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。

典型持久性有机污染物在土气交换中的结构多样性特征

持久性有机污染物的土气交换是在环境中分配和归趋的重要组成。从采样技术、逸度模型、交换方向和通量,以及影响因素4个方面综述典型持久性有机污染物(POPs)及其同系物、异构体的土气交换行为。有机氯农药滴滴涕(DDTs)及其代谢产物o,p′-DDT和p,p′-DDD表现出沉降趋势,六六六(HCHs)的异构体α-、β-HCH相比γ-、δ-HCH更倾向于向大气扩散。低分子质量的多环芳烃及多氯联苯普遍向大气挥发,而溴化程度较低的多溴二苯醚流动性较高。磷酸三正丁酯比其他有机磷阻燃剂的挥发趋势更明显。对于新型污染物,考察了全氟辛烷磺酸及短、中链氯化石蜡的土气交换通量。此外,土气交换方向会受到温度和土壤有机碳含量的影响。

气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布

近年来,气候变化对极地环境产生深远的影响,进一步影响到持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)在极地同环境介质之间的分布和迁移。对极地海洋生态系统而言,气候变化导致的海冰消融和开放性海域面积增加,使得表层海水和海冰中的POPs物质再次释放进入大气;同时气候变化导致的极地海洋初级生产力降低会对海洋生物泵产生影响,而使得极地海洋中的POPs物质难以进入深海,增加极地生态系统对POPs的暴露。对极地陆地生态系统而言,POPs的地球化学循环受到温度增加,及其导致的土壤有机质含量增加共同作用的影响。

持久性有机污染物在冰雪中的分配模型研究进展

通过对自然界中的雪从降落到地面到融化的过程中,持久性有机污染物在其中产生的各相之间的分配情况进行分类描述,阐述了持久性有机污染物在各相之间的分配途径,影响分配的因素,分配系数的表示和计算以及一些在有机污染物在各相之间的分配的量的确定的方法。最后提出问题并进行展望。

植物影响空气中持久性有机污染物的研究进展

持久性有机污染物(POPs)在植物与空气两相界面之间存在动态交换过程,一方面,植物叶片吸附、吸收空气中的POPs,净化了空气,并将其转移到食物链和土壤等其它环境介质中;另一方面,植物叶片通过挥发使其吸附的POPs重新回到空气中,最终对全球范围内POPs的循环和环境归趋产生重要影响.本文综述了植物与空气中POPs的动态交换过程,分析了影响植物吸附和挥发POPs的主要因素,包括POPs的理化性质、植物特征和环境条件.同时,就城市绿地对空气中POPs浓度水平的影响展开讨论,由于该过程受多种因素共同影响,植被清除的POPs是否足以改善空气质量仍有争议,其中影响机制有待深入研究.此外,本文总结了植物中POPs的检测技术,传统检测技术灵敏性和准确性高,而原位检测技术可以直接观察活体植物中POPs的吸收、迁移、存储等环境行为.最后,本文探讨了现有研究的不足和未来发展的方向,以期为今后研究植物-空气界面过程以及POPs多介质环境行为提供理论和技术参考.

植被富集持久性有机污染物研究进展

植被富集环境中持久性有机污染物(POPs)的途径有多种,其中以植物叶片富集大气POPs为主要的途径。因此,植被(地衣、苔藓、草地、松针和树皮)被广泛用作被动采样器,以动态地监测不同时间和空间尺度上大气POPs的污染水平与特征。大气—植物的气体交换过程影响着POPs的大气传输,进而影响POPs在区域甚至全球尺度上的空间分布。研究发现,植被是POPs全球循环的"汇区"。植物富集的POPs会进入陆生食物链,并随食物链营养级的升高而产生生物放大效应,对人体健康产生潜在的威胁。本文简要介绍了植被对POPs富集的研究进展,综述了地衣、苔藓和草地作为被动采样器监测大气POPs时空分布的研究,并指出了目前研究中亟待解决的问题及未来可能的研究方向。

持久性有机污染物气—土界面交换研究进展

气—土界面交换对于持久性有机污染物(POPs)在区域和全球尺度上的传输迁移、重新分布和归趋具有重要意义。气—土界面交换所涉及的过程主要包括:干沉降、湿沉降和从土壤向大气的挥发。其中,气态化合物的扩散交换是决定"源和汇"的关键过程。气态化合物在气—土界面的交换过程由大气和土壤之间的浓度梯度驱动,土—气分配主要受化合物理化性质、温度和土壤有机质的影响。随着全球POPs禁用进程的加快,中纬度污染地区的土壤逐渐成为低分子量化合物向大气排放的二次源;而对于高分子量的化合物来说,土壤仍然是污染物的汇,可以存储更多的污染物。气—土交换方向还受到温度的影响,呈现出土壤夏季为源、冬季为汇的季节性变化特点。逸度模型是估算POPs气—土交换通量的有力工具,由通量大小可以定量判断源和汇的强度。此外,还讨论了目前POPs气—土界面交换研究中存在着的一些不足,并提出该领域未来可能的发展趋势。

持久性有机污染物土气交换过程影响因素分析

持久性有机污染物(POPs)在全球范围内进行远距离传输过程中,土壤既是污染物的主要汇,又是空气中污染物的潜在来源。土气交换过程是POPs环境归宿的重要环节,该交换过程受POPs理化性质、近地面气象条件、土壤理化性质及植被覆盖等因素的影响。对近期报道的POPs土气交换过程影响因素研究进行了综述与展望,列出了研究中涉及的重要模型及公式。环境温度的变化既能改变目标物在气固相之间的分配行为,影响空气中污染物的干湿沉降和气态交换过程,也能够通过近地面温度场的梯度变化影响污染物在土气交换过程中的垂直紊流扩散。此外,近地面水平风速的变化也会影响目标物的在近地面空气中的垂直紊流扩散。土壤有机质含量及种类控制了土壤中POPs的吸附/解吸过程,土壤温度和湿度影响污染物的土气分配系数,土壤矿物组成也会影响污染物吸附和解吸过程。地面植被能够吸收和吸附空气中气态和颗粒态POPs,通过雨水淋刷和枯落物凋落转移到土壤中;植被覆盖可以减少土壤的温度变化,减少土壤中POPs的挥发。尽管近年已经取得丰硕的成果,但在土气交换过程多因素耦合影响量化评估、动态评估POPs在典型场地原位复杂环境下的土气交换通量、在区域尺度量化植被对城市中POPs土气交换的影响等方面有待开展深入研究工作。