应用环境多介质逸度模型研究废旧电器拆解区多溴联苯醚的迁移及归趋

利用Level(Ⅲ)逸度模型模拟了浙东某废旧电器拆解区域多溴联苯醚(PBDEs)3种同系物在大气、水体、土壤和沉积物中的分布及迁移通量.在稳态假设条件下3种PBDEs同系物在环境介质中浓度的模型模拟值与实测值吻合较好,验证了模型的可靠性,通过参数灵敏度分析表明PBDEs的基本性质如蒸气压、正辛醇/水分配系数、在介质中的半衰期是影响化合物在环境相中浓度分布的主要因素.研究发现,在废旧电器拆解区大气中PBDEs对下风向的地区可能造成一定程度的污染;当环境系统达到平衡时,在废旧电器拆解区PBDEs主要蓄积在土壤和沉积物中,占所有环境介质中PBDEs的95%以上,土壤和沉积物是PBDEs污染的重要二次污染源;PBDEs在介质间的迁移以大气-土壤和水体-沉积物途径为主;废旧电器拆解区土壤中降解是PBDEs在环境中消减最主要途径.研究结果将为废旧电器拆解区PBDEs污染的风险评估和控制提供依据.     

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.     

壬基酚在环境中的分布与迁移研究进展

为了更充分地分析壬基酚的环境行为,介绍了壬基酚的理化性质,归纳了壬基酚在水体及沉积物、污水处理厂、空气、土壤等环境介质中的存在水平、分布及迁移规律,分析认为:目前大气中壬基酚的分布缺乏基础数据库,同分异构体的毒性差异和存在水平研究的较少,对生物降解机理缺乏统一认识,需加强壬基酚在水环境中垂直分布调查和颗粒物吸附-解吸过程的基础研究。     

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.     

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.     

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.      

成都市典型有机磷酸酯阻燃剂的多介质归趋模拟

多介质模型是研究有机污染物在城市环境中行为的主要模型.本文运用三级逸度模型(四相环境介质:大气、水、土壤、沉积物)和城市多介质归趋模型(六相环境介质:大气、水、土壤、沉积物、植物、不透水层)模拟研究了成都市7种典型有机磷酸酯阻燃剂(磷酸三丁酯(Tn BP)、磷酸三异辛酯(TEHP)、磷酸三丁氧乙酯(TBEP)、磷酸三苯酯(TPhP)、磷酸三氯乙酯(TCEP)、磷酸三氯丙酯(TCPP)、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP))在环境中的分布和归趋行为,用实测数据对模型进行验证,并进行了参数灵敏度及模型不确定性分析.通过与文献提供的监测数据对比发现,模拟预测浓度与实测浓度基本在1个数量级范围内,符合计算精度.四相环境介质的三级逸度模型中OPEs的模拟结果表明,土壤和沉积物是OPEs的主要归趋,其中,土壤中富集了93.34%的OPEs,沉积物中富集了6.63%的OPEs.而六相环境介质的城市多介质归趋模型(MUM)模拟结果表明,达到平衡时,不透水层中∑7OPEs的浓度为1.01×10~3mol·m~(-3),是大气相浓度的2.42×10~9倍;植物相中OPEs达到2.38mol·m~(-3),是大气相浓度的1.61×10~7倍,说明城市中不透水层及植物相对OPEs的污染归趋有重要影响.     

环境介质中黑碳定量方法的研究进展

黑碳是由生物质和化石燃料等不完全燃烧产生的含碳物质连续统一体,广泛存在于大气、土壤、沉积物、水体和雪冰等环境介质中,涉及到气候变化、环境影响、碳循环、健康危害等诸多问题,是国内外科学家近年来共同关注的热点。黑碳的准确定量是各项研究开展的重要前提,但不同环境介质中黑碳定量方法的建立和优化仍是黑碳研究体系的难点。文章全面总结了大气、土壤、沉积物和水体中黑碳定量方法的研究进展,指出:热光反射法在黑碳气溶胶定量方面具有广阔的应用前景;化学氧化法与热光法相结合是土壤/沉积物中黑碳定量研究的发展趋势;水体溶解态黑碳是近年来的研究热点,其定量研究目前主要采用苯多羧酸分子标志物法,但定量机理和方法优化亟待深入探究。     

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.     

Tracing the behaviour of hexachlorobenzene in a paddy soil-rice system over a growth season

Hexachlorobenzene (HCB), a persistent organic pollutant (POP), has been found in paddy soils. To improve the understanding of HCB contamination in paddy soils, a laboratory simulative study was carried out to investigate the behavior of HCB in a paddy soil and rice plants. This study was divided into three experiments. First, an experiment aimed to examine the evaporation of HCB in paddy soil. In the second experiment, rice was planted in 10 mg/kg HCB contaminated soil and after pot culture at 3, 6, 9, and 27 weeks (at maturity), both soil and plant samplings were scheduled to be sampled. The soil samples comprised rhizosphere soil, nonrhizosphere soil, and unplanted contaminated soil, whereas plant samples included shoots, roots, and rice grains (dehusked). Lastly, in this part, HCB in xylem saps was designed to be examined. The results showed that (1) the HCB translocation from paddy soil to rice by vaporization; (2) the HCB concentration in rice grains was surprisingly high; (3) the observed HCB decrease in rice rhizosphere offers a potential means for in situ HCB degradation; (4) HCB might not be transported along transpiration in rice.     

六氯苯碱催化分解脱氯效果及影响因素研究

采用自主设计开发的碱催化设备研究了碱催化分解技术(BCD)对六氯苯(HCB)脱氯的效果.考察了反应温度、氢氧化钠投加比例以及不同催化剂对六氯苯去除效率、脱氯效率以及中间代谢产物的影响.提高反应温度和氢氧化钠投加比例能够有效提高六氯苯的脱氯解毒效率,当六氯苯与氢氧化钠投加质量比为1:5时,在360℃下反应4h后,六氯苯的去除率为99.97%,脱氯效率达到91.08%.还原铁粉作为催化剂时,在330℃反应1h后,能够将六氯苯的脱氯效率由38.99%提高至77.51%.     

六氯苯和重金属复合污染沉积物的电动力学修复研究

以某化工厂排污沟渠中受六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)、锌和镍复合污染的实际沉积物为对象,研究非离子表面活性剂OP-10对沉积物中污染物的增溶解吸效果和电动力学修复污染物的强化迁移效果。解吸实验结果表明:OP-10对HCB增溶解吸效果较好,对重金属离子的解吸有一定的促进作用。电动力学修复发现,随电渗析流进入沉积物中的OP-10很快的吸附在靠近阳极沉积物上,从而阻碍了助剂的输送并影响HCB的迁移,而靠近阴极区域沉积物中的有机质迁移会促进HCB的去除。沉积物pH变化引起的重金属沉淀是制约锌迁移的主要因素。镍的整体迁移效果不明显。     

水中六氯苯的高级氧化降解机理及其动力学探讨

采用UV、O3、UV/O3高级氧化法对水中六氯苯(HCB)的降解效果及机理进行了研究.结果表明, UV本身对HCB的去除贡献率不大, HCB可被O3、UV/03快速降解,即UV相似文献   

基于零价铁的双金属体系对六氯苯还原脱氯研究

利用Ag、Pb和Cu作为催化金属与微米级铁粉制成不同的双金属体系还原脱氯六氯苯(hexachlorobenzene,HCB),探讨不同催化金属种类、不同双金属添加量以及不同离子强度3种因素对HCB脱氯效率的影响,并剖析双金属催化条件下HCB的脱氯规律.结果表明,微米级铁粉对HCB几乎无还原脱氯效果,添加Ag、Pb和Cu对HCB均具有良好的催化脱氯能力,当Ag/Fe、Pb/Fe和Cu/Fe的最佳比例分别为0.2%、0.5%和1%时,反应2 h后HCB的脱氯率分别达到93.5%、88.5%和49.6%;同时,由于催化金属均匀附着在零价铁表面可以形成更多的微型原电池,故增加双金属投加量可有效提高HCB脱氯速率,0.1 g Pb/Fe对HCB脱氯率为38.3%,而0.8 g Pb/Fe对HCB脱氯率可达到88.6%;另外,离子强度增大对HCB的脱氯也有一定促进作用,在Na2SO4浓度分别为0、0.05和0.5 mol·L-1的3个反应器中,反应2 h后HCB脱氯率分别达到93.5%、98.0%和98.9%.     

电Fenton方法处理六氯苯污染沉积物工艺参数研究

采用正交试验方法对六氯苯污染的沉积物进行了电Fenton修复研究,分析了各影响因素的显著性水平。在此基础上利用Matlab软件进行了响应曲面和回归分析,探讨了各影响因素分别对HCB的去除率影响程度;确定了电Fenton修复的最佳工作条件:以不锈钢片为电极,处理135gHCB污染沉积物,H2O2(30%V/V)投加量5mL电极间距为6cm,在外加电压13.43V,电解质NaCl投加量5.30g,初始pH值为1.98,经过2h的处理后,六氯苯去除率可达70.9%。     

微波辐射在二氧化锰诱导下对六氯苯污染土壤的修复研究

以二氧化锰为微波吸附剂,在密封体系中研究了微波辐射技术对六氯苯污染土壤的修复效果。分别以不同浓度的酸碱水溶液添加到土壤中,在模拟含水率为20%情况下,硫酸(50%)介质下六氯苯处理效果最好,10min的微波辐射即可使50mg/kg的六氯苯达到完全去除;但是在纯水和10mol/L氢氧化钠介质下,六氯苯基本上没有去除;随着硫酸浓度的降低,六氯苯的去除率显著降低。气相色谱/质谱联用(GC/MS)分析没有检测到新物质。六氯苯去除机理推测为,直接矿化或者HCB及其分解的中间产物同土壤发生化学结合而被固定起来,以致难以萃取出来。     

模拟水泥窑工艺对污染土壤热解吸尾气中六氯苯的去除效果

为了降低HCB(六氯苯)污染土壤热解吸修复的成本,分析了水泥窑处理技术去除污染土壤热解吸尾气中HCB的可行性,主要考察了处理温度、停留时间、φ(O₂)和ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响. 结果表明:①随着处理温度的升高和停留时间的延长,HCB的去除率逐渐升高,其中,当处理温度≥800 ℃、停留时间≥2 s时,其去除率高于99.93%. ②当处理温度为900 ℃、停留时间为2 s、ρ(HCB)初始值分别为1.70、17.00和85.00 mg/m3时,水泥窑处理后尾气中ρ(HCB)分别为0.60、0.78和1.50 μg/m3,其与ρ(HCB)初始值并不成正比,说明ρ(HCB)初始值对HCB去除的影响较小;φ(O₂)≥2%时对HCB去除的影响也较小. ③水泥窑处理后,HCB的脱氯降解产物中仅有五氯苯被检出,ρ(五氯苯)最大值为1.20 μg/m3;同时处理过程中伴有少量的二英产生,但ρ(二英)满足GB 30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》要求. 结果显示,模拟水泥窑工艺可有效去除污染土壤热解吸尾气中的HCB.      

六氯苯对原生动物四膜虫的生物毒性实验室研究

以原生动物嗜热四膜虫(TetrahymenathermophilaBF5)为靶生物,在PPYS培养基和无机盐培养基中,研究了生长稳定期间的四膜虫暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/LHCB的中短期生物毒性。研究结果表明,PPYS培养基中50μg/L的HCB对四膜虫的生长表现为促进作用,在试验时间内,四膜虫数量增加5%～15%。250μg/L和1000μg/L的HCB发生抑制作用。在250μg/L和1000μg/L的HCB中培养96h,四膜虫的数量分别降低到在同一时间无HCB存在情况下数量的63%和35%,168h时分别为42%和24%。在无机盐培养基中,3种浓度的HCB均对四膜虫的生长产生抑制作用,而且表现为急性和短期毒性。暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/L的HCB中96h,四膜虫的数量分别减少到同一时刻无HCB存在情况下数量的34%、24%和10%。可见,培养体系中营养物质的存在,可以降低和缓解HCB对四膜虫的生物毒性。     

小分子有机碳对土壤中六氯苯厌氧降解及挥发的影响

采用密封培养瓶装置,研究了红壤性水稻土和乌栅土在添加乙酸、葡萄糖、柠檬酸时六氯苯(HCB)的厌氧降解行为,同时分析了土壤pH变化、碳源转化过程中甲烷和二氧化碳的释放及六氯苯的挥发.结果表明,8周内红壤性水稻土中HCB减少了约20%～44%,加入乙酸抑制HCB的降解,表明低pH条件不利于脱氯反应,加入葡萄糖和柠檬酸在前期抑制后期则促进HCB的降解;乌栅土中HCB减少了约21%～23%,加入小分子有机质对其降解没有明显的效果;六氯苯降解的主要产物为五氯苯(PCB),最终检测到红壤性水稻土中PCB为23～96 μg/kg,乌栅土中为64～92 μg/kg; HCB的降解与CH4和CO2的释放量在统计学上没有显著的相关性;2种土壤中,外加小分子有机碳均减少了HCB的挥发作用,且红壤性水稻土中HCB的挥发比乌栅土中更强,表明土壤有机质是影响HCB挥发的重要因子.