上海城区多环芳烃的多介质归趋模拟研究

利用城市多介质逸度模型模拟了稳态假设下上海城区16种PAHs在大气、水体、沉积物和植物等中的浓度分布,与实测值进行对比,并根据模拟结果计算了相间迁移通量.结果表明,大气直接排放输入是PAHs进入环境的主要途径,迁移过程包括扩散、沉降和侵蚀等,平流输出是其在系统中损失的主要途径;土壤和沉积物是PAHs主要的汇(占94.4%),其在不透水层上覆盖的膜中浓度达到最大(156g/m3),PAHs在沉积物和土壤中停留时间最长;随着环数的增加, PAHs在水体、植被和土壤中的降解损失所占比例从2.3%逐渐增加至48.9%,而在大气中的降解损失则从91.5%减少至4.0%.模型计算浓度与实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性,并通过灵敏度分析,确定了模型的关键参数.     

鄱阳湖区PAHs的多介质迁移和归趋模拟

为分析鄱阳湖区PAHs(多环芳烃)的多介质迁移和归趋行为,以可获取模型验证数据的BaP(苯并芘)、BaA(苯并蒽)、Chr()、Pyr(芘)、Fla(荧蒽)、Phe(菲)6种典型PAHs为研究对象,采用逸度模型Level Ⅲ,预测和模拟鄱阳湖区环境多介质中PAHs的分布和归趋状况. 结果表明:鄱阳湖区水相中ρ(BaP)、ρ(BaA)、ρ(Chr)、ρ(Pyr)、ρ(Fla)、ρ(Phe)的计算值分别为0.043 3、0.050 9、0.021 4、0.149 0、0.122 0、0.295 0 μg/L,与实测值基本一致. 气相、土壤相及沉积物相中6种PAHs的计算值与实测值吻合较好,模型可靠. 土壤相和沉积物相中PAHs残留量(以n计)占该区总残留量的92.6%,远高于气相和水相. PAHs在鄱阳湖区多介质中的相间迁移通量以气相→土相、水相→沉积物相、沉积物相→水相为主. 鄱阳湖区各介质中高环PAHs主要源于外来污水和外来废气输入,外来污水输入量(以n计)和外来废气输入量分别占59.4%和33.6%. 中环和低环PAHs主要源于当地的废气排放和外来污水输入. 土壤相和沉积物相是鄱阳湖区PAHs主要的汇,由土壤和沉积物的内源释放而可能引起的二次污染应引起重视.      

应用EQC模型评估灭蚁灵和十氯酮的环境归趋

应用EQC模型评估了灭蚁灵和十氯酮在多介质环境中的行为和归趋. 结果表明,在稳定平衡状态下,灭蚁灵和十氯酮在土壤相中的残留率分别达95.6%和94.5%;在稳定非平衡状态下,灭蚁灵除直接排放到大气相、十氯酮除直接排放到水体相中外,还分别约有38%残留在排放相外,它们在大气相和水体相中的浓度水平和质量分布均很低,在沉积物相中则来自于水体相向沉积物相的沉降. 灭蚁灵主要通过大气相的水平迁移以及大气相和土壤相中的化学反应降解输出;十氯酮则主要通过水体相的水平迁移和土壤相的厌氧反应降解输出. 灭蚁灵的主要界面迁移过程是水体相向沉积物相的沉降,其次是沉积物相向水体相的扩散;十氯酮则是大气相向土壤相的迁移,其次是水体相向沉积物相的沉降和大气相向水体相的迁移.      

黑土丘陵区小流域土壤有机质空间变异及分布格局

土壤有机质的空间变异和分布格局是土壤科学领域研究的热点.在经典统计学和地统计学的基础上,结合"3S"技术,对黑土丘陵区海沟河小流域土壤表层(0~20 cm)中有机质的空间变异、分布特征及影响因子进行深入探讨.结果表明,海沟河小流域土壤有机质含量在黑土区处于较低水平,变异程度为中等变异,且存在空间自相关性;土壤有机质的空间变异受人类活动、耕作措施等随机因素影响很小,受结构性要素影响较大,空间上各向异性显著;土壤有机质含量从东向西逐步减小,以高程为协变量的协同克里格插值能够提高空间插值精度.土壤有机质空间分布受地形地貌等自然因素以及受其制约的土地利用的影响较大,受交通道路、居民点等要素的影响较小;采样点周边环境会增加有机质的空间变异和分布的不确定性.以流域为单元,进行SOM的空间变异、分布及影响因子研究具有重要意义和科学价值.     

洱海沉积物有机质及其组分空间分布特征

对有机质不同组分〔TOM(总有机质)、ASOM(土壤活性有机质)、LFOM(轻组有机质)和HFOM(重组有机质)〕在洱海沉积物表层和垂向的空间分布、来源特征进行了调查研究. 结果表明:洱海表层沉积物中w(TOM)在25.7～148.9g/kg之间,w(ASOM)在4.4～62.5g/kg之间,w(LFOM)在0.2～4.2g/kg之间;w(TOM)和w(ASOM)空间分布趋势为北部湖区＞南部湖区＞中部湖区,西部湖区高于东部湖区;w(LFOM)分布趋势为南部湖区＞中部湖区＞北部湖区;洱海沉积物各组分有机质均为表层富集,而在8~30cm基本稳定,有机质组分活性越强,其富集速率越大. 湖心平台沉积物中TOM富集速率最大,北部湖湾沉积物中ASOM富集速率最大,中部湖区LFOM富集速率最大. 与长江中下游湖泊相比,洱海沉积物中有机质含量高、活性强、矿化程度低;与滇池相比,其表层富集速率较低. 北部三江和西部十八溪是洱海有机质的主要外源,退化的沉水植被是其主要内源. 水生植物残体沉积和人类活动等是影响洱海沉积物有机质空间分布及其活性的主要因素.      

基于轨迹计算的污染物归趋概率模型

为建立一种能够描述源区排放的污染物对受体区域影响的空间分布格局和研究源汇定量关系的手段,在轨迹计算的基础上,利用概率方法和多介质模型方法,建立了一种基于正向轨迹计算的污染物归趋概率模型(潜在汇影响函数),并在模型中嵌入了诸如降解、干沉降和湿沉降等主要去除过程.作为实例,运用这一模型研究了广东省排放的芘在大气中的空间分布及长距离输送.结果表明,该模型能够实现既定目标,在获得源区排放资料的基础上,还可以获得由此形成的浓度空间分布格局以及相关的输送通量.     

除草剂绿草定-2-丁氧基乙酯的降解特性及降解机制研究

按照《化学农药环境安全评价试验准则》的规定并参考美国EPA导则,采用室内模拟试验方法,研究了绿草定-2-丁氧基乙酯在环境中的降解特性.结果表明,25℃时绿草定-2-丁氧基乙酯在pH =4、7、9缓冲溶液中的水解半衰期分别为533 d、21.8 d、＜1 d;高温、碱性条件下绿草定-2-丁氧基乙酯极易水解,其水解反应速率随反应介质pH值的增大、反应温度的升高而增大;初步确定绿草定-2-丁氧基乙酯分子在水溶液中生成的水解产物主要是绿草定.绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中迅速降解,酸性土壤中其降解趋势遵循一级动力学模型,中性和碱性土壤中其降解动态不能用一级动力学模型进行简单的拟合;绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中的降解形式主要为化学水解作用,降解生成绿草定和丁氧基乙醇;土壤pH和有机质含量是影响其土壤降解速率的主要因素,pH和有机质含量越高,其土壤降解速率越快.在人工光源氙灯条件下,绿草定-2-丁氧基乙酯在水溶液和土壤表面的光化学降解均符合一级动力学反应,不同介质对绿草定-2-丁氧基乙酯光解的影响差异显著.     

广州地区典型多溴联苯醚迁移和归趋行为模拟

运用多介质逸度模型对典型PBDEs(BDE47、BDE99、BDE209)在广州地区大气、水体、土壤、沉积物中的浓度分布与多介质间的迁移、归趋进行了模拟研究并分析了3种化合物在研究区域环境多介质间的迁移通量,确定其在环境中的主要迁移过程;结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;以BDE47和BDE209为例,对模型的输入参数进行灵敏度分析;并以BDE209为例,对模型进行不确定性分析.通过模拟浓度与实测浓度的对比,表明模型在该地区具有很好的适用性.结果表明,环境系统达到平衡时,BDE47、BDE99和BDE209在土壤和沉积物中的含量分别占其在环境系统总含量的17.73%和82.26%,14.65%和85.35%,4.81%和95.19%;PBDEs从环境系统中的消失途径主要为大气平流输出和土壤降解;logKow和大气平流输入是影响化合物在环境相中浓度分布的最主要因素;不确定性分析指出BDE209在土壤相中浓度的变异系数最大.     

广州地区典型多溴联苯醚迁移和归趋行为模拟

运用多介质逸度模型对典型PBDEs(BDE47、BDE99、BDE209)在广州地区大气、水体、土壤、沉积物中的浓度分布与多介质间的迁移、归趋进行了模拟研究并分析了3种化合物在研究区域环境多介质间的迁移通量,确定其在环境中的主要迁移过程;结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;以BDE47和BDE209为例,对模型的输入参数进行灵敏度分析;并以BDE209为例,对模型进行不确定性分析.通过模拟浓度与实测浓度的对比,表明模型在该地区具有很好的适用性.结果表明,环境系统达到平衡时,BDE47、BDE99和BDE209在土壤和沉积物中的含量分别占其在环境系统总含量的17.73%和82.26%,14.65%和85.35%,4.81%和95.19%;PBDEs从环境系统中的消失途径主要为大气平流输出和土壤降解;logKow和大气平流输入是影响化合物在环境相中浓度分布的最主要因素;不确定性分析指出BDE209在土壤相中浓度的变异系数最大.     

半干旱地区典型POPs硫丹环境多介质迁移归趋模拟研究——以兰州河谷盆地为例

以硫丹为研究对象,利用三级多介质逸度模型,对硫丹在半干旱的兰州河谷盆地大气、水体、土壤、沉积物和植物相中的浓度分布进行模拟研究;对硫丹在研究区环境多介质问的迁移通量进行分析,确定其在环境中的主要迁移过程;并结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;此外,还对除常数之外的20个模型参数进行灵敏度分析,并对较高的模型灵敏度影响因素进行不确定性分析.研究结果表明:土壤、植物和沉积物相是硫丹在兰州河谷盆地环境污染的主要储库;大气平流输入和农药施用是研究区硫丹的主要输入源,沉积物降解和大气平流输出为研究区的主要消耗和输出途径;亨利常数、辛醇-水分配系数等化合物理化性质参数,以及沉积物、土壤有机碳含量等环境参数对模型的灵敏度影响比较显著;模拟浓度与实测浓度相差在一个数量级之内,吻合较好,表明建立的三级多介质逸度模型适用于半干旱的兰州河谷盆地α-硫丹和β-硫丹的环境多介质迁移及归趋行为模拟.     

兰州城区多环芳烃的多介质归趋模拟研究

利用城市多介质逸度模型模拟了稳态假设下兰州市区16种PAHs在大气、水体、土壤、沉积物、悬浮颗粒物、鱼体、植物和有机膜相中的浓度分布,同时与实测值进行对比,并根据模拟结果计算了相间迁移通量.结果表明,多环芳烃在空气中浓度最小,在不透水有机膜中浓度最大.化石燃料燃烧是PAHs进入环境的主要途径,迁移过程包括扩散、沉降和侵蚀等,土壤降解是PAHs在系统中损失的主要途径:土壤是PAHs主要的汇(占99.86％),但随着环数的增加,其通过大气平流途径从系统中消失的量明显减少,在气相中的降解损失亦降低.有机膜相的存在加速了多环芳烃在大气-有机膜相-水体之间的交换和运动.模型计算浓度与实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性,并通过灵敏度分析,确定了模型的关键参数.     

菲在长江口的多介质归趋模拟

利用LevelⅢ逸度模型模拟了稳态假设下菲在长江口中大气、水体、沉积物和植物中的分布,根据模拟结果计算了相间迁移通量,并通过灵敏度分析确定了模型的关键参数.结果表明,大气平流是研究区菲的主要来源,大气和水的平流输出则是菲从研究区环境中消失的主要途径;在反应损失中,气相中的反应损失最大,沉积物的反应损失最小;大气是菲的主...     

天然土壤有机质中菲的分配行为

天然土壤吸附不同初始浓度的菲后,提取胡敏酸组分(包括胡敏酸和富里酸),通过计算得到胡敏素组份所吸附的菲,用以研究菲在2种组份中的动态吸附/分配行为,以及初始浓度的影响,并利用Freundlich式进行拟合.结果表明:天然土壤中菲的吸附/分配过程表现出分阶段特征:从最初的快吸附至48 h左右达到转折点,然后进入慢吸附过程.在快吸附至转折点阶段,胡敏酸组分中菲的吸附比例(吸附量与初始量之比)出现先升后降的波动,可归因于初始时段矿物表面吸附、胡敏素竞争吸附的影响.在慢吸附阶段,胡敏酸中菲的吸附比例变化很小,菲初始浓度的影响也不大;而对于胡敏素组份,低初始浓度条件下菲的吸附比例明显大于高初始浓度条件,并呈现逐步增加的趋势,表明胡敏素组份是慢吸附的主要发生域.模型参数拟合结果显示:胡敏酸、全土、胡敏素吸附的非线性程度依次增加,并随时间逐渐加强.在吸附/分配的动力学过程中,胡敏酸和胡敏素分阶段不同的变化特征反映出土壤有机质组分异质性对非线性吸附行为的影响.     

环渤海地区2,4,4''-三氯联苯的多介质归趋模拟

为探究多氯联苯(PCBs)在环渤海地区的环境多介质迁移和归趋行为,本研究以2,4,4′-三氯联苯(PCB28)为目标污染物,基于区域尺度多介质城乡逸度模型,模拟了稳态条件下PCB28在各环境相中的浓度分布、总量分配以及相间迁移过程,并对模型的输入参数和输出结果分别进行了敏感性和不确定性分析.结果表明,PCB28在淡水、农村土壤、城市土壤和沉积物中的模拟浓度与实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性.PCB28在城市土壤中的浓度最大,浓度均值为5.26×10~(-6) mol·m~(-3),在农村大气中的浓度最小,浓度均值为5.79×10~(-14) mol·m~(-3).当环境系统达到平衡时,土壤是PCB28最主要的"汇",占其在环境中总储量的96.45%.大气相与其他环境相间的相互迁移过程是PCB28在环渤海地区进行空间迁移的主导过程.大气传输是PCB28最主要的入海途径,从农村大气到海水的迁移通量占总入海通量的97.22%.参数敏感性分析结果表明PCB28排放速率、栅格规模及与迁移速率相关的参数是影响大气相中PCB28浓度的关键参数.不确定性分析结果表明PCB28在农村大气和城市大气中的浓度分布都符合对数正态分布,其变异系数分别为0.44和0.41.     

福建泉州湾有机氯农药的多介质迁移与归趋

以α-HCH与p,p'-DDT为主要研究对象,以泉州湾及其重要汇水流域--晋江流域为研究区域,构建了Level Ⅲ多介质非平衡稳态逸度模型,对该区域α-HCH与p,p'-DDT在各环境相中浓度、容纳能力、储量分布及各相间的迁移通量进行了计算分析,并对模型关键输入参数的灵敏度进行了探讨.结果显示：α-HCH与p,p'-DDT在土壤相,水相以及沉积物相中的模拟计算浓度与野外样品实测平均浓度吻合度较高,验证了模型的有效性;当研究系统达到平衡时,环境各相对α-HCH与p,p'-DDT容纳能力由大到小分别为沉积物,土壤,水及空气; α-HCH在土壤与沉积物中的储量之和为总储量的97.42%, p,p'-DDT则为99.89%,是其主要的汇区;α-HCH与p,p'-DDT从研究区域迁移消逝的主要途径为水的平流输出,在环境相间迁移过程中,α-HCH的主要迁移途径为水体向大气的迁移,而p,p'-DDT的主要迁移途径为水体向沉积物的迁移;灵敏度分析指出辛醇-水分配系数对数值logK_ow是影响污染物在环境相中浓度分布的最主要因素.     

重金属污染的长春水田黑土对菲的吸附作用

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了Pb、Zn、Cu污染后黑土对PAHs的吸附作用.结果表明,分配作用是黑土吸附菲的主要机制,无论重金属污染与否,黑土对菲的等温吸附曲线均呈线性.实验条件下,重金属污染后黑土对菲的吸附作用明显增强,且随重金属含量提高,黑土对菲的吸附系数(Kd)和有机碳标化的吸附系数(Koc)增大.由于重金属的“键桥”作用,黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度降低,土壤固相有机质含量略有增加(不超过原有有机质含量的0.53%).计算了这部分增加的固相有机质对菲的吸附系数K_Ph/soc,并分析了溶液中DOM对土壤吸附菲的影响.结果显示,溶液中DOM浓度变化及其与菲的结合作用对重金属影响土壤吸附菲的贡献甚微;而K_Ph/soc值则比土壤原有有机质对菲的吸附系数K_d值大2～3个数量级,这是重金属污染导致土壤吸附作用增强的根本原因.     

Endosulfan in the Chinese environment: monitoring and modeling

This paper reviews the usage and emissions of endosulfan, the newest member of the persistent organic pollutants (POPs), in China, and its fate and behavior in Chinese environment. Endosulfan usage in China has been estimated to be approximately 25700 t between 1994 and 2004. Concentrations of endosulfan in different environmental compartments in China, such as air, soil, water, and biota, but focusing at air and surface soil, have been summarized. Concentrations of total endosulfan in surface soil across China were ranged from below detection limit (BDL) to 19000 pg·g⁻¹ dry weight (dw), with geometric mean of 120 pg·g⁻¹dw. The results indicated that endosulfan sulfate had highest concentration in Chinese soil, followed by β- and α-endosulfan. Air concentrations of endosulfan in China were ranged 0–340 pg·m⁻³ for α-endosulfan and 0–121 pg·m⁻³ for β-endosulfan, with high concentrations occurred in the cotton production areas. Gridded usage inventories of endosulfan on a fine gridded system with a 1/4° longitude by 1/6° latitude resolution were compiled, from which, emission to air and residues in soil of endosulfan were calculated in each grid by using a modified simplified gridded pesticide emission and residue model (SGPERM), an integrated modeling system combining mathematical model, database management system, and geographic information system. Total emissions were around 10800 t from 1994 to 2004. Based on the emission and residue inventories, concentrations of α- and β-endosulfan in Chinese air and agricultural surface soil were also calculated for each grid cell, which are in general consistent with the published monitoring data.     

海河沉积物对菲的吸附解吸行为研究

采用北运河坝河断面、海河干流邓善沽断面及葛沽镇断面表层沉积物及南开花园土为吸附剂,以菲为吸附质进行一系列吸附动力学和吸附-解吸平衡实验研究。结果表明,菲在各颗粒物上的吸附动力学过程,在0-4h内基本可达吸附平衡,刚开始吸附速率很快,然后迅速降低,并逐渐稳定;菲在各颗粒物上的等温平衡吸附可用线性等温线方程及Freundlich方程较好的拟合;不同来源颗粒物对菲的吸附能力随颗粒物中有机质含量增加而增强;葛沽镇颗粒物经高温灼烧处理后,其吸附能力明显降低;各天然颗粒物及不同温度灼烧处理的颗粒物对菲的解吸行为存在不同程度的滞后,灼烧颗粒物的滞后性远远大于原颗粒物,颗粒物中的有机质组分及性质对菲的解吸滞后有重要影响