天津污灌区苯并(a)芘的分布和迁移通量模型

建立了估算苯并 (a)芘在天津污灌区气、水、土壤及沉积物相间的迁移通量和浓度分布的逸度模型框架 ,利用通量资料作为模型输入 ,利用实测浓度数据验证了模型的可靠性 .结果表明 ,模型对大气、地表水、土壤和沉积物中浓度的估算大体吻合 ,沉积物和土壤是苯并 (a)芘的主要环境归宿 ,而大气中的平衡浓度相对较低 ,水体及土壤中的苯并 (a)芘可能通过作物和鱼体富集而进入生态系统 .

粤北水边河流域钙元素迁移的基岩制约作用

岩石风化是控制流域水体水化学特征的关键因素之一。为探索岩溶流域中不同基岩风化作用对地表水化学的影响,本文选择粤北典型岩溶流域(水边河)为研究对象,以水体[Ca^(2+)]变化和钙迁移机制为研究主线,通过连续5年的系统调查及采样分析,揭示不同岩性风化对干流水体中Ca^(2+)输送通量的贡献率和岩溶流域钙元素迁移的影响机理。结果表明:(1)不同基岩支流的水体[Ca^(2+)]差异明显,特别是在干季,碳酸盐岩支流水体的[Ca^(2+)]分别是花岗岩、砂岩和砾岩支流的3.8倍、4.7倍、14.9倍;(2)不同基岩支流汇入干流后,水化学变化具有滞后性,并且呈现季节性差异。其中,碳酸盐岩支流汇入后,干流水体的[Ca^(2+)]会滞后升高,而其他支流会稀释[Ca^(2+)],产生稀释作用,其效果在湿季比干季更明显;(3)通过统计分析得出,碳酸盐岩支流在流域土地面积占比为28%,而其对流域水体中[Ca^(2+)]的贡献率达到83%,说明岩溶流域中碳酸盐岩的风化的制约着钙元素的迁移过程;(4)2016-2020年间,水边河向连江输送的钙通量平均值为7.2×10^(4) t·a^(-1),其中,湿季平均输送量为5.8×10^(4) t·a^(-1),干季平均为1.4×10^(4) t·a^(-1);但岩溶水体中钙元素迁移不仅仅有水体溶解的Ca^(2+),还有沉积态钙迁移和水生生物的钙迁移过程,而农业活动及酸雨等过程可导致水体中[Ca^(2+)]发生明显变化,因此,农业活动和酸雨等对钙迁移的影响需要多加关注。

土壤重金属对地下水的危害评价方法研究——以吉林省珲春盆地为例

【研究目的】土壤中不断富集的重金属对地下水产生潜在危害,但以往研究缺少定量评价土壤重金属对地下水危害度的方法。【研究方法】本文以地下水循环和固液平衡理论相结合,构建了简便易用的土壤重金属进入地下水的通量模型,在评价地下水环境容量的基础上,创新提出了土壤重金属对地下水危害评价方法。【研究结果】以珲春盆地为例进行了应用,结果表明:研究区土壤重金属进入地下水通量从大到小依次为Zn、Cu、As、Pb、Cd、Ni、Hg,大部分地区地下水重金属(As、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni、Cd)在10年内达不到环境容量限值,大部分乡镇土壤重金属对地下水的危害等级在中度及以下级别。【结论】通过该评价方法能够简单快捷的定量计算土壤重金属进入地下水的通量,判定地下水重金属剩余容量,评价土壤重金属对地下水的危害状况,为相关部门开展土壤及地下水的环境保护提供支撑,为相关学者开展类似研究提供借鉴。

天津地区六六六的归宿和跨界面迁移

以天津市为研究区域 ,以 80年代有机氯农药禁用前为时限 ,利用稳态非平衡逸度模型估算了稳态条件下六六六的四种异构体在环境各相中的迁移和分布 .模型估算结果用同期各主要介质的实测浓度加以验证 .结果表明 ,农业施用和农药厂排放是该地区环境中六六六的主要来源 ,最大的汇则是土壤和水体沉积物 ,该地区最主要的界面迁移过程包括大气向土壤的沉降、水体向沉积物的沉降以及气相平流输出等 。

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%.

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问迁移通量,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9.72x109,9.87x105,4.61×106,8.28×106mol/m3,与当地对应环境相中的DDTs实测浓度2.69×109,2.41×109,8.15×106,2.43×105mol/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,结果娃示,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,占总输入黾的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。

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 195 2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浓度的验证表明二者吻合较好 .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 。

特大暴雨下油松林根系对土壤元素迁移的影响

根际是元素由土壤进入植物体的主要界面,降水对根际土壤元素的迁移有显著影响。本文用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,定量分析了特大暴雨下不同深度土层油松林根系影响土壤元素的稳定输出通量的剖面特征,旨在探索黄土区林木根系对土壤养分生物有效性的提高途径。研究结果表明,特大降雨条件下,油松林地的元素随土层深度增加呈明显的递减规律,在农地土壤剖面中变异不明显。油松林地元素稳定输出通量的平均值显著大于无根系土壤。油松林0—30 cm土壤剖面中的元素输出通量占总剖面元素输出通量的96.32%;油松林根系对常量元素K、Na、Mg、Ca、有益元素Si、微量营养元素Mn有明显稳定强化作用的土层深度范围为0—30cm,对有益元素Al和微量元素Cu、Fe有明显稳定强化作用的土层深度范围为0—45 cm。

抗生素在紫色土地表径流和地下渗流中的迁移

以川中丘陵区典型石灰性紫色土为对象,在生态养鸡果园管理模式下,探究不同种类粪源抗生素在连续自然降雨事件下随土壤水文过程的迁移浓度、通量及其对降雨的动态响应规律.结果表明,在蓄满产流机制下,连续强降雨导致地表径流和地下渗流中的抗生素浓度急剧增加.降雨过程中,抗生素浓度对降雨强度有明显响应,浓度峰与雨强峰一一对应,地下渗流的响应峰存在15~30min滞后.磺胺类抗生素在地表径流和地下渗流中的平均浓度分别高达1.22,4.07μg/L.在优先流作用下,吸附性较强的喹诺酮类和四环素类抗生素即使在降雨初期也能在地下渗流中被检出.地下渗流也是研究区紫色土中抗生素迁移的重要路径,其迁移总通量比地表径流高2个数量级.此外,鸡粪处理下抗生素迁移浓度和通量显著高于对照,表明粪源基质对污染物具有辅助运移作用.pH值和胶体浓度是主要影响因素,在降雨过程中的变化可引起抗生素形态及其与胶体结合作用改变.相关分析表明,胶体浓度与抗生素都呈正相关,pH值与磺胺类、四环素类抗生素和泰乐菌素呈显著正相关,而与氟苯尼考和喹诺酮类抗生素负相关.

基于PDV模型对一维“锅盖效应”气态水迁移的研究

“锅盖效应”是一种重要的土中水汽迁移现象,常发生于季节性冻土区域,带来许多工程病害的发生。在目前“锅盖效应”试验与理论的研究、非饱和土体水汽迁移模型的基础上,考虑多种影响因素,基于PDV模型提出并推导了一维“锅盖效应”气态水迁移方程,用于描述或预测“锅盖效应”现象,并分析了温度与饱和度对“锅盖效应”迁移通量的影响。

壤中流驱动下可溶性有机碳迁移的研究进展

土壤碳库的相对稳定是保持土壤肥力、维持碳素平衡和应对全球气候变化的重要途径。土壤侵蚀尤其水力侵蚀是土壤碳库命运的重要影响因子,土壤碳的侵蚀损失受到持续和普遍关注;但是目前水力侵蚀作用下土壤碳素动态研究主要着重于地表径流和泥沙,而对壤中流驱动下的碳素(主要是可溶性有机碳DOC)损失研究较少涉及。对部分壤中流发育发达的土壤剖面而言,DOC的迁移损失不仅是碳素损失的重要途径,也会影响到水体环境和人类健康,理应受到更多关注。在简要概括水力侵蚀过程中有机碳随地表径流和侵蚀泥沙的迁移以及矿化释放等关键过程的基础上,重点阐述了国内外不同生态系统壤中流驱动下DOC的迁移通量及其迁移机制2方面的研究进展。在迁移通量方面,国外着重于森林和草地生态系统,而国内偏重于耕地。在迁移机制方面,国内外都是主要关注降雨因素(包括降雨量和降雨强度)对DOC迁移过程和迁移通量的影响。在此基础上总结现有研究的不足,指出今后需在研究内容(径流入渗过程中土壤DOC的再分配及其影响因素、DOC和可溶性有机氮DON的同步监测)、研究对象(红壤坡耕地)和研究手段(自然降雨背景下野外坡耕地原位定位观测)3方面加强研究,以期对相关领域的研究起到一定程度的推动作用。

平原感潮河网地区不同土地利用下营养盐迁移特征

分别在南通平原河网地区选择典型非圩区开展野外原位试验,用野外观测和室内分析相结合的方法,研究平原非圩区典型试验小区不同土地利用下营养盐在自然降雨—径流驱动下迁移的时空分布特征。结果表明,导致营养盐迁移时空分布存在显著差异的主要原因为不同的土地利用类型、施肥条件及植被覆盖度等,不同土地利用下的径流量差异是导致营养盐迁移通量存在显著差异的主导因素。

紫色土坡耕地硝酸盐淋失特征

利用具有壤中流测定功能的径流小区的定位观测结合土壤剖面硝酸盐累积的动态分析,研究了紫色土坡地硝酸盐淋失特征.结果表明,紫色土坡地硝酸盐呈旱季累积,雨季淋失的特点,而壤中流是紫色土硝酸盐淋失的主要通道.紫色土为土层浅、土壤下伏透水性极弱的紫色泥页岩,同时夏季降雨丰富,壤中流极为发育,2003～2005年壤中流平均流量为169.7mm,占雨季径流量的52.42%,其中,NO3--N含量持续偏高,2003～2005年平均含量高达14.92mg.L-1.3年平均随壤中流淋失的硝态氮达27.98kg.hm-2,占年施肥量的10.0%,硝酸盐淋失具有季节与年际间差异,淋失负荷主要受壤中流流量影响.紫色土坡地硝酸盐随壤中流大量淋失不仅造成当地浅层地下水硝酸盐污染,而且将加剧长江三峡库区水环境压力.

粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋

以广东省及港澳两地为研究区域,在完全混合和稳态假设下采用多介质逸度模型估算了目前状况下16种优控多环芳烃(PAH16)在环境各相中的质量浓度及跨界面迁移通量,并采用实测质量浓度数据进行模型验证。除个别数据外,预测质量浓度与验证质量浓度的差别在一个数量级以下,且多数在半个量级之内。模型计算结果表明:化石燃料燃烧是当地PAH16的主要来源,大气和土壤中的降解是其消失的主要途径,PAH16在该地区的最重要界面迁移过程是气地(水)交换。

长江流域四川段Cd异常源追踪

在成都经济区区域生态地球化学调查基础上,重点研究长江各支流重金属元素Cd的来源与分布、分配特征,定量估算金沙江等四大支流Cd的输出通量。结果表明,该区早期及现代沉积物、悬浮物中Cd均为高背景值,其质量分数达0.2×10-6;水系沉积物及悬浮物中Cd的高值点明显受到流域内分布的铅锌矿、金矿等多金属硫化物矿床或矿点影响;区内各水系Cd的输出通量明显增加,岷江、沱江Cd的输出通量占流域总通量的比例上升,嘉陵江所占比例下降,金沙江略有变化;水体中Cd的输出通量所占比例在泥沙中减少,在悬浮态和溶解态中增加。

挥发性有机物气液分配常数与分子结构的关系

本文介绍了根据双膜模型推导的挥发性有机物自水体向大气迁移通量的计算公式.给出了多次平衡/气相色谱测定气液分配常数的理论方法.重点讨论了气液分配常数与分子结构的关系.

不同坡度下玉米生长期紫色土坡面径流及其可溶性有机碳流失特征

为探明紫色土横垄坡面径流与可溶性有机碳流失对不同坡度的响应特征,通过径流小区和野外人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同坡度条件下玉米各生育期地表径流、壤中流及其可溶性有机碳(DOC)流失特征。结果表明:玉米各生育期同一降雨时间段地表径流量均表现为20°>15°>10°,壤中流径流量却表现为10°>15°>20°。不同坡度下,玉米生育期地表径流量大小总体表现为苗期>成熟期>拔节期>抽雄期,壤中流量整体表现为抽雄期>拔节期>苗期>成熟期。玉米各生育期地表径流DOC质量浓度均表现为20°>15°>10°,不同坡度下玉米生育期地表径流DOC质量浓度表现为苗期>拔节期>成熟期>抽雄期。苗期、拔节期和成熟期壤中流DOC质量浓度大小表现为10°>15°>20°,不同坡度下玉米生育期壤中流DOC质量浓度的总体表现为苗期最大,抽雄期最小。玉米各生育期地表径流DOC迁移通量大小均表现为20°>15°>10°,不同坡度地表径流DOC迁移通量均表现为苗期>成熟期>拔节期>抽雄期;玉米各生育期壤中流DOC迁移通量大小均表现为10°>15°>20°,不同坡度下壤中流DOC迁移通量与地表径流一致。研究结果可为不同坡度条件下玉米生长期坡面径流损失和有机碳流失调控提供理论依据。

玉米苗期横垄坡面侵蚀产沙与有机碳流失特征

为揭示紫色土横垄坡面侵蚀产沙与有机碳流失对坡度的响应特征,通过人工模拟降雨和野外径流小区相结合的方法,探讨了不同坡度下玉米苗期径流、侵蚀泥沙及其有机碳流失特征。结果表明:玉米苗期不同坡度下地表径流量总体表现为降雨初期变化较为稳定,随降雨时间持续呈逐渐增加的趋势,而壤中流表现为10°坡度下,径流量在降雨初期变化不大,随降雨时间持续呈逐渐增大的趋势,15°和20°坡度下壤中流则表现为逐渐增加的变化趋势;不同坡度下侵蚀强度均表现为20°>15°>10°,且20°坡度下侵蚀强度显著高于10°和15°坡度;不同坡度下,地表径流总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)质量浓度随降雨时间延长呈逐渐降低趋势,有机碳质量浓度均表现为20°>15°>10°,而壤中流表现为先升高后降低的趋势,质量浓度表现为10°>15°>20°,且地表径流、壤中流TOC和DOC质量浓度相差不大;不同坡度下TOC和DOC迁移通量总体表现为壤中流大于地表径流,地表径流有机碳迁移通量则表现为20°>15°>10°,而壤中流迁移通量表现为10°>15°>20°,且径流DOC迁移通量占TOC迁移通量百分比高达90%;不同坡度下侵蚀泥沙中有机碳含量随坡度增大均呈减小趋势,且同一坡度下,泥沙有机碳含量随降雨时间的延长呈降低的趋势;侵蚀泥沙中有机碳富集明显,随坡度的增大富集比减小。因此,紫色土区坡耕地径流中有机碳主要以DOC的形式流失,壤中流为DOC迁移的主要方式。

用支撑液膜分离钻镍的研究

用P507作载体,微孔聚丙烯中空纤维膜(Accurel膜)作支撑体,研究了支撑液膜分离硫酸介质中的Ni^(2+)、Co^(2+),研究了膜液、料液、反萃液成分以及料液、反萃液流速诸因素对Ni^(2+)、Co^(2+)通量的影响。