ABSTRACT

This study compared polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) extractable fractions determined using six in-vitro methods, typically used for bioaccessibility/bioavailability predictions, for manufactured gas plant (MGP) historically contaminated soils, and evaluated the influence of soil properties. Methods used included depletive approaches for the bioaccessible fraction including butanol extraction (BuOH), non-buffered and buffered hydroxypropyl-β-cyclodextrin extractions (HPCD, Buf-HPCD), potassium persulfate oxidation (KPS) and solid-phase extraction using Tenax resin (Tenax); and a non-depletive polyoxymethylene solid phase extraction (POM) approach to determine the freely dissolved fraction. The KPS extraction removed the most ∑16 PAHs (1.5–77.1 fold more than other methods), while POM extracted the smallest ∑16 PAHs (average of 3.9–77.1 fold less than the other 5 methods). Soil properties were generally inconclusive as indicators of extractable fraction for the historically contaminated soils. Neither total nor organic carbon were important but soil particle size was most influential. Toxicity values and biodegradation endpoints derived using bioaccessibility-biodegradability linear regression models on the extracted PAH fractions ranged widely for the different soils, and illustrated the high variability for predicted ecotoxicity and bioremediation outcomes in risk managment application. The results demonstrated the importance of validation with intended soil end use and receptors for in-vitro assessment of bioaccessibility and bioavailability, to fully inform regulatory decision-making and risk management.

摘要

本研究比较了使用六种体外方法测定的多环芳烃 (PAH) 可提取馏分，这些方法通常用于生物可及性/生物可利用性预测，用于人造煤气厂 (MGP) 历史上受污染的土壤，并评估土壤性质的影响。使用的方法包括生物可及部分的消耗方法，包括丁醇提取 (BuOH)、非缓冲和缓冲羟丙基-β-环糊精提取 (HPCD、Buf-HPCD)、过硫酸钾氧化 (KPS) 和使用 Tenax 树脂的固相提取。特纳克斯); 和非消耗性聚甲醛固相萃取 (POM) 方法来确定自由溶解部分。KPS 提取去除的 ∑16 PAH 最多（比其他方法多 1.5-77.1 倍），而 POM 提取的 ∑16 PAH 最少（平均 3.9-77。比其他5种方法少1倍）。作为历史污染土壤可提取部分的指标，土壤特性通常是不确定的。总碳和有机碳都不重要，但土壤颗粒大小最有影响。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。作为历史污染土壤可提取部分的指标，土壤特性通常是不确定的。总碳和有机碳都不重要，但土壤颗粒大小最有影响。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。作为历史污染土壤可提取部分的指标，土壤特性通常是不确定的。总碳和有机碳都不重要，但土壤颗粒大小最有影响。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。总碳和有机碳都不重要，但土壤颗粒大小最有影响。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。总碳和有机碳都不重要，但土壤颗粒大小最有影响。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。使用生物可及性-生物降解性线性回归模型对提取的 PAH 组分得出的毒性值和生物降解终点在不同土壤中的范围很广，并说明了在风险管理应用中预测的生态毒性和生物修复结果的高度可变性。结果证明了对预期土壤最终用途和受体进行验证对生物可及性和生物可利用性的体外评估的重要性，以充分告知监管决策和风险管理。