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1、多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是環(huán)境中普遍存在的持久性有機(jī)污染物(POPs),具有致畸、致癌、致突變效應(yīng),受到國(guó)內(nèi)外研究的極大關(guān)注。其主要來(lái)源于化石燃料和生物質(zhì)燃料的不完全燃燒。PAHs先以氣態(tài)和顆粒物形態(tài)進(jìn)入大氣,然后通過(guò)干濕沉降、擴(kuò)散等途徑進(jìn)入水體、土壤等其他介質(zhì),最終直接或間接對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
本研究估算了上海城市大氣PAHs排放量,運(yùn)用城市多介質(zhì)
2、模型模擬了PAHs在城市多介質(zhì)環(huán)境中的遷移歸趨,探討了PAHs在城市多介質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化、分配等過(guò)程的行為特征,并預(yù)測(cè)了未來(lái)上海地區(qū)PAHs的多介質(zhì)遷移歸趨,揭示了城市環(huán)境變化對(duì)PAHs遷移行為的影響,最后對(duì)介質(zhì)中PAHs進(jìn)行了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),為上海市環(huán)境保護(hù)和城市合理發(fā)展提供了良好的科學(xué)依據(jù)。
上海大氣PAHs排放量估算結(jié)果表明,上海地區(qū)PAHs主要排放源的年排放量2000年為580.47噸,2007年為528.66噸
3、,2000年至2007年P(guān)AHs年排放量基本呈下降趨勢(shì)。各組分中萘和菲的排放量最大,高分子量的PAHs組分排放量較小。主要排放源中煉焦用煤和民用燃煤的貢獻(xiàn)率占主導(dǎo)地位,天然氣和工商業(yè)用煤對(duì)PAHs排放貢獻(xiàn)率最小。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通燃油排放量呈上升趨勢(shì),說(shuō)明交通源排放日益嚴(yán)重。通過(guò)應(yīng)用模型MUM模擬發(fā)現(xiàn),PAHs主要累積在沉積物與土壤中,但在不透水層的膜中濃度達(dá)到最大;PAHs在沉積物、土壤和水體中的停留時(shí)間最長(zhǎng);直接排放輸入是P
4、AHs進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)的主要途徑,而平流輸出則是PAHs在系統(tǒng)中損失的主要途徑,但隨著環(huán)數(shù)的增加,PAHs在水體、植被、土壤中降解損失所占的比例逐漸增大,而在大氣中降解損失明顯減少;從大氣向植被及不透水層的遷移通量最為顯著。PAHs組分的不透水層向水體的遷移通量隨著環(huán)數(shù)的增加而增加。對(duì)普陀區(qū)各采樣點(diǎn)大氣懸浮顆粒物中PAHs分析表明,大氣懸浮顆粒物中PAHs總量在119.85-237.84ng/m~3,平均值為175.65ng/m~3,低于國(guó)
5、內(nèi)其他城市大氣PAHs含量,但普遍高于國(guó)外城市大氣PAHs含量。各組分中以萘的含量為高,其次為菲,高環(huán)組分含量較低。各功能區(qū)中大氣懸浮顆粒物PAHs含量差異不大,校園區(qū)的高PAHs含量與周邊的環(huán)境有密切關(guān)系。通過(guò)運(yùn)用LMW/HMW及多特征值對(duì)各采樣點(diǎn)的PAHs進(jìn)行來(lái)源初判,表明校園區(qū)和居民區(qū)PAHs的來(lái)源為石油類(lèi)和不完全燃燒的混合源,而內(nèi)環(huán)、外環(huán)、校園區(qū)和居民區(qū)PAHs的來(lái)源為石油類(lèi)和不完全燃燒的混合源,而內(nèi)環(huán)、外環(huán)、工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)主要
6、來(lái)源木材、煤炭和生物燃料的不完全燃燒。預(yù)測(cè)了上海2008年大氣PAHs排放量為461噸,根據(jù)相關(guān)政策確定了2008年上海的環(huán)境參數(shù),運(yùn)用MUM模擬得到大氣中PAHs含量為157.42ng/m~3,與實(shí)測(cè)值具有較好的一致性。
根據(jù)此方法,模擬了2020年上海PAHs多介質(zhì)遷移歸趨,發(fā)現(xiàn)2020年各介質(zhì)中PAHs濃度均低于2008年,PAHs在沉積物和土壤中的累積量分別為80.4噸和64.5噸,與2008年相比,沉積物中PAHs質(zhì)
7、量下降顯著。2008年與2020年P(guān)AHs多介質(zhì)遷移行為對(duì)比表明,不透水層的存在增強(qiáng)了PAHs在整個(gè)系統(tǒng)中的可遷移性,并且通過(guò)大氣—不透水層—水體系統(tǒng)增加了水體中PAHs的含量,造成地表水的污染,PAHs通過(guò)大氣—植被—土壤系統(tǒng)被固定在土壤中,從而降低了可遷移性,因此植被有助于改善大氣環(huán)境污染狀況。通過(guò)將模型模擬得到的2005年、2008年及2020年BaP濃度及BaPE與國(guó)標(biāo)和WHO推薦值相比對(duì),均沒(méi)有超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值,但都高于國(guó)際推薦
8、值。各采樣點(diǎn)實(shí)測(cè)的大氣懸浮顆粒物中的PAHs,BaP濃度未超國(guó)家規(guī)定值,但大大高于WHO的標(biāo)準(zhǔn)值,而且外環(huán)和工業(yè)區(qū)的濃度接近于規(guī)定值。從BaPE來(lái)看,外環(huán)和工業(yè)區(qū)已經(jīng)超過(guò)了國(guó)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值,對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生污染,對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窬哂兄掳╋L(fēng)險(xiǎn)。而2005年、2008年及2020年上海土壤中PAHs各組分基本都未超過(guò)治理標(biāo)準(zhǔn)。但是覆蓋在不透水層上的膜中的PAHs組分含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的10-20倍,具有極高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
為防止PAHs今后的污染進(jìn)
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