1950年以来BHC在杭州环境中积累、迁移与残留动态的模拟研究

根据区域环境背景值、BHC施用量及其物化性质参数,以逸度模型为工具,建立了描述BHC在杭州多介质环境中迁移转化的动态模型．通过模拟结果了解各时期BHC在气、水、土壤、沉积物、鱼、植物叶和根等10种环境介质中的积累、迁移和残留情况,并考虑了环境介质物理性质差异、温度对BHC热力学参数的影响,及对其环境行为和归宿的影响．模型模拟了自1952年BHC在研究区域大量施用以来,在环境中逐渐累积并达到稳定,因BHC禁用又逐渐消失的过程中,BHC在各环境介质中的分布、浓度及其在毗邻介质间迁移通量的动态变化．对模拟结果与实测BHC浓度的验证表明二吻合较好．虽然杭州地区有机氯农药用量远高于其它地区,但由于该区温度较高有利于BHC的降解和挥发,目前BHC的浓度和残留量均低于北方地区．该研究的成果可用于有机污染物暴露风险评价,还可为预测其它有机污染物的归宿提供基础数据和模型框架．     

2005年全球主要污染区γ-HCH土壤残留的模拟与验证

采用修改过的CanMETOP模型,修正过的2005年1°(经度)×1°(纬度)精度网格的γ-HCH残留清单作为模型的输入数据,计算了2005年全球大气中γ-HCH的浓度.2005年全球土壤残留为13600t,其中印度、中国、原苏联以及欧洲(去除原苏联)4个区域的土壤残留量占全球γ-HCH总残留量的72%.选取已发表的与研究区域相关的3组2005年的大气γ-HCH的监测浓度与其相对应的模拟结果进行对比,结果显示这3组数据具有很好的相关性,验证了γ-HCH残留清单的准确性和修改后的模型的有效性.     

南京地区DDTs跨界面迁移与归趋的研究

以DDTs(p, p￠ -DDT, o, p￠ -DDT, p, p￠ -DDD)为研究对象,建立了南京地区DDTs的四级逸度模型,模拟计算了DDTs研究区域环境大气、水体、土壤、沉积物和植物相中的浓度及相间迁移通量.结果表明,以p, p￠ -DDT为例,在水、土壤、沉积物、植物相中的模拟输出浓度分别为9.72×10-9,9.87×10-5,4.61×10-6,8.28×10-6mol/m3.与当地对应环境相中的DDTs实测浓度2.69×10-9,2.41×10-4,8.15×10-6,2.43× 10-5mol/m3在数量级上吻合较好,验证了模型在南京地区的适用性,并预测了2000~2050年间DDTs在各相中浓度的动态变化情况.比较了各城市间多介质环境迁移特征,结果显示,南京地区的DDTs相间迁移过程与杭州地区近似,主要迁移过程依次为:气-土沉降,水-沉积物相沉降,气-水沉降,土-水流失(土壤侵蚀),水-气扩散.但不同于我国北方地区的以气-土沉降,气-水沉降或水-气扩散为主.南京地区早期的农药施用是DDTs的主要来源,占总输入量的97.69%,大气和土壤中的降解则是DDTs的主要消失途径,占总降解量的95.44%~95.96%,其余4.04%~4.56%通过水、沉积物、植物降解和气/水平流输出而消失.今后几十年中,土壤和沉积物成为DDTs的主要储库,占总量的99.28%左右,并且植物相中的浓度已大幅下降.     

北京地区二噁英类的环境多介质迁移和归趋模拟

以二噁英类为研究对象,利用LevelⅢ多介质逸度模型模拟计算了稳态假设下二噁英类在北京地区空气相、水相、土壤相和沉积物相中的浓度分布及各相间的迁移通量.结果表明:二噁英类在空气和土壤相中的模拟输出浓度(以I-TEQ计,全文同)范围分别为0.32～0.34 pg/m3和0.33～1.14 ng/kg,而相应环境相中的实测值分别为0.33 pg/m3和1.48 ng/kg,二者吻合较好,验证了该模型在北京地区的适用性;北京地区二噁英类的主要迁移过程为空气相—土相沉降和空气相—水相沉降.土壤和大气降解是二噁英类的主要消亡途径,二者占总降解量的99.1%.土壤相是二噁英类的最大储库,其占总量的97.8%.      

基于EOS/MODIS资料的太湖藻类动态模拟

建立了太湖藻类生长的动态模型,并将其与水动力模型和水质模型相耦合,利用2001年7～8月太湖的实测资料对模型进行了率定。借助该模型,对2004年8月太湖水体中TN、TP的变化以及藻类生长过程进行了模拟。利用中分辨率成像光谱仪EOS/MODIS的数据对太湖叶绿素a浓度进行遥感定量,将遥感监测数据和模型计算结果进行了比较。结果表明:该模型可进行风生湖流、TN、TP的模拟,以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值能较好地拟合遥感监测值,且遥感监测图和模型模拟图所反映的全太湖叶绿素浓度分布基本一致。最后根据遥感和模拟对太湖全区的藻类分布作了具体的分析。     

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.     

基于DYRESM模型的太湖全年水温模拟及其在水华预警中的应用

水温是湖泊生态系统的重要驱动因子,太湖蓝藻水华暴发过程与湖泊全年水温变化密切相关。本文从水温角度出发,运用澳大利亚西澳大学水研究中心开发的一维DYRESM水动力学模型模拟了太湖2005全年的水温变化状况,并通过太湖2005年水温实测值进行了验证,模型结果较好的反应了2005年太湖逐日水温的变化情况。另外从水温角度对太湖蓝藻水华暴发阶段作出分析,为太湖蓝藻水华暴发的预测预警研究进行了方法上的准备和探索。     

三峡水库水环境中内分泌干扰物TBT的多介质迁移和归趋模拟

运用环境多介质QWASI等量浓度模型模拟了三峡水库水环境中内分泌干扰物TBT在各环境介质中的浓度分布及迁移归趋,同时讨论了三峡水库运行方式对库区水环境中TBT环境行为的影响.结果表明,QWASI模型能够较为合理地给出各个物理化学过程的速率参数,可对TBT在三峡水库这种超大型河道型水库中跨介质间的迁移传输、各环境相分布等作出定性和定量的模拟估计,模型输出结果与实测结果较为吻合.研究表明,三峡水库的运行方式对TBT在库区水环境中沉积物和水相间的迁移转化有重要影响.     

基于Metropolis准则的BP模型改进及在太湖Chl-a预测中的应用

水体富营养化及藻华暴发已成为湖泊治理中的主要问题,利用历史监测数据,采用BP神经网络对水体中叶绿素a(Chl-a)浓度进行预测,已成为藻华预警的主要手段.但该方法存在迭代速度慢、易陷入局部极值等局限性,导致产生拟合结果不优或预测误差较大等问题.利用Metropolis接受准则的全局寻优能力,将其与BP神经网络相结合构建...     

兰州地区HCHs 的跨界面迁移与归趋

利用三级逸度模型估算了稳态假设下HCHs 的4 种异构体在兰州地区土壤、大气、水体及沉积物环境相中的迁移通量和浓度分布.结果表明,HCHs 的土壤浓度为0.799mg/kg,在数量级上与实测值吻合较好,其主要的迁移过程是土-气扩散、土壤侵蚀、水-气扩散,土壤中降解和大气平流输出是HCHs 从研究区域消失的主要途径.农业施用是该地区环境中HCHs 最主要的来源,最大的汇是土壤和水体(占环境中总量的99.8%).     

硅氧烷在环境中的迁移转化及其对生物气应用的影响

近年来大量使用含有机硅氧烷材料造成硅氧烷作为污染物进入环境,数量逐年增加.在垃圾填埋场和污水处理厂消化产生的生物气(沼气)中出现的硅氧烷会在燃烧过程中结垢,十分不利于生物气的利用,必须清除.本文综述了硅氧烷的理化性质、在环境中的迁移转化规律与生物降解性能、在生物气中的浓度分布以及去除技术,并对生物气应用中的硅氧烷的控制对策研究作出展望.作者强调,需进一步深入研究硅氧烷的生物降解的机理.     

深圳地区全氟辛烷磺酸的环境多介质迁移和归趋行为研究

为探究全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)在深圳地区的环境多介质迁移和归趋行为,本研究利用LevelⅢ逸度模型,通过输入PFOS的物理化学性质参数和深圳地区环境参数,首先模拟计算了深圳地区大气、水体、土壤和沉积物中PFOS的含量并用实测数据进行验证,其次基于PFOS在各相间的迁移通量分析确定了其主要的迁移途径及归趋行为,最后对模型的输入参数和输出结果分别进行了灵敏度和不确定度分析.结果表明,大气、水体、土壤和沉积物中的PFOS模拟含量分别为1.4 pg·m~(-3)、7.0 ng·L~(-1)、0.39μg·kg~(-1)和0.11μg·kg~(-1),和实测结果较吻合.气相到土相、土相到水相和气相到水相的迁移量分别占PFOS相间总迁移量的32%、32%和5.8%,是PFOS相间的主要迁移途径,而PFOS随水体迁出是其从区域环境迁出的主要途径.大气和水体的平流输入速率、温度、PFOS的水溶性和降雨,以及土壤和沉积物的密度是影响模型输出结果的关键参数.不确定度分析结果则表明PFOS含量在水体中的变异系数最小而在土壤中的最大,这可能是由土壤易于变化的有机碳含量造成的.     

兰州地区16种多环芳烃的长距离迁移潜力和总持久性模拟研究

使用TaPL3模型对兰州地区16种PAHs通过大气和水体的长距离迁移潜力(LRTP)和总持久性(Pov)进行了模拟研究,比较了不同环数多环芳烃(PAHs)的特征迁移距离(CTD)和Pov的大小,对两者的关系进行了分析讨论,并以BaP为例对关键参数进行了灵敏度分析.研究结果表明,16种PAHs在兰州地区通过大气的特征迁移距离(CTDAir)在18.9km(BghiP)和734.9km(PYR)之间,总持久性(PovAir)在0.41d(ACE)和1304.76d(BaP)之间;通过水体的特征迁移距离(CTDWater)在511.1km(NAP)和34472.6km(BghiP)之间,PovWater在5.35d(NAP)和4156.59d(BghiP)之间.16种PAHs中,芘在空气中的LRTP最大,苯并[ghi]芘在水中的LRTP最大.中、高环数PAHs的PovAir和PovWater要比低环数PAHs高.此外,CTD和Pov没有表现出直接的关系.与国外的同类研究相比,BaP在兰州地区的CTDAir明显偏低.     

典型有机氯农药在珠三角地区多介质环境中的归趋模拟

本研究以p,p''-DDT与γ-HCH为目标污染物,通过建立Ⅳ级环境多介质逸度模型,模拟目标污染物在高温高湿气候条件下珠三角地区从1952~2030年的79年间在环境介质中迁移转化随时间和温度变化的规律.模拟结果较好地反映了p,p''-DDT与γ-HCH浓度随农药施用和禁用等农业政策而经时变化的情况：持续施用导致p,p''-DDT与γ-HCH在气、水、土、底泥中的浓度随时间逐年增加;有机氯农药被禁止使用,则导致二者浓度逐渐下降并趋于稳定;预测到2030年p,p''-DDT在气、水、土、泥中的浓度分别为6.1×10^-12、3.2×10^-9、6.07×10^-7和8.72×10^-7 mol·m^-3;γ-HCH的浓度则分别为3.37×10^-11、1.14×10^-8、1.21×10^-6和4.18×10^-7 mol·m^-3.通过将温度设计为变量参数对模型进行校正后的模拟值比恒温模拟值更接近实测值.结果表明,在整个环境介质中出现有机氯农药由大气分别向土壤和水体、土壤向水体、水体向底泥传输的规律,并最终赋存于土壤和底泥中;有机氯农药排放量、降解速率、温度及辛醇-水分配系数K_ow是模型主要的敏感参数;不确定性分析显示整体参数的改变对大气模拟浓度影响最大;有机氯农药在环境中的浓度分布存在季节性差异,温度变化会影响有机氯农药在环境中的分配.     

基于平衡分配法的太湖沉积物重金属质量基准及其在生态风险评价中的应用研究

水体沉积物评价和管理中最紧迫的问题是建立水体沉积物质量基准以保护水生生物.以太湖为研究对象,利用平衡分配法初步探讨了太湖不同湖区中Pb、Cu、Zn、Cr4种重金属的质量基准,分析了各校正项对不同重金属基准的贡献,利用基于沉积物质量基准的SQG-Q法对太湖各湖区沉积物重金属的潜在生态风险进行了评估.结果表明：SQGPb、SQGCu、SQGZn和SQGCr分别为21.2～307.4mg·kg-1、52.3～281.0mg·kg-1、399.7～1659.1mg·kg-1和21.2～68.7mg·kg-1,不同湖区沉积物重金属质量基准存在差异;SQGPb基本由AVS校正决定,Kp·WQC值和粒径校正两者主要决定了SQGCu和SQGZn,SQGCr则由Kp·WQC值、粒径校正、残渣态校正共同决定;四种重金属含量与沉积物质量基准初步值相比,超基准程度次序为Cr〉Pb〉Zn〉Cu;太湖各湖区沉积物中的重金属存在中等潜在生态风险,且大小顺序为竺山湾〉梅梁湾〉贡湖湾〉东太湖〉西部沿岸区和东部沿岸区〉湖心区〉南部沿岸区.