粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋

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1、唐明金等：粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋673粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋唐明金1，徐志新1，左谦1，黄铭洪2，张干3，陶澍11.北京大学环境学院//地表过程分析与模拟教育部重点实验室，北京100871；2.香港浸会大学生物学，香港九龙；3.中国科学院广州地球化学研究所，广东广州510640摘要：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

2、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。关键词：多环芳烃；多介质模型；迁移通量；逸度中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）04-0670-04唐明金等：粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋673多环芳烃（PAHs）是典型的持久性有机污染物，因其致癌风险而受到广泛关注[1]。多环芳烃主要源于化石燃料的不完全燃烧，因此成为大量使用煤炭地区的主要污染物。由于其具有很强的迁移能力和持

3、久性，进入环境的多环芳烃在各种介质中广泛分布，并通过生物吸收进入食物链，从而危害人体健康[2]。多介质归趋模型是宏观把握持久性有机污染物在环境中区域过程的有力工具。不同尺度的多介质逸度模型定量刻画了不同尺度区域中多种污染物的归趋。譬如，Mackay等运用被称为QWASI（Quantitativewater,air,sedimentinteraction）的逸度模型定量研究了湖泊中污染物在水、大气、底泥中的归宿[3]；Helm等用四级模型模拟了极地Amitul湖区HCHs和硫丹等有机污染物在三年研究期内的变化和各种环境过程对污染物分布的影响[4]

4、。国内在这方面逐渐开展了一些工作。例如，王喜龙对天津地区苯并(a)芘的归趋模拟发现，当地废气排放是苯并(a)芘主要污染源，土壤是该地区Bap的主要富集相，土壤和沉积物的降解是最重要的输出途径[5]。由于我国南方与北方地区在多环芳烃排放特征和自然条件等方面存在较大差异，本研究采用文献资料初步估算多环芳烃（PAH16）在广东省及港澳两地多介质中的归趋特征，并尝试考察其与天津地区的主要差异。1研究方法将研究区域划分为大气、水、土壤和沉积物四个主相，每个主相又包括气、水、固等子相。考虑到鱼体中多环芳烃的吸收来自水体，而作物地上部分的吸收主要源于大气[6

5、]，模型中将作物（蔬菜和谷物）和鱼分别视为大气和水的生物子项。研究的16种PAHs包括：萘（Nap）、苊烯(Any)、苊（Ane）、芴（Fle）、菲（Phe）、蒽（Ant）、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(Baa)、屈（Chr）、苯并[b]荧蒽(Bbf)、苯并[k]荧蒽(Bkf)、苯并[a]芘(Bap)、二苯并[a,h]蒽(Daa)、茚并[123-cd]芘(I1p)、苯并[ghi]北(Bpe)。涉及的主要界面交换、输入和输出过程包括：气相和水相平流输入（T01t、T02t）和输出（T10t、T20t）、废气和废水排放（T01h、T0

6、2h）、气水和气土间扩散迁移（T12d、T21d、T13d、T31d）、气水和气土干湿沉降（T12p、T12w、T13p、T13w）、作物和鱼输出（T1v、T2f）、气、水、土壤和沉积物中的降解（T10m、T20m、T30m、T40m）、灌溉（D23h）、水沉积物间扩散（T24d、T42d）、（固、水）地表径流（T32e、T32l）以及水中沉积（T24s）。符号中下标与有关文献相同[7-8]。在稳态和完全混合假设下，根据质量平衡原理，可以列出描述四个主相迁移平衡的方程式如下：气：T01t+T01h+T21d+T31d=T10t+T10m+T12

7、+T13+T1v；水：T02t+T02h+T12+T42d+T32=T20t+T23h+T21d+T24d+T24s+T2f+T20m；土：T23h+T13=T31d+T32+T30m；沉：T24d+T24s=T42d+T40m。式中T12=T12d+T12w+T12p，T13=T13d+T12w+T12p，T32=T32e+T32l。模型输入参数共61个，主要来自相关文献[9-11]唐明金等：粤港澳地区多环芳烃的多介质归趋673。由于多数参数收集到一个以上数据，模型中采用均值为输入。此外，由于数据获取困难，少数参数借用相邻地区资料。模型验证数

8、据则包括大气颗粒物、水以及沉积物颗粒中PAHs浓度[12-15]。研究中用Excel建立资料库，模型求解在Matlab6.5上实现。2结果与讨论2.1