岩溶多重介质环境与岩溶灾害

岩溶多重介质环境涉及到气候、土壤、植被、岩性及水-岩相互作用多项内容。在岩溶多重介质环境中,水-岩相互作用不断地改变岩溶多重介质环境的结构与功能。在岩溶化高度成熟地区,水-岩相互作用强烈,致使岩溶多重介质环境重建。岩溶灾害的时空演变是在岩溶多重介质环境中进行的,研究岩溶多重介质环境,可分析岩溶灾害发生和发展的规律,及其破坏性和预防与治理措施。     

偏远地区大气中持久性有机污染物研究进展

持久性有机污染物(POPs)在偏远地区大气中的分布与迁移已经成为大气POPs研究的热点.基于被动采样技术的大尺度POPs监测网络已经应用于偏远地区大气POPs的研究之中.其研究成果显示,最近50～60年以来,大气中POPs浓度的最大峰值出现在80年代左右,而80年代之后大气中POPs的浓度日趋减小.这说明各国陆续禁用POPs之后,大气中POPs的浓度有显著降低的趋势.受温度和季节性使用的影响,大气POPs的浓度呈现明显的季节性变化特点:有机氯农药的浓度主要表现为夏季高而冬季低;多环芳烃的浓度则主要表现为冬季高而夏季低.基于POPs高挥发性和长距离大气传输的特点,POPs可以在全球范围内广泛分布,而高海拔地区由于气温较低,使其相对于低海拔地区成为了POPs的"接收器".大气POPs分布和迁移受温度、降水、气候事件的影响.而且POPs在大气与不同下垫面之间的界面交换的方向、速度和通量也主要受环境温度和POPs的挥发能力的制约.综合大气POPs迁移与气候因素、界面特点之间的关系建立了多介质、大尺度的大气POPs归趋模型.模型的建立和POPs来源的明确使大气POPs传输机制的研究逐渐深入.此外还讨论了目前大气POPs研究中存在着的一些亟待解决的问题,并提出该领域未来可能的发展趋势.     

雪冰中持久性有机污染物的研究进展

雪冰是温带和极地生态系统中最重要的环境组份,它们不仅影响了能量平衡和水循环,而且也能直接影响当地、区域以及全球环境范围内的化学行为。降雪能很有效地从大气中清除颗粒和气相的POPs。本文简要介绍了雪冰环境中持久性有机污染物研究的科学意义,着重综述了POPs在极地和高海拔地区雪冰中的环境化学行为和雪冰中POPs的历史环境记录,并讨论了雪冰中POPs浓度的不确定性。持久性有机污染物从大气到冰川的过程并不容易理解,半挥发性有机化合物在沉积后的浓度存在不确定性。有机物沉积在积雪中后,随着积雪的老化和变形,它们能够随着融水迁移或者又挥发到大气中。全文最后对未来雪冰中POPs的研究需要进行了展望,并提出四点今后需加强研究的内容。由于青藏高原位于人类居住的低纬度高海拔地区,可能在POPs全球输送过程中起到重要的作用,今后需加强青藏高原地区雪冰中持久性有机污染物的研究;有机污染物在雪冰中主要是通过光化学反应进行转化,雪冰中有机污染物的光化学反应机理研究必须引起重视;随着雪冰样品前处理和分析测试技术的提高,将会推动雪冰中痕量POPs的环境变化记录研究的发展;通过建立模型模拟预算和评价POPs在积雪中的物理化学行为,也可以利用模型模拟POPs在老雪中的命运,确定其在融水中成比例蒸发和渗浸的速率。     

城市地表系统POPs多介质循环过程与模拟研究进展

城市地表系统(USS)是陆地表层系统的重要组成部分,而以不透水面覆盖为主要特征的城市土地利用/覆被变化(LUCC)时空过程,打破了系统原有自然地理格局与过程,影响不同介质和界面间的物质循环与能量流动,改变POPs等污染物的循环过程与机理,是城市环境变化和人地相互作用的指示器与重要驱动力,是城市生态环境规划与管理保护的关键依据.本文总结了城市LUCC对POPs多介质分布迁移的影响,包括单介质中POPs的时空分布特征和POPs多介质迁移累积过程;从城市POPs多介质归趋模拟和基于GIS的城市多介质归趋模拟等方面,讨论了城市POPs多介质循环过程归趋模拟的主要进展;展望今后研究中需要重点解决的科学问题:基于不透水面的城市LUCC信息精确提取及与POPs排放输入等相关数据的同化集成; POPs多介质多界面迁移、转化过程与城市LUCC的耦合机理;城市LUCC背景下POPs循环过程、机制的关键模型参数的构建与获取;基于GIS和城市POPs循环过程与机理的、具有高时空分辨率的城市多介质归趋模型(UMFM)的构建与应用.     

基于钻孔内地下水流速和流向的岩溶裂隙介质渗透性研究

岩溶裂隙介质的非均质性和各向异性是研究岩溶裂隙介质渗透性需要考虑的主要问题之一。以三峡秭归岩溶地区一个水文地质钻孔为例,通过对该钻孔内地下水流速和流向的测量,并结合钻孔岩心编录、超声波测井和钻孔成像所得到的岩体裂隙特征,分析了该岩溶地区岩溶裂隙介质在垂向上的非均质性和水平方向上的各向异性,得到该钻孔内岩体渗透性在垂向上的分布特征以及地下水在水平方向上的主要渗透方向。结果表明:覃家庙组地层的岩溶和裂隙发育程度较石龙洞组地层高,其中66～71m、112～116m和129.7～131.0m段岩体的渗透性好,是主要的出水段,55.5～57.0m和133.1～137.5m段岩体的渗透性差,其他段岩体的渗透性一般,反映了岩溶裂隙介质的垂向非均质性;岩溶裂隙介质岩体渗透性在水平方向具有各向异性,该钻孔内地下水的主要渗流方向为52°左右。     

贵州地区灰场的地下水污染风险评价—以易家寨灰场为例

贵州地区岩溶发育强烈,地下水环境脆弱。实际工作中进行地下水污染风险评价是可持续发展的重要举措。从地下水保护的角度出发,以贵州西南部某煤电一体化电厂灰场的地下水污染风险评价为例,系统收集了该地区地下水位埋深、含水层介质类型、包气带介质类型、植被分布、污染途径和功能用途等资料。针对贵州特殊岩溶地下水特征及灰场灰渣对地下水环境的影响,建立岩溶地区灰场的地下水污染风险评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标权重,经权重叠加运算得风险性评价结果,从而确定其风险性。实例结果表明该灰场的风险性评价结果为2.7295,风险性低。将层次分析法应用于灰场地下水风险评价为岩溶发育地区的灰场选址和地下水防渗提供参考。     

鄱阳湖持久性有机污染物（POPs）长距离传输潜力模拟

利用TaPL3模型模拟研究了鄱阳湖5种典型持久性有机污染物(POPs)的长距离迁移潜力(LRTP)和总持久性(Pov),比较了不同污染物特征迁移距离(CTD)和Pov的大小,并以p,p’-DDT为例对关键参数进行了灵敏度分析.结果表明,p,p’-DDT、γ-HCH、HCB、PCP和2,3,7,8-TCDD排放到大气中,特征迁移距离(CTDAir)在432 km(2,3,7,8-TCDD)~86479 km(HCB)之间,总持久性(PovAir)在85.6 d(PCP)~2231 d(HCB)之间,土壤相是POPs的主要归宿,约占72.0%;排放到水体中,特征迁移距离(CTDWater)在4207 km(PCP)~1.19×105km(γ-HCH)之间,总持久性(PovWater)在103 d(PCP)~2890 d(HCB)之间,沉积物相是POPs的主要归宿,约占52.5%.环境介质中的半衰期和辛醇-水分配系数的对数是影响污染物CTD和Pov的主要理化性质参数.与同类研究相比,相关POPs在鄱阳湖的CTDAir处于中间水平,但CTDWater偏高,这与鄱阳湖的水体深度和水体流速这两个对CTDWater影响显著的参数较其它研究区域高有关.研究结果可为该地区POPs的环境过程及环境风险的研究提供科学依据.     

持久性有机污染物的主要特征和研究进展

概述了持久性有机污染物(POPs)在环境中的主要存在类型、生态行为特征、污染效应和对环境生物体的健康危害特性及我国在该领域的主要研究进展.重点介绍了二NFDA7英类化合物的生态毒性表示法、主要处置技术与相关的检测方法等研究进展.我国POPs相关的基础研究相对滞后,要履行好POPs公约,还面临诸多需要解决的现实问题.当前开展适合我国国情的POPs物质的环境调查监测、环境安全与健康毒理学研究并建立相关的环境控制基准和评估体系十分必要.      

森林地区持久性有机污染物的沉降和释放

持久性有机污染物（POPs）是一类具有毒性、难降解性和生物富集性的污染物。由于具有半挥发性,POPs可以随大气进行长距离传输并富集到极地等寒冷的偏远地区。大气沉降和挥发是POPs全球传输的关键过程。森林是POPs的重要储库,其POPs的强吸收能力加速了POPs的沉降,使得森林成为POPs大气沉降研究的重要介质。本文综述了当前森林POPs沉降研究的主要成果,重点阐述了大气POPs向植被（树冠）沉降和植被POPs向林下土壤迁移沉降这两大关键过程的特征和机制,并简要总结了林下POPs的后沉降过程（循环及再释放）和机制。最后,提出森林POPs沉降研究应着眼于观测技术开发、微观机制解析、关键规律总结、释放特征观测和多污染物耦合等方向,进而拓展大气污染物干湿沉降研究范围、丰富大气污染物干湿沉降研究的理论和方法,力争为气候变化背景下污染防治提供科学依据和理论支撑。     

我国POPs污染场地的环境管理基础与完善对策研究

固体废物不恰当处理处置是造成场地污染的原因之一,也是今后需要引起关注的环境问题.在POPs公约中,POPs污染场地和POPs废物一样有着明确的无害化管理要求,作为该公约的缔约国,我国将认真履行公约的义务,消除POPs引起的污染.根据调查,我国POPs引起的场地污染比较严重,现有的环境管理法律法规、标准和制度政策是POPs污染场地管理的基础,但这种基础还比较薄弱,尚不能完全满足环境无害化管理的要求.因此,我们在充分利用现有环境管理体系的基础上,还应该继续改进和完善现有法规和标准体系,建立相关的环境风险评价程序和资金筹集机制,加强污染场地环境管理和监督管理能力建设.     

Urban and rural transport of semivolatile organic compounds at regional scale: A multimedia model approach

Urban areas are generally regarded as major sources of some semivolatile organic compounds and other persistent organic pollutants(POPs) to the surrounding regions. Huge differences in contaminant emissions between urban and rural areas directly affect their fate in environmental media. Little is known about POPs behavior between urban and rural areas at a regional scale. A spatially resolved Berkeley-Trent-Urban-Rural Fate Model(BETR-UR) was designed by coupling land cover information to simulate the transport of POPs between urban and rural areas, and the Bohai Rim was used as a case study to estimate Polycyclic Aromatic Hydrocarbon(PAH) fate. The processes of contaminant fate including emission, inter-compartmental transfer, advection and degradation in urban and rural areas were simulated in the model. Simulated PAH concentrations in environmental media of urban and rural areas were very close to measured values. The model accuracy was highly improved, with the average absolute relative error for PAH concentrations reduced from 37% to 3% compared with unimproved model results. PAH concentrations in urban soil and air were considerably higher than those in rural areas. Sensitivity analysis showed temperature was the most influential parameter for Phen rather than for Bap, whose fate was more influenced by emission rate, compartment dimension, transport velocity and chemical persistence. Uncertainty analysis indicated modeled results in urban media had higher uncertainty than those in rural areas due to larger variations of emissions in urban areas. The differences in urban and rural areas provided us with valuable guidance on policy setting for urban–rural POP control.     

我国氯化石蜡的环境赋存、人群暴露与管控:现状及展望

氯化石蜡(Chlorinated paraffin,CPs)是一类人工合成化学品,被广泛用作阻燃剂和增塑剂,在生产和使用过程中释放到多种环境介质中(如水、沉积物、灰尘、空气和土壤等). 短链氯化石蜡(SCCPs)作为新增持久性有机污染物已于2017年被正式列入《关于持久性有机物的斯德哥尔摩公约》附件A中,中链氯化石蜡(MCCPs)因具有和SCCPs相似的性质和环境效应,已被列入持久性有机污染物候选名单. 我国是CPs的生产和使用大国,但对该类物质的风险评估与管控还存在不足. 本文通过收集并深入讨论已发表的CPs相关文章,在系统梳理不同介质中CPs赋存情况的基础上,利用释放因子解析方法,估算了CPs在生产和使用过程中进入到环境的量,发现土壤介质是环境中CPs的汇. 人类活动、经济活动和经济水平等对CPs在不同区域的赋存具有重要影响. 对人群暴露途径解析表明,职业暴露场景显著高于其他场景;生态风险和人体暴露风险评估表明,目前CPs对我国生态环境与人体健康的危害整体上还处于较低水平. 另外,本文介绍了国内外对于SCCPs和MCCPs的管控措施,并基于化学品管理和风险评估的考虑,提出未来亟需深入开展MCCPs和LCCPs (长链氯化石蜡)的迁移转化和风险研究,特别是评估CPs管控造成的潜在经济、社会和环境影响. 相关数据及分析可更好地为CPs产品的管控和国家开展履约行动提供科学数据和技术支撑,并为将来可能的CPs淘汰政策的制定提供参考.      

持久性有机污染物(POPs)生物修复研究进展

持久性有机污染物(POPs)具有高毒性和低可降解性的特征,通过先进的生物修复技术来治理POPs污染正受到公众普遍的关注.而提高生物可利用性则可以突破原位生物修复的瓶颈;宏基因组技术可以获得大量的降解基因资源;利用生物工程手段,可以大幅度提高降解菌的能力这3个方面是目前POPs生物修复领域的研究热点.     

Addressing the environmental risk of persistent organic pollutants in China

The Stockholm Convention on persistent organic pollutants (POPs) was adopted in 2001. This year is the 10th anniversary of the adoption of the Convention. Until now, 22 chemicals or chemical categories have been listed as POPs in the Stockholm Convention. The POPs Research Center was established in Tsinghua University in the same year when the Convention was adopted. In the last ten years, much work has been done by Chinese researchers to understand the environmental risk of POPs in China. This article aims to review the recent research progress of our POPs Research Center and some other Chinese researchers’ studies in addressing the environmental risk of POPs, including the priority screening and inventory study of POPs, monitoring and modeling of POPs pollution and exposure, and environmental risk assessment and modeling of POPs. Although great advances in addressing the environmental risk of POPs have been made in recent years, we are still facing quite a few problems, such as data scarcity and uncertainty in environmental risk assessment of POPs. The study on the effect of POPs mixtures is in its infancy and currently POPs are usually assessed from legal perspective by risk assessment of single chemicals. These problems should be well addressed by further efforts. Further studies should also be taken in future to study environment risk of POPs by considering aspects of coupled dynamics between climate processes and POPs. Such sound scientific, riskbased information can support decision-making aiming to effectively minimize the risk level of POPs.     

广西岩溶县的生态环境脆弱性评价

广西岩溶区属典型的生态环境脆弱区,宜耕地资源不足,土地退化严重,承受自然灾害能力低,使岩溶山区的社会经济发展和生态环境的协调性差,可持续发展能力弱。选择了广西区27个岩溶县作为评价对象,以11项生态环境脆弱影响因子为评价指标建立岩溶生态环境脆弱性评价体系,利用模糊综合分析法进行岩溶石漠化区生态环境脆弱性评价。结果表明,极度脆弱的岩溶县2个,重度脆弱5个,中度脆弱17个,轻度脆弱3个。     

不同岩溶环境条件下岩溶地下水中δ~(13)C_(DIC)特征

岩溶地下水的δ13 CDIC值主要是受土壤碳库和碳酸盐岩碳库的δ13 C所制约。本研究选取两个气候条件完全不同的南方广西桂林、北方山西汾阳为对比研究对象,通过取样测试分析两个地区岩溶地下水的δ13 CDIC值,发现北方汾阳岩溶地下水的δ13 CDIC范围为-7.53‰～-12.25‰,平均为-9.84‰;南方桂林岩溶泉水的δ13 CDIC范围为-9.22‰～-15.99‰,平均为-13.06‰;北方岩溶水比南方偏重3.22‰。结合两个地区所处的气候环境条件分析,北方暖温带干旱半干旱大陆性季风区,C4植被发育,C3/C4比例低,土壤碳库的δ13 C重;南方亚热带湿润季风区C3植被发育,C3/C4比例高,土壤碳库的δ13 C轻。因此气候条件不同引起生态条件的差异而造成南北方地下水δ13 CDIC的不同。这为利用同位素方法研究地下水对气候条件变化的响应提供了理论依据。     

多氯联苯在多介质环境中的污染状况

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物,在环境中广泛存在。综述了国内外对多氯联苯在水、大气、土壤、底泥等环境介质中污染状况的研究进展。     

广东省新型POPs监测防控体系建设研究

2009年和2011年斯德哥尔摩公约新纳入的9种和1种持久性有机污染物（POPs）的研究是目前国际上环境领域研究的热点之一,所引起的环境污染和人体健康问题也逐步得到中国环保部门的关注.随着国际斯德哥尔摩公约履约活动的不断深入,中国正面临着履行公约以及削减与控制持久性有机污染物的巨大挑战.本文总结了广东省新型持久性有机污染物监测防控体系建设的必要性和意义,阐述了国内外在该领域的研究现状以及对解决新型POPs问题的作用.