新疆博斯騰湖多環芳烴污染特徵及來源解析研究

《新疆博斯騰湖多環芳烴污染特徵及來源解析研究》是依託蘭州大學，由黃韜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新疆博斯騰湖多環芳烴污染特徵及來源解析研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：黃韜
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

作為我國最大的內陸淡水湖，新疆博斯騰湖近年來因周邊大規模工農業開發活動導致水環境問題日益突出。本項目擬以16種USEPA優先控制的PAHs為目標化合物，以新疆博斯騰湖為研究區域，對大氣和水體進行為期一年的觀測，研究PAHs在這兩種環境介質中的污染特徵、乾沉積通量、氣-水界面交換通量及季節性差異；基於更新的格線化大氣排放清單，結合CanMETOP模型定量模擬研究博斯騰湖PAHs大氣遷移、沉降、氣-水交換等環境行為和過程的動態趨勢，以一年大氣、水體監測數據對清單及模型進行驗證和最佳化；明確影響這些環境行為和過程的大氣源排放、氣象條件及PAHs物理化學性質等主控因子；計算地表徑流PAHs出、入湖通量，結合大氣排放清單分離模擬方法，採用CanMETOP模型定量模擬研究導致博斯騰湖PAHs污染的主要來源，為有關決策部門評估博斯騰湖環境污染，保護其生態系統提供科學依據和對策。

結題摘要

該項目以16 種USEPA 優先控制的PAHs 為目標化合物，以新疆博斯騰湖為研究區域，通過採集大氣、水體和底泥樣品，研究博斯騰湖PAHs 的污染特徵、乾沉積通量、氣-水界面交換及其季節性差異；基於PAHs 格線化大氣排放清單，採用CanMETOP 模型定量模擬研究博斯騰湖PAHs大氣遷移、乾沉積通量、氣-水交換方向和交換通量的動態趨勢；結合PAHs特徵比值、後向軌跡分析和CanMETOP對PAHs環境行為模擬結果，探明博斯騰湖PAHs污染的主要來源，為有關決策部門保護博斯騰湖生態系統提供科學依據和對策。主要研究結果如下： （1）博斯騰湖流域採暖期和非採暖期PAHs大氣濃度範圍分別為6.4-245.4和2.3-74.8 ng·m-3，大氣乾沉降通量範圍分別為0.5-18.1和0.3-8.2 μg·m-2·d-1；大氣和乾沉積中PAHs組成均以3-4環為主；空間分布呈現出居民區＞湖泊周邊＞塔中的空間分布。 （2）湖區表層水中PAHs總濃度範圍為51.1-217.2 ng·L-1，PAHs的組成主要以3環和4環為主；表層沉積物樣品中PAHs濃度範圍為57.4-360.2 ng·g-1（乾重），上遊河流表層沉積物中PAHs以2-3環為主，湖泊底泥中PAHs以4-6環為主；空間分布呈現出上游高於博斯騰湖區，且湖區污染主要集中在湖心處；沉積柱樣品中PAHs濃度範圍為31.4-211.9 ng·g-1，沉積速率為0.18 cm·y-1，PAHs組成以5環和6環為主，沉積時間跨度為1852-2016年，PAHs濃度峰值出現在1994年。 （3）數值模擬結果表明，博斯騰湖地區春、夏、秋、冬四個季節PHE乾沉積通量分別為134.4、107.8、251.7和264.9 ng·m-2·d-1，BaP乾沉積通量分別為1.8、1.9、2.0和3.2 ng·m-2·d-1；而12個月期間，PHE的氣-水交換通量為1597.6-4695 ng·m-2·d-1，BaP的氣-水交換通量為113.3-238.6 ng·m-2·d-1。 （4）比值法源解析結果表明，博斯騰湖流域大氣和乾沉降中PAHs主要來源於煤炭和生物質燃燒；CanMETOP模擬和HYSPLIT前向和後向軌跡模擬結果表明，居民區較高PAHs排放通過大氣傳輸到達博斯騰湖區，經大氣乾沉降和氣-水交換進入水體，對博斯騰湖水生環境造成影響。