama shoreline ［J］. Marine Pollution Bulletin ， 2013 ， 70 （ 1/2 ）： 147 - 154 .

Zhang Wanhui ， Wei Chaohai ， Feng Chunhua ， et al . Distribution and health-risk of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils at a coking plant ［J］. Journal of Environmental Monitoring ， 2011 ， 13 （ 12 ）： e3429 .

Deng Xinyue ， Chen Guangzhou ， Wang Hua ， et al . Pollution characteristics and risk evaluation of PAHs in subsidence water bodies in Huainan coal mining area， China ［J］. Sustainability ， 2023 ， 15 （ 18 ）： e14003 .

Fang Tiange ， Fu Jiaqi ， Gao Yutong ， et al . Real-world vehicular source indicators for exhaust and non-exhaust contribution to PM 2.5 during peak and off-peak hours using tunnel measurement ［J］. Journal of Geophysical Research：Atmospheres ， 2024 ， 129 （ 13 ）： e2024JD040853 .

Waszak I ， Jonko-Sobuś K ， Ożarowska A ， et al . Estimation of native and alkylated polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in seabirds from the south coast of the Baltic Sea ［J］. Environmental Science and Pollution Research ， 2021 ， 28 （ 4 ）： 4366 - 4376 .

田靖，朱媛媛，杨洪彪，等 . 大型钢铁厂及其周边土壤多环芳烃污染现状调查、评价与源解析［J］. 环境化学， 2013 ， 32 （ 6 ）： 1002 - 1008 .

Tian Jing ， Zhu Yuanyuan ， Yang Hongbiao ， et al . Investigation， assessment and source analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs） pollution in soil from a larg iron and steel plant and its surrounding areas， in China ［J］. Environmental Chemistry ， 2013 ， 32 （ 6 ）： 1002 - 1008 .

Ma Wenmin ， Hu Jian ， Li Jun ， et al . Identifying sources and risks of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Yarlung Tsangpo River： A seasonal study ［J］. Environmental Research ， 2025 ， 272 ： e121067 .

李晨洋，刘爽，孙楠，等 . 土壤和沉积物中PAHs环境行为研究进展［J］. 东北农业大学学报， 2021 ， 52 （ 3 ）： 87 - 94 .

Li Chenyang ， Liu Shuang ， Sun Nan ， et al . Research progress of PAHs environmental behaviors on soil and sediment ［J］. Journal of Northeast Agricultural University ， 2021 ， 52 （ 3 ）： 87 - 94 .

王金晓，滕跃，张文强，等 . 山东省大汶河下游地区水文地质特征及富水规律研究［J］. 山东国土资源， 2025 ， 41 （ 10 ）： 29 - 39 .

Wang Jinxiao ， Teng Yue ， Zhang Wenqiang ， et al . Study on hydrogeological characteristics and water enrichment patterns of the lower Dawen River in Shandong Province ［J］. ShanDong Land and Resources ， 2025 ， 41 （ 10 ）： 29 - 39 .

Guo Wei ， Yue Junhui ， Zhao Qian ， et al . A 110 year sediment record of polycyclic aromatic hydrocarbons related to economic development and energy consumption in Dongping Lake， North China ［J］. Molecules ， 2021 ， 26 （ 22 ）： e6828 .

Kieft T L ， Fredrickson J K ， McKinley J P ， et al . Microbiological comparisons within and across contiguous lacustrine， paleosol， and fluvial subsurface sediments ［J］. Applied and Environmental Microbiology ， 1995 ， 61 （ 2 ）： 749 - 757 .

Chen Weixiao ， Wu Xinyi ， Zhang Haiyun ， et al . Contamination characteristics and source apportionment of methylated PAHs in agricultural soils from Yangtze River Delta， China ［J］. Environmental Pollution ， 2017 ， 230 ： 927 - 935 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Research on Agricultural Diffuse Pollution and Controlling Technology

Research on Influence of Ditch Sediments Purifying Nitrogen from Water under Drying and Wetting Conditions

Vertical Distribution Characteristics of Phosphorus Fractions in the Sediments from Aobao in Lianhuan Lake

Source Analysis and Pollution Evaluation of Carbon, Nitrogen and Phosphorus in River Sediments of the Weihe River in Shaanxi Province

Related Author

CHAI Shi-wei

PEI Xiao-mei

ZHANG Ya-lei

LI Jian-hua

ZHAO Jian-fu

ZHANG Yan

YAN Bai-xing

CAO Weiwei1

Related Institution

ZHANG Yan1,2,YAN Bai-xing1(1.Key Laboratory of Wetland Ecology and Environment,Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130012,2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences,)

中国科学院研究生院,北京1000492. 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室

College of Geographic Science, Harbin Normal University

Key Laboratory of Geographical Resources and Environmental Remote Sensing, Harbin Normal University

State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling

Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09064830号-19 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
Total Visits：119192 Visits Today：90 Online Users：10

⁰