持久性有机污染物环境多介质空间分异模型研究进展

环境多介质空间分异模型能够对持久性有机污染物(POPs)在环境多个介质中空间尺度上的迁移转化和分配过程进行准确、细致和接近真实的描述,是进行POPs的环境多介质归趋模拟和环境风险评价的重要工具。将环境多介质空间分异模型分为环境多介质质量平衡空间区划模型和大气化学传输模型,对目前几种常用的环境多介质空间分异模型GLOBO-POP、CliMoChem、BETR、IMPACT2002、G-CIEMS、MSCE-POP和DEHM-POP模型的基本情况进行了介绍,并分析了这些模型近十年来在国内外的开发和应用情况。对当前国内外环境多介质空间分异模型研究中存在的不足进行了分析,指出监测手段的落后、基础环境参数的不足和实验数据的稀缺是制约国内此类模型发展的主要因素,并对环境多介质空间分异模型的开发和应用前景进行了展望。

不同环境介质中有机磷酸酯赋存状况和源解析研究

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)具有神经毒性、内分泌干扰活性和生殖毒性等毒害作用,其环境残留对生态安全和人类健康方面引起的潜在风险备受关注。本文从产品释放、环境排放以及环境多介质模型预测等方面阐述OPEs的污染赋存特征和环境迁移的主要途径。研究发现,OPEs的主要输入源是产品使用中的释放和点源、面源途径的环境排放,赋存在沉积物中的OPEs种类最多。收集和分析OPEs的环境赋存信息,可为建立和完善该类新污染物的风险管控体系提供参考。

利用多介质环境逸度模型比较典型抗生素磺胺甲唑和恩诺沙星在水产养殖中的环境归趋

磺胺甲唑和恩诺沙星是我国水产养殖过程中2种常用的抗生素,但两者在罗非鱼养殖环境中的归趋行为尚不明确。以NY 5071-2002《渔用药物使用准则》和SC/T 1083-2007《恩诺沙星水产养殖使用规范》为依据,通过野外养殖研究2种药物在罗非鱼养殖环境中的分配规律,应用多介质环境逸度模型模拟药物在养殖环境中的归趋行为。预测结果显示,磺胺甲唑在养殖水体、鱼体、沉积物中的分布占比分别为92.10%、7.28%、0.60%;恩诺沙星在养殖水体、鱼体、沉积物中的分布占比分别为64.10%、35.50%、0.44%。实际磺胺甲唑在养殖水体和鱼体中的分布占比分别为74.87%、2.66%(肌肉1.03%、肝脏1.10%和肠道内容物0.53%),底泥样本未检出;恩诺沙星在鱼体中的分布占比为36.29%(肌肉33.35%、肝脏1.62%和肠道内容物1.32%),养殖水体和底泥样本均未检出。磺胺甲唑在养殖水体、肌肉、肝脏和肠道内容物中代谢至初始水平[水体(2.5±0.9)ng·mL^(-1)、肌肉(2.7±0.1)ng·g^(-1)、肝脏(37.0±9.3)ng·g^(-1)、肠道(21.5±5.4)ng·g^(-1)]分别需要32.5、36.0、13.1和20.4 d;恩诺沙星在肝脏和肠道内容物中代谢至初始水平[肌肉(8.1±2.0)ng·g^(-1)、肝脏(4.5±0.3)ng·g^(-1)、肠道(31.7±2.7)ng·g^(-1)]分别需要5.7和10.3 d,但在肌肉中并未消除[残余含量(55.7±4.9)ng·g^(-1)]。建议磺胺甲唑休药期应不少于36 d,恩诺沙星休药期应不少于20 d。该研究对保护渔业生态环境、保障罗非鱼水产品的质量安全具有重要意义。

湖泊和水库中甲基汞行为的多介质模型研究

以QWASI模型为例 ,简介了多介质环境数学模型 ,并运用模型对氯化甲基汞的行为进行了研究。计算结果表明 ,在环境条件满足一定要求的情况下 ,空气是水体中污染物的主要来源相 ,与文献报道一致。证实了多介质环境模型在湖泊和水库体系汞行为模拟中的适用性。通过对多个模型输入参数进行敏感度分析 ,发现污染物在空气中的背景浓度、水体流域面积、水中溶解度、年降雨量等较为重要。针对现有QWASI模型研究水体中汞行为的局限 。

多介质空间分异模型的研究进展

鉴于多介质空间分异模型能够更综合、更细致、更真实地描述化合物在实际环境中的分配、传递与转化过程,是评价化合物环境行为的一种有效工具,在介绍多介质模型分类情况的基础上,综述空间分异模型近十年的发展与应用情况,并对其应用前景和发展趋势作了展望.

基于SWAT-KM暴露模拟的环境暴露与环境风险分析方法--以壬基酚为例

水文过程是环境系统中化学物质迁移的关键过程,也是化学物质环境暴露浓度不确定性的主要来源之一。利用半分布式水文模型SWAT对水文以及植被生命史过程的高精度模拟能力,通过增设表层大气模块、扩容植被模块等设计,研发了SWAT-KM模型,实现流域尺度化学物质在“土壤、地表水及沉积物、表层大气、植被、浅层地下水”等环境多介质系统中的日精度迁移转化模拟,并开展江苏省中部地区某小流域壬基酚环境暴露浓度的逐日浓度模拟应用。结果表明,SWAT-KM模拟的壬基酚暴露浓度具有时空分异、多介质浓度协同变化的特征,暴露浓度与降水等气象水文过程有较强关联。使用模拟浓度的75%分位点值作为预测环境浓度(PEC),发现研究区壬基酚造成了不合理水生生态风险,且在春季达到最高;考虑到大多数鱼类春季繁殖的习性,应高度关注壬基酚的水生生态风险。SWAT-KM可为化学物质环境暴露时空高精度模拟和风险评估及区域化学物质环境风险防范提供技术支持。

基于环境逸度模型的化学物质暴露与风险评估研究进展

工业化学品通过各种迁移转化过程后在环境区间中广泛分布,同时新化学品正被大量的生产并进入环境,使得对于化学品管控的需求和压力不断增加。基于这一背景,多国政府颁布了相应的政策法规对化学品进行管控。除了用相应的政策法规进行预先管控之外,使用基于逸度概念的多介质环境模型来表征化学品的行为与归趋是一个相对简单而有效的方法,不仅适用于环境中存在的现有化学品的暴露评估,也成为各国化学品管理中对新化学品的环境暴露进行预测的有力工具。本文综述逸度概念与方法、相关环境模型、建模过程、应用验证等方面的国内外研究进展,希望能够对我国化学品环境暴露评估与风险评估的模型构建、优化与方法应用提供信息和借鉴。

辽宁省苯并(a)芘的来源与多介质环境行为研究

本研究对辽宁省的工业燃煤、机动车尾气、民用供暖燃煤锅炉三个主要污染源燃耗量进行调查研究,估算了辽宁省全省范围内的苯并(a)芘的年排放总量。结果表明,工业燃煤排放苯并(a)芘约为0.11t,机动车年排放苯并(a)芘约为0.056t,民用供暖锅炉排放苯并(a)芘约为0.045t,苯并(a)芘年排放总量为0.21t。在估算的苯并(a)芘年排放量基础上,本研究基于逸度理论,建立了苯并(a)芘的多介质环境模型研究苯并(a)芘的多介质环境行为。由三级模型计算结果可知,排放到环境中的苯并(a)芘绝大部分存留在土壤中,在沉积物中的浓度最大。苯并(a)芘的主要输出途径是大气水平流动,主要的损失途径是土壤降解,气-土间的相间迁移通量最大。

多介质环境模型在化学品暴露评估中的应用与展望

由于化学品引发的环境事件呈上升趋势,各国政府和公众已高度关注化学品的环境风险.欧盟发布化学品监管的法规指出"没有安全数据,就没有市场"("No Data,No Market").中国也发布了《新化学物质环境管理办法》,这标志着中国化学品的环境管理由危害管理过渡到风险管理.化学品的暴露评估是环境风险评估和管理的关键.多介质环境模型是化学品环境暴露评估的简便而有效的工具之一.应用多介质环境模型,可以预测化学品在环境介质中的存在水平和分布,揭示相对重要的降解过程,估计化学品在环境中的停留时间,全面地描述化学品的环境归趋.本文概述了多介质环境模型的理论基础及发展过程,重点介绍了局部、区域及全球尺度下多介质环境模型应用于化学品暴露评估的研究进展,比对分析了化学品风险评估中常用的暴露评估软件的特征.此外,还总结了中国化学品暴露评估中多介质环境模型的应用情况,展望了多介质环境模型两种发展趋势及方向.可以预见,多介质环境模型在我国化学品环境风险评估和管理领域具有巨大的应用前景.

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.

围隔实验中海洋浮游植物对石油烃污染物中正构烷烃的生物富集

本文应用海洋围隔生态实验研究了浮游植物对石油烃污染物生物富集动力学过程 ,提出了“水相差法”测定海洋浮游植物体内石油烃浓度 ,以及包括石油烃挥发和生物生长等影响因素的石油烃生物富集动力学模型 ,并利用非线性拟合技术得到了海洋浮游植物对 0 #柴油 WAF中正构烷烃的生物富集动力学参数 kup,kel和 BCFPOC,结果与 Kováts色谱保留指数具有很好的相关性 ,与利用生物分析平衡法测定的文献数据基本一致。本模型及实验方法简便可靠 ,可在现场实验中广泛应用 ,得到的动力学参数应用于多介质环境模型和生态动力学模型 。

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8.72×10-7mol·m-3;γ-HCH的浓度则分别为3.37×10-11、1.14×10-8、1.21×10-6和4.18×10-7mol·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Kow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.

对行业废水有机污染物排放控制标准研究

不同行业的废水有机污染物排放具有差异性,针对当前现有污水排放标准来看,还存在一些问题,特别是现有指标在控制有机物排放中的量化指标上还有矛盾的地方。根据美国环保机构多介质环境模型,利用不同方法来测量水介质排放目标值,并依此为标准限值,对多个行业废水进行监测,并提出相应的废水特征控制标准。

有机污染物的持久性评价方法研究进展

持久性有机污染物(POPs)具有持久性、生物蓄积性和高毒性等特点,对人类生存和发展已构成了严重威胁。本文对近年来有关POPs持久性的3种主要量化评价方法的研究进展进行了综述。其中,QSAR/QSPR方法主要以分子结构来推测有机物的理化性质,进而预测总持久性和长距离迁移能力;环境多介质模型方法根据物质在各种环境介质中的分配和反应性来评价物质的持久性;基于化学反应常数的评价方法是通过模拟和简化自然界的各种化学反应,尝试利用测得的反应常数比较物质的持久性。各种方法得到的物质持久性的评价和排序不尽相同,因而仍需要更深入广泛的研究,以建立统一的有机物持久性量化评价的标准体系。